物理：53《實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)》PPT

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1、第三節(jié)實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng) 課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.學(xué)會(huì)描繪平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法2根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡求平拋物體的初速度重點(diǎn)難點(diǎn)：1.描繪小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡2結(jié)合兩個(gè)方向上的分運(yùn)動(dòng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 三、實(shí)驗(yàn)器材斜槽、坐標(biāo)紙、圖釘、方木板、小球、刻度尺、重錘、細(xì)線、三角板、鉛筆、鐵架臺(tái) 四、實(shí)驗(yàn)步驟1安裝調(diào)整斜槽將坐標(biāo)紙用圖釘釘在豎直的木板的左上角(如圖531所示)，用平衡法調(diào)整斜槽末端水平，直到將小球輕放在斜槽的平直部分的末端，能使小球在平直軌道上的任意位置靜止即可圖531 2調(diào)整木板，確定坐標(biāo)原點(diǎn)用懸掛在槽口的重垂線把木板調(diào)整到豎直方向，并使木板平面與小球運(yùn)動(dòng)軌跡所在平面平行靠近，把小球放在槽口處，

2、用鉛筆記下小球在槽口時(shí)球心在木板上的水平投影點(diǎn)O，用鉛筆在紙上把這個(gè)點(diǎn)記下來，O點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn)，再利用重垂線畫出通過O點(diǎn)的豎直線 3確定球的位置使小球由斜槽某一位置無(wú)初速度滾下，離開水平槽后做平拋運(yùn)動(dòng)先用眼睛粗略確定小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，然后使小球從同一位置無(wú)初速度滾下，在粗略確定的位置附近用鉛筆較準(zhǔn)確地描出小球通過的位置，并在坐標(biāo)紙上記下該點(diǎn)用同樣的方法確定軌跡上其他各點(diǎn)的位置 4建坐標(biāo)系，描繪軌跡取下坐標(biāo)紙，以過O點(diǎn)的豎直線作為y軸，過O點(diǎn)的水平線作為x軸，最后將紙上記下的一系列點(diǎn)，用平滑曲線連起來，即得到小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡 核心要點(diǎn)突破一、數(shù)據(jù)處理1判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線 如圖532所

3、示，在x軸上作出等距離的幾個(gè)點(diǎn)A1、A2、A3、，把線段OA1的長(zhǎng)度記為l，則OA22l，OA33l，由A1、A2、A3、向下作垂線，其與軌跡交點(diǎn)分別記為M1、M2、M3、，若軌跡是一條拋物線，則各點(diǎn)的y坐標(biāo)和x坐標(biāo)之間應(yīng)該具有yax2的關(guān)系(a是待定常量)，用刻度尺測(cè)量某點(diǎn)的x、y兩個(gè)坐標(biāo)值代入yax2求出a.再測(cè)量其他幾個(gè)點(diǎn)的x、y坐標(biāo)值，代入yax2，若在誤差范圍內(nèi)都滿足這個(gè)關(guān)系式，則這條曲線是一條拋物線圖532 特別提醒：(1)計(jì)算初速度時(shí)，要在平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上選取距O點(diǎn)遠(yuǎn)些的點(diǎn)，以使結(jié)果更準(zhǔn)確(2)利用以上方法確定v0時(shí)，要以坐標(biāo)原點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn) 二、研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的注意事項(xiàng)和誤差分析1誤

4、差分析(1)斜槽末端沒有調(diào)水平，小球離開斜槽后不做平拋運(yùn)動(dòng)(2)確定小球運(yùn)動(dòng)的位置時(shí)不準(zhǔn)確(3)量取軌跡上各點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)不準(zhǔn)確 2注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端點(diǎn)的切線水平(檢驗(yàn)是否水平的方法是：將小球放在斜槽末端水平部分，將其向兩邊各輕輕撥動(dòng)一次，看其是否會(huì)加速或減速運(yùn)動(dòng))(2)方木板必須處于豎直平面內(nèi)，固定時(shí)要用重垂線檢查坐標(biāo)紙豎線是否豎直(3)小球每次必須從斜槽上同一位置滾下 (4)坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球出槽口時(shí)球心在木板上的投影點(diǎn)(5)小球開始滾下的位置高度要適中，以使小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡由坐標(biāo)紙的左上角一直到達(dá)右下角為宜(6)在軌跡上選取離坐標(biāo)原點(diǎn)O點(diǎn)較遠(yuǎn)的一些點(diǎn)來計(jì)算初速

5、度 三、獲取平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的其他方法1噴水法如圖533所示，倒置的飲料瓶?jī)?nèi)裝著水，瓶塞內(nèi)插著兩根兩端開口的細(xì)管，其中一根彎成水平，且加上一個(gè)很細(xì)的噴嘴圖533 水從噴嘴中射出，在空中形成彎曲的細(xì)水柱，它顯示了平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡將它描在背后的紙上，進(jìn)行分析處理 2頻閃照相法用數(shù)碼照相機(jī)可記錄下平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，如圖534所示由于相鄰兩幀照片間的時(shí)間間隔是相等的，只要測(cè)量相鄰兩照片上小球的水平位移，就很容易判斷平拋運(yùn)動(dòng)水平方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)圖534 課堂互動(dòng)講練 在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說法正確的是()對(duì)器材的安裝和實(shí)驗(yàn)操作的考查例1 A安裝有斜槽的木板時(shí)，一定要注意木板是否豎直B安裝有斜槽的木板時(shí)

6、，只要注意小球不和木板發(fā)生摩擦即可C每次實(shí)驗(yàn)都要把小球從同一位置由靜止釋放D實(shí)驗(yàn)的目的是描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 【精講精析】做本實(shí)驗(yàn)必須使斜槽末端切線水平，使釘有坐標(biāo)紙的木板豎直，以確保小球水平飛出和正確畫出坐標(biāo)軸小球每次從斜槽上同一位置由靜止開始滾下，可保證小球初速度不變【答案】ACD 【方法總結(jié)】(1)應(yīng)保持斜槽末端的切線水平，釘有坐標(biāo)紙的木板豎直，并使小球的運(yùn)動(dòng)靠近坐標(biāo)紙但不接觸(2)小球每次必須從斜槽上同一位置無(wú)初速度滾下，在斜槽上釋放小球的高度應(yīng)適當(dāng)，使小球以合適的水平初速度拋出，其軌跡在坐標(biāo)紙的左上角到右下角間分布，從而減小測(cè)量誤差 (2011年北京育才中

7、學(xué)高一檢測(cè))圖535為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照相照片的一部分，圖中背景方格的邊長(zhǎng)均為5 cm，如果取g10 m/s2，那么：圖535根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡求初速度例2 (1)閃光頻率是_H z；(2)小球運(yùn)動(dòng)中水平分速度的大小是_m/s；(3)小球經(jīng)過B點(diǎn)的速度大小是_m/s. 【答案】(1)10(2)1.5(3)2.5 【方法總結(jié)】遇到根據(jù)平拋軌跡或平拋物體閃光照片計(jì)算初速度時(shí)，要注意上方的點(diǎn)不一定是拋出點(diǎn)，解決方法是在豎直方向列出yaT2和水平方向列出xv0T求解 實(shí)驗(yàn)原理及方法的理解和遷移 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖536甲所示，A是一塊平面木板，在其上等間隔地開鑿出一組

8、平行的插槽(圖甲中P0P0、P1P1)，槽間距離均為d.把覆蓋復(fù)寫紙的白紙鋪貼在硬板B上實(shí)驗(yàn)時(shí)依次將B板插入A板的各插槽中，每次讓小球從斜槽的同一位置由靜止釋放每打完一點(diǎn)后，把B板插入后一槽中并同時(shí)向紙面內(nèi)側(cè)平移距離d.實(shí)驗(yàn)得到小球在白紙上打下的若干痕跡點(diǎn)如圖乙所示例3 圖536 (1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到_每次讓球從同一位置由靜止釋放是為了_(2)每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d，是為了_(3)在圖乙中繪出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)應(yīng)把握平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：(1)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；(2)豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng) 【精講精析】(1)研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，首要的一點(diǎn)

9、是使小球沿水平方向拋出所以實(shí)驗(yàn)前要反復(fù)調(diào)節(jié)斜槽，使斜槽的末端處于水平狀態(tài)，并使板A水平，插槽P0P0垂直斜槽并在斜槽末端正下方釋放小球時(shí)，每次要使小球從斜槽的同一位置滑下的主要原因是使小球每次拋出時(shí)具有相同的水平初速度v0. (2)實(shí)驗(yàn)過程中，豎直木板在后移d的同時(shí)也側(cè)向移動(dòng)d，是為了每次讓小球的落點(diǎn)不在記錄紙面的豎直線上，而在側(cè)移了的平面上，使記錄紙上每?jī)牲c(diǎn)間的水平距離等于小球在水平方向?qū)嶋H運(yùn)動(dòng)的距離由水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)研究豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 圖537(3)小球的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡如圖537所示【答案】(1)斜槽末端水平、A板水平、插槽P0P0垂直斜槽并在斜槽末端正下方使小球每次拋出時(shí)具有相同的水平速度v0(2)使記錄紙上每?jī)牲c(diǎn)之間的水平距離等于小球在水平方向?qū)嶋H運(yùn)動(dòng)的距離(3)見精講精析圖 【策略點(diǎn)睛】對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和基本規(guī)律要有正確的把握首先，平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，加速度為g，豎直向下；其次，平拋運(yùn)動(dòng)可以分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)這些知識(shí)如果把握到位，很多問題就會(huì)迎刃而解