物理人教版必修第五章實(shí)驗(yàn)研究平拋運(yùn)動(dòng).ppt

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1、3．實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng),1．平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上的運(yùn)動(dòng)是__________運(yùn)動(dòng)，相等的下落時(shí)間內(nèi)物體在水平方向發(fā)生的位移_____，為s水平＝____.2．平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)是____________________運(yùn)動(dòng)，豎直分速度與時(shí)間的關(guān)系是v豎直＝________.,勻速直線,相等,v0t,勻加速直線(或自由落體),gt,3．如圖5－3－1所示，在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球A沿軌道滑下，離開軌道末端(末端水平)時(shí)，撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S，被電磁鐵吸住的小球B同時(shí)自由下落．改變整個(gè)裝置的高度做同樣的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)A、B兩球總是同時(shí)落地．該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象說明了A球離開,軌道后(,),圖5－3－1,

2、A．水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)B．水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)D．豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),C,4．(雙選)關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(,),A．平拋運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng),BC,B．平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C．平拋運(yùn)動(dòng)的落地時(shí)間由高度決定，與初速度無關(guān)D．做平拋運(yùn)動(dòng)的物體落地時(shí)的速度方向一定是豎直向下的,5．(雙選)物體在做平拋運(yùn)動(dòng)的過程中，在相等的時(shí)間內(nèi)，,),下列哪個(gè)量是相等的(A．速度的增量C．位移,B．加速度D．平均速率,AB,研究平拋運(yùn)動(dòng)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1)用實(shí)驗(yàn)的方法描出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．(2)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡求其初速度．【實(shí)驗(yàn)原理】(1

3、)用描跡法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．(2)建立坐標(biāo)系，測出軌跡上某點(diǎn)的坐標(biāo)x、y，根據(jù)x＝v0t、,【實(shí)驗(yàn)器材】,斜槽、小球、方木板、鐵架臺(tái)、白紙、圖釘、鉛垂線、三,角板、鉛筆及刻度尺．,【實(shí)驗(yàn)步驟】,(1)安裝器材與調(diào)平：將斜槽放在水平桌面上，其末端伸出桌面外，調(diào)節(jié)末端使其切線水平后固定．檢查斜槽末端是否水平的方法：將小球放在斜槽末端水平軌道的任意位置，小球都不滾動(dòng)，則可認(rèn)為斜槽末端水平(也可將小球放在斜槽末端，輕輕將其向兩邊各撥動(dòng)一次，看其是否有明顯的運(yùn)動(dòng)傾向)．精細(xì)的檢查方法是用水平儀調(diào)整．,(2)用圖釘把坐標(biāo)紙釘在木板上，讓木板豎直固定，其左上方靠近槽口，用鉛垂線檢查坐標(biāo)紙上的豎線是否豎

4、直，整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置如圖5－3－2所示．用鉛垂線把木板校準(zhǔn)到豎直方向，使小球平拋的軌道平面與板面平行，保證在重復(fù)實(shí)驗(yàn)的過程中，木板與斜槽的相對位置保持不變．,圖5－3－2,(3)建立直角坐標(biāo)系xOy：以小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，從坐標(biāo)原點(diǎn)O畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸．確定坐標(biāo)原點(diǎn)O的方法是：把小球放在槽口末端處，用鉛筆記下這時(shí)小球的球心在坐標(biāo)紙上的水平投影點(diǎn)O，即為坐標(biāo)原點(diǎn)(不是槽口端點(diǎn))．,(4)確定小球位置：讓小球由斜槽的某一固定位置自由滾下，從O點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動(dòng)．先用眼睛粗略估計(jì)小球在某一x值處(如x＝1cm或2cm等)的y值，然后用鉛筆尖指著這個(gè)位置，讓小球從原釋放處開始滾

5、下，看是否與鉛筆尖相碰，如此重復(fù)數(shù)次，較準(zhǔn)確地確定小球通過的這個(gè)位置，并在坐標(biāo)紙上記下這一點(diǎn)．,(5)依次改變x值，用與(4)同樣的方法確定小球通過其他各,點(diǎn)的位置．,(6)描點(diǎn)畫軌跡：取下坐標(biāo)紙，將(4)(5)中所描出的各點(diǎn)用平滑曲線連接起來，這就畫出了小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡曲線(所畫曲線可不通過個(gè)別偏差較大的點(diǎn)，但必須保持曲線平滑，不允許出現(xiàn)凹陷處)．,【注意事項(xiàng)】,(1)固定斜槽時(shí)，必須注意使通過斜槽末端點(diǎn)的切線保持水,平，以使小球離開斜槽后做平拋運(yùn)動(dòng)．,(2)木板必須處在豎直平面內(nèi)，與小球運(yùn)動(dòng)軌跡所在的豎直,平面平行，使小球的運(yùn)動(dòng)靠近圖紙但不接觸．,(3)在斜槽上設(shè)定位卡板，使小球每次都

6、從定位卡板所確定的同一位置由靜止開始滾下，以保證重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等．,(4)應(yīng)在斜槽上適當(dāng)?shù)母叨忍庒尫判∏?，使小球能以適當(dāng)?shù)乃剿俣葤伋?，其運(yùn)動(dòng)軌跡由圖板左上角到右下角，這樣可以充分利用坐標(biāo)紙，減小測量誤差．,(5)由平拋運(yùn)動(dòng)方程求小球平拋的初速度時(shí)，應(yīng)選取在平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上離坐標(biāo)原點(diǎn)O較遠(yuǎn)的點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)來進(jìn)行計(jì)算，這樣既便于測量又減小了誤差．,【數(shù)據(jù)分析】,(1)判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線：,如圖5－3－3所示，在x軸上作出幾個(gè)等距離的點(diǎn)A1、A2、A3、…，把線段OA1的長度記為l，則OA2＝2l，OA3＝3l，由A1、A2、A3、…向下作垂線，與軌跡的交點(diǎn)記為M1、

7、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)應(yīng)該具有y＝ax2的形式(a是待定常量)，用刻度尺測量某點(diǎn)的x、y兩個(gè)坐標(biāo)值，代入y＝ax2求出a.再測量其他幾個(gè)點(diǎn)的x、y坐標(biāo)值，代入y＝ax2，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5－3－3(2)求小球平拋的初速度v0：①在所描繪的軌跡曲線上選取A、B、C、D、E、F六個(gè)不同的點(diǎn)，測出它們的坐標(biāo)值．,中，求出小球做平拋運(yùn)動(dòng),②將各點(diǎn)坐標(biāo)值代入v0＝x的初速度v0.,,③記錄各點(diǎn)求得的初速度，最后算出初速度v0的平均值,v0，并做好記錄．,【誤差分析】,(1)安裝斜槽時(shí)，其末端切線不水平，造成小球并非做平拋,運(yùn)

8、動(dòng)，測量的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確．,(2)建立直角坐標(biāo)系時(shí)，誤以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)(實(shí)際上應(yīng)以末端端口上的小球球心位置為坐標(biāo)原點(diǎn))．(3)小球每次從槽上開始滾下的位置不相同，使得平拋的初,速度也不相同．,【例題】(1)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上．_____________,A．通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平B．每次必須由靜止釋放小球,C．固定白紙的木板必須調(diào)節(jié)成豎直D．每次釋放小球的位置必須不同,E．將小球經(jīng)過不同高度的位置記錄在紙上，取下紙后，

9、用,直尺將點(diǎn)連成折線,(2)某學(xué)生在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，忘記記下小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的起點(diǎn)位置，O為物體運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后的位置，取為坐標(biāo)原點(diǎn)，平拋的軌跡如圖5－3－4所示，根據(jù)軌跡的坐標(biāo)求出物體做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0＝___________m/s.(取g＝,10m/s2),圖5－3－4,解析：(1)只有斜槽的末端保持水平，小球才具有水平初速度，其運(yùn)動(dòng)才是平拋運(yùn)動(dòng)；每次由靜止釋放小球，是為了使小球具有相同的初速度；木板應(yīng)豎直，與小球軌跡所在的豎直平面平行，故A、B、C正確．D中，每次釋放小球的位置必須相同，以保證小球具有相同的水平初速度；E中，應(yīng)找取小球的中心位置，以減小實(shí)驗(yàn)誤差，將描出的點(diǎn)用

10、平滑曲線連接起來．(2)小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，在任意連續(xù)的相等時(shí)間內(nèi)的位移差相等，即Δs＝at2；在水平方向上有x＝v0t，聯(lián)立以上兩式可求得初速度v0.,答案：(1)ABC(2)1.0,【觸類旁通】1．在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，需要描繪物體平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡和求物體的平拋初速度．實(shí)驗(yàn)的簡要步驟如下：A．讓小球多次從________________滾下，記下小球穿過,卡片孔的一系列位置；,同一位置由靜止,B．安裝好器材，注意斜槽末端切線水平和平板豎直，記下___________________________________________________的位置O點(diǎn)和過O點(diǎn)的豎直線；,小

11、球在斜槽末端處時(shí)球心在坐標(biāo)紙上的水平投影點(diǎn),C．測出曲線上某點(diǎn)的坐標(biāo)x、y，用v0＝______,算出該小,球的平拋初速度，實(shí)驗(yàn)需要對多個(gè)點(diǎn)求v0的值，然后求它們的平均值；D．取下白紙，以O(shè)為原點(diǎn)，以豎直線為軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋軌跡．,上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是____________．,BADC,2．在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長L＝1.6cm，若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖5－3－5中的a、b、c、d所示，則小球的平拋初速度的計(jì)算式為v0＝________(用L、g表示)，其值是________，小球在b點(diǎn)的速率為________．(取兩位有效數(shù)字，g＝10m/s2),圖5－3－5,