课件 5.3 实验：研究平抛运动

实验目的：(1)描绘出平抛物体的运动轨迹；(2)求出平抛运动物体的初速度。实验:研究平抛运动实验怎样得到平抛运动的轨迹?方案:实验器材：斜槽，金属小球，木板(附竖直固定支架)，坐标纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。描迹法1、安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，并使其末端的切线保持水平。实验步骤:2、调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近,固定好木板。3、确定坐标原点O：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O，O即为坐标原点。4．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。5、计算初速度：取下白纸，以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x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。xy用公式x＝v0t和y＝gt2/2计算出小球的初速度v0，最后计算出v0的平均值。在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和y。(1)保证斜槽末端的切线必须水平。(2)木板平面竖直且平行于小球平抛的轨道平面，并使小球的运动靠近木板但不接触。(3)坐标原点不在斜槽口的末端，应在槽口上方小球球心处实验注意事项:OO′(4)小球应在同一位置无初速自由释放；释放的高度要适当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差；(5)实验过程中木板不能动(6)要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。实验注意事项:如何检验斜槽末端部分是否水平？若将小球放在斜槽末端水平轨道的任何位置，小球都不滚动，则可以认为斜槽末端水平讨论1:调节木板，使重锤的吊线与平板的边线平行、与平板面平行；使小球平抛的轨道平面与板面平行怎么判断木板面是否竖直?讨论2:怎么确定坐标原点o，建立直角坐标系?把小球放在槽口末端处，用铅笔记下这时球的球心在坐标纸板上的水平投影点o，即为坐标原点(不是槽口端点)；再利用重锤线确定y轴方向和与之垂直的x轴方向。讨论3:讨论4:怎样计算平抛物体的初速度？2021gtytvx水平方向上的匀速直线运动竖直方向上的自由落体运动平抛运动的两个分运动为：Oyxv0v0=txyg2=x测出轨迹上某一点的坐标(x、y)代入可求出v0P（x，y）例1、在做“研究平抛运动”实验中应采取下列哪些措施可减小误差？（）A．斜槽轨道必须光滑B．斜槽水平部分轨道必须水平C．每次要平衡摩擦力D．小球每次应从斜槽上同一高度释放BD例2、如图所示，在《研究平抛运动》的实验中，描绘得到的平抛物体的轨迹的一部分，抛出点的位置没有记录，试根据图中的数据求出平抛运动的初速度。h1h2ssABC物体在AB段和BC段运动的时间必相等，则有:212gThhhhgsTsv0解析:在轨迹上ABC三个点是水平间距相等的，故有：例3、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L=2.5cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=________（用L、g表示），其值是________●●●●abcd1m/s2gTytvx02gL1、在《研究平抛运动》的实验中，为减少空气阻力对小球的影响，所以选择小球时，应选择下列的：（）A、实心小铁球；B、空心小铁球；C、实心小木球；D、以上三种球都可以；练一练A2、在“研究平抛物体的运动”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、铁架台，还需要下列器材器材中的：[]A、秒表B、天平C、重锤线D、测力计C3、在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：＿＿＿＿＿A．通过调节使斜槽的末端保持水平B．每次释放小球的位置必须不同C．每次必须由静止释放小球D．记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降E．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相触F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线ACE4、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,图中背景方格的边长为5cm，g=10m/s2，则（1）小球平抛的初速度vo=m/s（2）闪光频率f=H2（3）小球过A点的速率vA=m/sABC解：由自由落体运动规律，Δy=gt2=2×0.05=0.1m∴t=0.1sf=10Hzx=v0t∴v0=x/t=3×0.05/0.1=1.5m/svBy=(y1+y2)/2t=8×0.05/0.2=2m/svAy=vBy–gt=2-1=1m/svA2=vAy2+v02=1+2.25=3.25vA=1.8m/s1.5101.85、在“研究平抛运动”实验中，某同学只记录了小球运动途中的A、B、C三点的位置，取A点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，当g＝10m/s2时，下列说法正确的是（）A.小球抛出点的位置坐标是(0，0)B.小球抛出点的位置坐标是(-10，-5)C.小球平抛初速度为2m/sD.小球平抛初速度为1m/sBD6、如图(a)“是研究平抛运动”的实验装置图，(b)是实验后在白纸上作的图(1)在(a)图上标出O点及OX，OY轴，并说明这两条坐标轴是如何作出的．答：____________________________________．(2)固定斜槽轨道时应注意使____________________________________．(3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹，实验中应注意__________________________________________________．(4)计算小球平抛初速度的公式为Vo=______________，根据图(b)给出的数据，可计算出Vo=______m/s．利用重锤线作OY轴，再垂直于OY作OX轴斜槽末端切线水平每次都从同一高度处无初速度滚下2gxy1.67、一个同学在《研究平抛物体的运动》实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离ΔS相等的三点A、B、C，量得ΔS=0.2m。又量出它们之间的竖直距离分别为h1=0.1m，h2=0.2m，利用这些数据，可求得：（1）物体抛出时的初速度为m/s；（2）物体经过B时竖直分速度为m/s；（3）抛出点在A点上方高度为m处。解析:(1)先求T,据221hhgT求得:T=0.1s00.2/0.1SvmsT=2m/s（2）120.3/220.1BhhvmsT=1.5m/s（3）设抛出点在A点上方高度为h,下落到点A的时间为t,则有:211()2hhgtT2211(2)2hhhgtT由此两式可求得h=0.0125m