高中物理平抛运动实验.ppt

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实验：

研究平抛运动实验：

研究平抛运动实验目的：

实验目的：

f用实验方法描出平抛物体的运动轨迹f用实验轨迹求平抛物体的初速度思考：

如何通过实验方法获得平抛运动运动思考：

如何通过实验方法获得平抛运动运动轨迹？

轨迹？

f阅读书：

实验仪器:

斜槽,白纸,图钉,木板,有孔的卡片,小球,刻度尺,重锤线阅读课文，回答问题：

阅读课文，回答问题：

f如何检验水平槽是否水平？

如何检验水平槽是否水平？

f坐标原点是在槽口端点吗？

坐标原点是在槽口端点吗？

f为为什什么么要要强强调调小小球球每每次次都都要要从从同同一位置无初速释放？

一位置无初速释放？

f如何描出小球经过的位置如何描出小球经过的位置？

简述实验步骤简述实验步骤1.1.安装实验器材安装实验器材2.2.检检验验带带斜斜槽槽的的木木板板是是否否水水平平,坐坐标标纸纸上上竖线是否竖直竖线是否竖直3.3.在坐标纸上建立直角坐标系在坐标纸上建立直角坐标系4.4.由一固定位置无初速释放小球由一固定位置无初速释放小球,描点描点5.5.处处理理实实验验数数据据（根根据据平平抛抛运运动动特特点点算算初初速度速度）数据分析数据分析f1.怎样判断实验曲线是一条抛物线？

y1y2y4如果是抛物线，各点坐标应满足关系式数据分析数据分析f2.怎样计算平抛运动的初速度？

y1y2y4根据平抛运动规律练习练习：

f（11）在在做做“研研究究平平衡衡运运动动”实实验验中中应应采采取取下下列列哪哪些些措措施施减减小小误误差差？

（）fAA斜槽轨道必须光滑斜槽轨道必须光滑fBB斜槽水平轨道必须水平斜槽水平轨道必须水平fCC每次要平衡摩擦力每次要平衡摩擦力fDD小球每次应从斜槽同一高度释放小球每次应从斜槽同一高度释放BDf（44）图图为为平平抛抛球球闪闪光光照照片片，闪闪光光频频率率为为每每秒秒2020次次，则则由由照照片片求求出出球球的的初初速度为（速度为（）fAA0.75m/s0.75m/sfBB1.00m/s1.00m/sfCC1.50m/s1.50m/sfDD0.38m/s0.38m/sA一、实验目的一、实验目的1用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。

用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。

2从实验轨迹求平抛物体的初速度。

从实验轨迹求平抛物体的初速度。

二、实验器材二、实验器材斜槽，铁架台，木板，白纸，小球，图钉，斜槽，铁架台，木板，白纸，小球，图钉，铅笔，铅笔，有孔的卡片有孔的卡片，刻度尺，重锤线。

，刻度尺，重锤线。

三、实验原理三、实验原理用描迹法用描迹法平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：

一是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖动：

一是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由落体运动。

令小球做平抛运动，利直方向的自由落体运动。

令小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系。

动的曲线，建立坐标系。

测出曲线上的某一点的坐标测出曲线上的某一点的坐标x和和y，根据重力加，根据重力加速度速度g的数值、利用公式的数值、利用公式求出小球飞行求出小球飞行时间时间t，再利用公式，再利用公式，求出小球的水平分，求出小球的水平分速度速度，即为小球做平抛运动的初速度。

，即为小球做平抛运动的初速度。

四、实验步骤四、实验步骤1、安装调整斜槽：

用图钉、安装调整斜槽：

用图钉把白纸钉在竖直板上，在木把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜槽，即将小球平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的末端轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平直轨道上处，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明水的任意位置静止，就表明水平已调好。

平已调好。

2、调整木板：

用悬挂在槽口的、调整木板：

用悬挂在槽口的重锤线重锤线把木板调把木板调整到整到竖直竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖方向、并使木板平面与小球下落的竖直面直面平行平行。

然后。

然后把重锤线方向把重锤线方向记录到钉在木板记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。

木板与斜槽的相对位置保持不变。

3、确定坐标原点、确定坐标原点O：

把小：

把小球放在槽口处，用铅笔记下球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的球在槽口时球心在白纸上的水平投影点水平投影点O，O即为坐标即为坐标原点。

原点。

4描绘运动轨迹：

在木板的平面上用手按住卡片，使描绘运动轨迹：

在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。

上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。

用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。

纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。

保证小球每次保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下从斜槽上的同一位置由静止开始滑下，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。

用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。

5、计算初速度：

取下白纸，以、计算初速度：

取下白纸，以O点为原点画出竖直向点为原点画出竖直向下的下的y轴和水平向右的轴和水平向右的x轴，用平滑的曲线把这些位置轴，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。

连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。

xy用公式用公式xv0t和和ygt2/2计算出小球的初速度计算出小球的初速度v0，最，最后计算出后计算出v0的平均值，并将的平均值，并将有关数据记入表格内。

有关数据记入表格内。

在曲线上选取在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点，六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和和y。

五五.注意事项有：

注意事项有：

斜槽末端的切线必须水平。

斜槽末端的切线必须水平。

方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。

竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。

坐标原点坐标原点（小球做平抛运动的起点小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，不是槽口的端点，应是小球在糟口时球的球心在木板上的水平投影点。

应是小球在糟口时球的球心在木板上的水平投影点。

如果是用白纸，则应以如果是用白纸，则应以小球在糟口时球的球心在木小球在糟口时球的球心在木板上的水平投影点板上的水平投影点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确定线，先以重锤线方向确定yy轴方向，再用直角三角板轴方向，再用直角三角板画出水平线作为画出水平线作为xx轴，建立直角坐标系。

轴，建立直角坐标系。

每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。

每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。

要在平抛轨道上选取距要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。

速度，这样可使结果的误差较小。

例例1.（1.（19981998年年上上海海）在在做做“研研究究平平抛抛运运动动”的的实实验验时时，让让小小球球多多次次沿沿同同一一轨轨道道运运动动，通通过过描描点点法法画画出出小小球球做做平平抛抛运运动动的的轨轨迹迹，为为了了能能较较准准确确地地描描绘绘运运动动轨轨迹迹，下下面面列列出出了了一一些些操操作作要要求求，将将你你认认为为正正确确的的选选项项前前面面的的字母填在横线上：

字母填在横线上：

AA通过调节使斜槽的末端保持水平通过调节使斜槽的末端保持水平BB每次释放小球的位置必须不同每次释放小球的位置必须不同CC每次必须由静止释放小球每次必须由静止释放小球DD记录小球位置用的木条记录小球位置用的木条（或凹槽或凹槽）每次必须严格地等距每次必须严格地等距离下降离下降EE小球运动时不应与木板上的白纸小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸或方格纸）相触相触FF将将球球的的位位置置记记录录在在纸纸上上后后，取取下下纸纸，用用直直尺尺将将点点连连成折线成折线ACE练习练习1.1.在在“研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动”实验时，已备有下实验时，已备有下列器材：

白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、列器材：

白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材器材中的：

刻度尺、铁架台，还需要下列器材器材中的：

AA、秒表、秒表BB、天平、天平CC、重锤线、重锤线DD、测力计、测力计C练习练习2.2.在研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次在研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则正确的是从斜槽滚下的初始位置不同，则正确的是AA小球平抛的初速度不同小球平抛的初速度不同BB小球每次做不同的抛物线运动小球每次做不同的抛物线运动CC小球在空中运动的时间每次均不同小球在空中运动的时间每次均不同DD小球通过相同的水平位移所用时间均不同小球通过相同的水平位移所用时间均不同ABD练习练习3.3.在研究平抛运动的实验中，让在研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，某甲和某乙得到次记下小球的位置，某甲和某乙得到的记录纸分别如图所示，从图中明显的记录纸分别如图所示，从图中明显看出甲的实验错误是看出甲的实验错误是.乙的实验错误是乙的实验错误是.O甲甲O乙乙槽底不水平槽底不水平每次释放小球的高度不同每次释放小球的高度不同练习练习4.4.下列哪些因素会使本实验的误差增大下列哪些因素会使本实验的误差增大（）AA小球与斜槽之间有摩擦小球与斜槽之间有摩擦BB建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点CC安装斜槽时其末端不水平安装斜槽时其末端不水平DD根据曲线计算平抛运动的初速度时在曲线上取作根据曲线计算平抛运动的初速度时在曲线上取作计算的点离原点计算的点离原点OO较远较远BC例例5如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方法获得的相片的一部分方法获得的相片的一部分,图中背景方格的边长为图中背景方格的边长为5cm，g=10m/s2，则，则

（1）小球平抛的初速度）小球平抛的初速度vo=m/s

（2）闪光频率）闪光频率f=H2（3）小球过）小球过A点的速率点的速率vA=m/sABC解解：

由自由落体运动规律，：

由自由落体运动规律，y=gt2=20.05=0.1mt=0.1sf=10Hzx=v0tv0=x/t=30.05/0.1=1.5m/svBy=（y1+y2）/2t=80.05/0.2=2m/svAy=vBygt=2-1=1m/svA2=vAy2+v02=1+2.25=3.25vA=1.8m/s1.5101.8练习练习66、在、在“研究平抛运动研究平抛运动”实验中，某同学只记录了实验中，某同学只记录了小球运动途中的小球运动途中的AA、BB、CC三点的位置，取三点的位置，取AA点为坐标原点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，当点，则各点的位置坐标如图所示，当gg10m/s10m/s22时，时，下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A.A.小球抛出点的位置坐标是小球抛出点的位置坐标是（0（0，0）0）B.B.小球抛出点的位置坐标是小球抛出点的位置坐标是（-10（-10，-5）-5）C.C.小球平抛初速度为小球平抛初速度为22m/sm/sD.D.小球平抛初速度为小球平抛初速度为11m/sm/sBD练习练习7.7.在做在做“研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动”这一实验时，下面这一实验时，下面哪些说法是正确的哪些说法是正确的A.A.安装弧形槽时，必须使槽的末端的切线方向保持水平安装弧形槽时，必须使槽的末端的切线方向保持水