平抛运动分解演示器制作及实验探究

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1、平抛运动分解演示器制作及实验探究.freel×45cm的面板架。2.各部件的制作与安装如图1所示,A为平抛运动控制电磁铁,B为水平运动控制电磁铁,.freel。将此过程用数码摄影机录下并用计算机慢速播放,描绘出平抛运动轨迹。最后,引导学生完成平抛运动的速度定性分解。因为学生已有力学矢量分解的基础,所以很容易就能指出可分解为水平方向上和竖直方向上的2个分量。2.实验猜想与探究提出猜想:物体在做平抛运动时,在水平方向上和竖直方向上的2个分量的速度如何做定量分析呢?通过激烈的讨论,学生提出下列猜想:(1)在水平方向上做匀加速运动。(2)在水平方向上做匀减速运动。(3)在水平方向上做匀速运动。(4

2、)在水平方向上的分量做匀速运动。(5)在竖直方向上的分量做匀速运动。(6)在竖直方向上的分量做匀加速运动,与自由落体相同。3.验证猜想(1)观察平抛运动与水平方向速度分量。提出疑问:哪个钢珠先到达M点?将电源开关和A,B钢珠控制开关闭合,使电磁铁A,B分别吸住钢珠4,5,然后将控制开关8断开,可以观察到两钢珠同时到达M点并相撞。将此过程用数码摄影机录下并用计算机慢速播放。结论:两钢珠在水平方向上速度相等,并做匀速运动。(2)观察平抛运动与竖直方向速度分量。提出疑问:哪个钢珠先到达底板?将电源开关和A,B钢珠控制开关闭合,使电磁铁A,C分别吸住钢珠4,6。然后将控制开关8断开,当钢珠4下行至

3、即将做平抛运动时,挡住光电门的光,光敏二极管不导通,导致三极管也不导通,电磁继电器12断开,电磁铁C断电,钢珠6与钢珠4同时下落。由于钢珠6与钢珠4高度相同,可以观察到钢珠6与钢珠4同时下落的速度和高度相同,并同时到达底板,整齐地发出“咣”的一声响。将此过程用数码摄影机录下并用计算机慢速播放。结论:钢珠4下落速度与自由落体相同。(3)同时观察平抛运动与竖直方向、水平方向的速度分量。将电源开关和A,B钢珠控制开关8闭合,使电磁铁A,B,C分别吸住钢珠4,5,6。然后将控制开关8断开,钢珠4,5同时向下滚。当钢珠4下行至即将做平抛运动时,挡住光电门的光,电磁继电器1断开,电磁铁C断电,钢珠6与

4、钢珠4同时下落,钢珠5做水平匀速运动,可以观察到钢珠4与钢珠5,6分别在水平和竖直方向上的速度和位移相同,并同时在落点处相遇。将此过程用数码摄影机录下并用计算机慢速播放。结论:物体在做平抛运动时,在水平方向上的分量是匀速运动,在竖直方向上的分量是自由落体运动。四、实验拓展与开发该实验仪器是用光传感器作为同步控制器的,符合传感器的一般工作原理:发射信号→接收信号→放大信号→控制。因此,也可将其作为传感器原理演示使用,帮助学生摘下传感器的神秘面纱,激发学生进行科学探究和科学实践的热情。例如,向学生介绍光电门的控制原理和控制电路;让学生亲手遮住光电门,或用手电照射光敏二极管,观察发生的现象;与学

5、生谈谈传感器的设想与开发,如将光敏二极管更换为热敏电阻等。