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1、第五章3實驗：研究平拋運動學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.學(xué)會用實驗的方法描繪平拋運動的軌跡.2.會判斷平拋運動的軌跡是不是拋物線.3.會根據(jù)平拋運動的軌跡計算平拋運動的初速度.4.掌握描跡法、頻閃照相法等探究實驗的常用方法.內(nèi)容索引自主預(yù)習(xí)梳理 重點知識探究 當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測自主預(yù)習(xí)梳理1.實驗原理用 法(或噴水法或 法)得到物體平拋運動的軌跡.2.實驗器材斜槽、小球、 、圖釘、 、鉛垂線、鉛筆、白紙、鐵架臺.一、描繪平拋運動的軌跡一、描繪平拋運動的軌跡描跡頻閃照相方木板刻度尺3.實驗步驟(1)按圖1甲所示安裝實驗裝置，使斜槽末端水平(小球在斜槽末端點恰好靜止).圖1(2)以水平槽末端端口上小球球心在木板上的投影
2、點為坐標(biāo)原點O，過O點畫出豎直的y軸和水平的x軸.(3)使小球從斜槽上 位置由靜止?jié)L下，把筆尖放在小球可能經(jīng)過的位置上，如果小球運動中碰到筆尖，就用鉛筆在該位置畫上一點.用同樣方法，在小球運動路線上描下若干點.同一(4)將白紙從木板上取下，從O點開始通過畫出的若干點描出一條 的曲線，如圖乙所示.平滑4.注意事項(1)實驗中必須調(diào)整斜槽末端的切線 (將小球放在斜槽末端水平部分，若小球靜止，則斜槽末端水平).(2)方木板必須處于 平面內(nèi)，固定時要用鉛垂線檢查坐標(biāo)紙豎線是否 .(3)小球每次必須從斜槽上 位置由靜止釋放.(4)坐標(biāo)原點不是槽口的端點，應(yīng)是小球出槽口時球心在木板上的投影點.(5)小球開
3、始滾下的位置高度要適中，以使小球做平拋運動的軌跡由白紙的左上角一直到達(dá)右下角為宜.水平豎直豎直同一二、數(shù)據(jù)處理二、數(shù)據(jù)處理1.判斷平拋運動的軌跡是不是拋物線方法一公式法(1)原理：若平拋運動的軌跡是拋物線，則當(dāng)以拋出點為坐標(biāo)原點，建立直角坐標(biāo)系后，軌跡上各點的坐標(biāo)應(yīng)具有y 的關(guān)系，而且同一軌跡a是一個特定的值.(2)驗證方法用刻度尺測量幾個點的x、y兩個坐標(biāo)，分別代入yax2中求出常量a，看計算得到的a值在誤差允許的范圍內(nèi)是否是一個常數(shù).ax2方法二圖象法建立yx2坐標(biāo)系，根據(jù)所測量的各個點的x、y坐標(biāo)值分別計算出對應(yīng)的y值和x2值，在yx2坐標(biāo)系中描點，連接各點看是否在一條直線上，并求出該直
4、線的斜率即為a值.2.計算初速度在小球平拋運動軌跡上任取一點，用刻度尺(三角板)測出它們的坐標(biāo)(x，y)，利用公式y(tǒng) 和x ，求出小球做平拋運動的初速度v0(g已知)，多求幾個點然后求出v0的平均值.v0t重點知識探究一、平拋運動實驗的原理與實驗操作例例1在“研究平拋運動”實驗中.(1)圖2是橫擋條卡住平拋小球，用鉛筆標(biāo)注小球最高點，確定平拋運動軌跡的方法，坐標(biāo)原點應(yīng)選小球在斜槽末端點時的_.A.球心B.球的上端C.球的下端在此實驗中，下列說法正確的是_.A.斜槽軌道必須光滑B.記錄的點應(yīng)適當(dāng)多一些C.用光滑曲線把所有的點連接起來D.y軸的方向根據(jù)重錘線確定圖2答案(2)圖3是利用圖2裝置拍攝
5、小球做平拋運動的頻閃照片，由照片可判斷實驗操作錯誤的是_.A.釋放小球時初速度不為0B.釋放小球的初始位置不同C.斜槽末端切線不水平答案圖3(3)下圖是利用穩(wěn)定的細(xì)水柱顯示平拋運動軌跡的裝置，其中正確的是答案1.為保證小球做平拋運動，必須使斜槽的末端水平.2.為保證小球每次平拋的初速度相同，必須讓小球從同一位置由靜止釋放.歸納總結(jié)歸納總結(jié)二、計算平拋運動的初速度計算平拋運動的初速度可以分為兩種情況1.平拋軌跡完整(即含有拋出點)在軌跡上任取一點，測出該點離坐標(biāo)原點的水平位移x及豎直位移y，就可求出初速度v0.2.平拋軌跡殘缺(即無拋出點)在軌跡上任取三點A、B、C(如圖4所示)，使A、B間及B
6、、C間的水平距離相等，由平拋運動的規(guī)律可知A、B間與B、C間所用時間相等，設(shè)為t，則hhBChABgt2圖4答案例例2如圖5所示是某同學(xué)根據(jù)實驗畫出的平拋小球的運動軌跡，O為平拋的起點，在軌跡上任取三點A、B、C，測得A、B兩點豎直坐標(biāo)y1為5.0 cm，y2為45.0 cm，A、B兩點水平間距x為40.0 cm，則平拋小球的初速度v0為_m/s，若C點的豎直坐標(biāo)y3為60.0 cm，則小球在C點的速度vC為_m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，g取10 m/s2).2.04.0解析答案例例3如圖6所示為一小球做平拋運動的閃光照片的一部分，圖中背景方格的邊長約為5 cm.如果取g10 m/s2，那么
7、：(1)閃光頻率是多少？答案答案10 Hz解析解析解析A、B、C三點水平間隔相等，故相鄰各點的時間間隔相等，設(shè)為T.在豎直方向：hgT2，即(53)0.05 mgT2，得T0.1 s，則頻率為f10 Hz.圖6答案(2)小球運動中水平分速度多大？答案答案1.5 m/s解析(3)小球經(jīng)過B點時的速度多大？答案答案2.5 m/s解析解析水平方向：30.05 mv0T，得v01.5 m/s.當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測1.(實驗操作)在做“研究平拋運動”的實驗時，坐標(biāo)紙應(yīng)當(dāng)固定在豎直的木板上，下列圖中所示坐標(biāo)紙的固定情況與斜槽末端的關(guān)系正確的是123答案2.(探究平拋運動的特點)兩個同學(xué)根據(jù)不同的實驗條件，進(jìn)行了“
8、研究平拋運動”的實驗：(1)甲同學(xué)采用如圖7甲所示的裝置.用小錘擊打彈性金屬片，使A球沿水平方向彈出，同時B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘擊打的力度，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明_.解析圖7答案 做平拋運動的物體在豎直方向上做自由落體運動123解析解析通過對照實驗，說明兩球具有等時性，由此說明做平拋運動的物體在豎直方向上做自由落體運動.123(2)乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置.兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端可看做與光滑的水平板相切，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度使ACBD，從而保證小鐵球P、Q在軌道
9、出口處的水平初速度v0相等，現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小球同時以相同的初速度v0分別從軌道M、N的末端射出.實驗可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是_.僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明_.解析答案P球擊中Q球 做平拋運動的物體在水平方向上做勻速直線運動123解析解析兩球在水平軌道上相遇，水平方向運動情況相同，說明平拋運動的水平分運動是勻速直線運動.1233.(實驗操作及速度的計算)如圖8所示，在“研究平拋運動”的實驗中，可以描繪出小球平拋運動的軌跡，實驗簡要步驟如下：A.讓小球多次從_釋放，在一張印有小方格的 紙上記下小球經(jīng)過的一系列位置，如圖
10、中a、b、c、d所示.B.安裝好器材，注意_，記下平拋初 位置O點和過O點的水平線與豎直線.C.取下方格紙，以O(shè)為原點，以水平線為x軸，豎直線為y軸建立坐標(biāo)系， 用平滑曲線畫出小球平拋運動的軌跡.(1)完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上.圖8解析答案同一位置靜止斜槽末端切線水平123解析解析這種方法，需讓小球重復(fù)同一個平拋運動多次，才能記錄出小球的一系列位置，故必須讓小球每次由同一位置靜止釋放.斜槽末端切線水平，小球才會做平拋運動.123(2)上述實驗步驟的合理順序是_.(3)已知圖中小方格的邊長L1.25 cm，則小球平拋的初速度為v0_(用L、g表示)，其值是_. (取g9.8 m/s2)答案BAC0.7 m/s解析123(4)b點的速度vb_.(用L、g表示)答案解析123
物理 第五章 曲線運動 3 實驗：研究平拋運動 新人教版必修2
