高中物理 5.3《實(shí)驗(yàn) 研究平拋運(yùn)動(dòng)》課件 新人教版必修2.ppt

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第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 第3節(jié) 實(shí)驗(yàn) 研究平拋運(yùn)動(dòng) 1 知道做平拋運(yùn)動(dòng)的條件及相應(yīng)控制方法 2 知道用實(shí)驗(yàn)獲得平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法 3 知道判斷運(yùn)動(dòng)軌跡是不是拋物線的方法 4 知道測量初速度時(shí)需要測量的物理量 5 會(huì)推導(dǎo)平拋運(yùn)動(dòng)初速度的表達(dá)式 會(huì)計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度 首先通過回顧前面平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)來導(dǎo)入新課 之后設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來研究平拋運(yùn)動(dòng) 三個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理是一樣的 都是為了得到水平方向和豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 因此只詳細(xì)介紹易于課堂操作的第一個(gè)實(shí)驗(yàn) 我們的三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案都得到了物體做平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡 然后分析研究運(yùn)動(dòng)軌跡的水平位移和豎直位移的特點(diǎn) 最后總結(jié)得到 平拋運(yùn)動(dòng)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng) 豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng) 復(fù)習(xí)回顧 平拋運(yùn)動(dòng) 平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 水平方向 豎直方向 物體以一定的水平速度拋出后 只在重力作用下的運(yùn)動(dòng) 勻速直線運(yùn)動(dòng) x v0t 自由落體運(yùn)動(dòng) y gt2 2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?用實(shí)驗(yàn)的方法描出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡 并判斷其軌跡是否為拋物線 2 根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡求其初速度 研究平拋運(yùn)動(dòng) 如何通過實(shí)驗(yàn)方法獲得物體做平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡 1 實(shí)驗(yàn)器材 斜槽 小球 木板 白紙 可先畫上坐標(biāo)格 圖釘 鉛垂線 刻度尺 鉛筆等 方案一 平拋運(yùn)動(dòng)演示儀 斜槽 小球 白紙 木板 鉛垂線 鐵架臺(tái) 2 實(shí)驗(yàn)步驟 1 安裝調(diào)整斜槽 用圖釘把白紙釘在豎直板上 在木板的左上角固定斜槽 并使其末端保持水平 2 調(diào)整木板 用懸掛在槽口的鉛垂線把木板調(diào)整到豎直方向 并使木板平面與小球下落的豎直面平行且靠近 固定好木板 3 確定坐標(biāo)軸 把小球放在槽口處 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 O即為坐標(biāo)原點(diǎn) 再利用鉛垂線在紙上畫出通過O點(diǎn)的豎直線 即y軸 過O點(diǎn)垂直y軸畫出x軸 2 實(shí)驗(yàn)步驟 4 確定小球釋放點(diǎn) 選擇一個(gè)小球在斜槽上合適的位置由靜止釋放 使小球運(yùn)動(dòng)軌跡大致經(jīng)過白紙的右下角 5 描繪運(yùn)動(dòng)軌跡 把筆尖放在小球可能經(jīng)過的位置上 如果小球運(yùn)動(dòng)中碰到筆尖 用鉛筆在該位置畫上一點(diǎn) 用同樣的方法 從同一位置釋放小球 在小球運(yùn)動(dòng)路線上描下若干點(diǎn) 用平滑的曲線連接起來 即可得到小球平拋的軌跡 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 從而減小測量誤差 3 坐標(biāo)原點(diǎn) 小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn) 不是槽口的端點(diǎn) 應(yīng)是小球在槽口時(shí)球心在木板上的水平投影點(diǎn) 3 注意事項(xiàng) 坐標(biāo)原點(diǎn) 平拋起點(diǎn) 4 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 M2 M3 如果軌跡的確是一條拋物線 M1 M2 M3 各點(diǎn)的y坐標(biāo)與x坐標(biāo)間應(yīng)有y ax2的形式 a是一個(gè)待定的常量 2 計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度 記住原點(diǎn) 沒有原點(diǎn) 只是拋物線的一部分 求平均速度 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 用直尺將點(diǎn)連成折線 例1 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)為正確的是 ABC 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 取為坐原點(diǎn) 平拋的軌跡如圖所示 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 1 0 例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 0 80m s 1 0m s 方案二 噴水法 水平噴出的細(xì)水柱即為平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡 方案三 頻閃照相 在誤差允許的范圍內(nèi) 四段水平位移近似相等 且四段水平位移所用的時(shí)間相等 豎直方向 h gT2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 用實(shí)驗(yàn)的方法描出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡 并判斷其軌跡是否為拋物線 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 用描跡法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡 2 建立坐標(biāo)系 軌跡的y x坐標(biāo)是否滿足y ax2的形式 3 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 y gt2 2得 初速度 研究平拋運(yùn)動(dòng) 1 在 研究平拋物體的運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)時(shí) 已備有下列器材 白紙 圖釘 平板 鉛筆 弧形斜槽 小球 刻度尺 鐵架臺(tái) 還需要下列器材中的 A 秒表B 天平C 重垂線D 測力計(jì) C 2 在研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中 如果小球每次從斜槽滾下的初始位置不同 則正確的是 ABD A 小球平拋的初速度不同B 小球每次做不同的拋物線運(yùn)動(dòng)C 小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間均不同D 小球通過相同的水平位移所用時(shí)間均不同 3 在做研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中 讓小球多次從斜槽上滾下 在白紙上依次記下小球的位置 兩位同學(xué)得到的記錄紙分別如圖甲 乙所示 從圖中明顯看出 甲的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤是 乙的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤是 斜槽末端不水平 每次釋放小球的高度不同 4 下列哪些因素會(huì)使本實(shí)驗(yàn)的誤差增大 A 小球與斜槽之間有摩擦B 建立坐標(biāo)系時(shí) 以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)C 安裝斜槽時(shí)其末端不水平D 根據(jù)曲線計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí)在曲線上取作計(jì)算的點(diǎn)離原點(diǎn)O較遠(yuǎn) BC 5 在 研究平拋運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)中 某同學(xué)只記錄了小球運(yùn)動(dòng)途中的A B C三點(diǎn)的位置 取A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn) 則各點(diǎn)的位置坐標(biāo)如圖所示 當(dāng)g 10m s2時(shí) 下列說法正確的是 BD A 小球拋出點(diǎn)的位置坐標(biāo)是 0 0 B 小球拋出點(diǎn)的位置坐標(biāo)是 10 5 C 小球平拋初速度為2m sD 小球平拋初速度為1m s 6 在做 研究平拋物體的運(yùn)動(dòng) 這一實(shí)驗(yàn)時(shí) 下面哪些說法是正確的 AB A 安裝弧形槽時(shí) 必須使槽的末端的切線方向保持水平B 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí) 每次都要讓小球從同一位置由靜止釋放C 小球與槽的摩擦不可避免 但這不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果D 為了得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果 不要忘記用天平稱出小球的質(zhì)量 7 在研究平拋物體運(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 25cm 若小球在平拋運(yùn)動(dòng)中先后經(jīng)過的幾個(gè)位置如圖中的a b c d所示 則小球平拋的初速度的計(jì)算式為v0 用l g表示 其值是 g取9 8m s2 0 70m s 8 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)裝置示意圖如圖所示 A是一塊平面木板 在其上等間隔地開鑿出一組平行的插槽 圖中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 每次讓小球從斜軌的同一位置由靜止釋放 等打完一點(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 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 每次讓小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 線水平 A板水平 插槽P0P0 垂直斜軌并在斜軌末 斜軌末端切 端正下方 使小球每次做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同 每兩點(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 使記錄紙上 距離