研究平抛运动实验(含实验flash演示).ppt

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1.3实验：

研究平抛运动1.用实验的方法描出平抛运动的轨迹。

用实验的方法描出平抛运动的轨迹。

2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。

判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。

3.根据平抛运动的轨迹求其初速度。

根据平抛运动的轨迹求其初速度。

复习回顾复习回顾平抛运动：

平抛运动：

平抛运动的规律：

平抛运动的规律：

水平方向：

水平方向：

竖直方向：

竖直方向：

物体以一定的物体以一定的水平速度水平速度抛出后，只在抛出后，只在重力重力作用作用下的运动。

下的运动。

匀速直线运动，匀速直线运动，自由落体运动，自由落体运动，一、水平方向的运动规律一、水平方向的运动规律实验设计实验设计观察结果观察结果:

两球相撞两球相撞【实验结论实验结论】:

平抛运动水平方向的运动平抛运动水平方向的运动是匀速直线运动是匀速直线运动二、竖直方向的运动规律二、竖直方向的运动规律【实验结论实验结论】平抛运动竖直方向的运动平抛运动竖直方向的运动是自由落体运动是自由落体运动观察结果观察结果:

两球同时落地两球同时落地探究思路：

探究思路：

1.1.设法通过实验得到平抛运动的轨迹，设法通过实验得到平抛运动的轨迹，2.2.在平抛运动的轨迹上找到每隔相等的时间所到达的位置，在平抛运动的轨迹上找到每隔相等的时间所到达的位置，3.3.测量两相邻位置间的水平、竖直位移，分析这些位移的特测量两相邻位置间的水平、竖直位移，分析这些位移的特点点.三、描绘平抛运动的轨迹三、描绘平抛运动的轨迹1.1.实验器材实验器材斜槽、小球、木板、坐标纸、图钉、铅垂线、直尺、三角斜槽、小球、木板、坐标纸、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。

板、铅笔等。

2.2.实验原理实验原理平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：

一平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：

一个是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由个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，利用描点法描出小球的运落体运动。

令小球做平抛运动，利用描点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。

动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系。

测出曲线上某一点的坐标测出曲线上某一点的坐标xx和和yy，根据重力加速度，根据重力加速度gg的数的数值，利用公式值，利用公式求出小球飞行时间求出小球飞行时间，再利用，再利用公式公式，求出小球的水平分速度，求出小球的水平分速度，即为小球，即为小球做平抛运动的初速度。

做平抛运动的初速度。

3.3.实验步骤实验步骤（11）安装调整斜槽：

用）安装调整斜槽：

用图钉把白纸钉在竖直板上，图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，在木板的左上角固定斜槽，可用可用平衡法平衡法调整斜槽，即调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在分的末端处，能使小球在平直轨道上的任意位置静平直轨道上的任意位置静止，就表明斜槽已调好。

止，就表明斜槽已调好。

（22）调整木板：

用悬挂在槽口的）调整木板：

用悬挂在槽口的重垂线重垂线把木板调整到把木板调整到竖竖直直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面方向、并使木板平面与小球下落的竖直面平行平行。

然后。

然后把把重垂线方向重垂线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重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，木板与斜槽的相对位置保持不变。

复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。

（33）确定坐标原点）确定坐标原点OO：

把小球放在槽口处，：

把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口用铅笔记下球在槽口时球心在坐标纸纸上时球心在坐标纸纸上的水平投影点的水平投影点OO，OO即即为坐标原点。

为坐标原点。

（44）描绘运动轨迹：

在木板的）描绘运动轨迹：

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

擦碰孔的边缘。

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

应的位置。

保证小球保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始下滑每次从斜槽上的同一位置由静止开始下滑，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。

5.5.注意事项注意事项

（1）

（1）斜槽末端的切线必须水平。

斜槽末端的切线必须水平。

（2）

（2）方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖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。

直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。

（3）（3）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，应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点。

应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点。

（4）（4）如果是用白纸，则应以小球在如果是用白纸，则应以小球在槽槽口时球的球心在木板口时球的球心在木板上的水平投影点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重垂线，上的水平投影点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重垂线，先根据重先根据重垂垂线方向确定线方向确定yy轴方向，再用直角三角板画出水轴方向，再用直角三角板画出水平线作为平线作为xx轴，建立直角坐标系。

轴，建立直角坐标系。

（5）（5）每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始滚下。

每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始滚下。

（6）（6）要在平抛轨道上选取距要在平抛轨道上选取距OO点远些的点来计算球的初速点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。

度，这样可使结果的误差较小。

xyxy四、平抛运动的初速度计算四、平抛运动的初速度计算1.1.记住原点记住原点O2.2.没有记住原点没有记住原点,v,v00如何求？

如何求？

xyx1x2y1y2O例例1.1.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字母母填填在在横横线线上上：

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离下降每次必须严格地等距离下降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）接触接触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ACEACE1.1.在在“研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动”实验时，已备有下列器材：

实验时，已备有下列器材：

白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的架台，还需要下列器材中的（）（）A.A.秒表秒表B.B.天平天平C.C.重垂线重垂线D.D.测力计测力计CC2.2.在研究平抛物体运在研究平抛物体运动的的实验中，如果小球每次从斜槽中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，下的初始位置不同，则正确的是正确的是（）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小球每次做不同的抛物线运运动CC小球在空中运小球在空中运动的的时间均不同均不同DD小球通小球通过相同的水平位移所用相同的水平位移所用时间均不同均不同ABDABD3.3.在研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜在研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，甲槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，甲和乙得到的记录纸分别如图所示，从图中明显和乙得到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_。

斜槽末端不水平斜槽末端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O甲甲O乙乙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计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算的点离原点OO较远较远BCBC5.5.在在“研究平抛运研究平抛运动”实验中，某同学只中，某同学只记录了小球运了小球运动途中的途中的AA、BB、CC三点的位置，取三点的位置，取AA点点为坐坐标原点，原点，则各点的各点的位置坐位置坐标如如图所示，当所示，当gg10m/s10m/s22时，下列，下列说法正确的是法正确的是（）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/sBDBD6.6.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，下面哪些说这一实验时，下面哪些说法是正确的法是正确的（）（）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平B.B.进行实验时，每次都要让小球从同一位置由静止释放进行实验时，每次都要让小球从同一位置由静止释放C.C.小球与槽的摩擦不可避免，但这不影响实验结果小球与槽的摩擦不可避免，但这不影响实验结果D.D.为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量ABAB7.7.在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长纸记录轨迹，小方格的边长l1.25cm1.25cm，若小球在平抛运，若小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图中的动中先后经过的几个位置如图中的aa、bb、cc、dd所示，则所示，则小球平抛的初速度的计算式为小球平抛的初速度的计算式为vv00（用用l、gg表示表示），其值是，其值是_（g_（g取取9.8m9.8mss22）。

dabc0.70m/s0.70m/s8.8.某同学设计了一个研究平抛运动的实验。

实验装置示意某同学设计了一个研究平抛运动的实验。

实验装置示意图如图图如图11所示，所示，AA是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽（图中一组平行的插槽（图中PP00PP00,P,P11PP11），槽间距离均为），槽间距离均为dd。

把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板。

把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板BB上。

实验时依次将上。

实验时依次将BB板插入板插入AA板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放。

等打完一点后，把静止释放。

等打完一点后，把BB板插入后一槽中并同时向板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离纸面内侧平移距离dd。

图图11（11）实验前应对实验装置反复调节，直到）实验前应对实验装置反复调节，直到_，每次让小球从同一位置由静止释放，是为，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了了_。

（22）每次将）每次将BB板向内侧平移距离板向内侧平移距离dd，是为了，是为了_。

线线水平，水平，AA板水平，插槽板水平，插槽P