2018_2019学年高中物理第一章抛体运动3课时2实验：研究平抛运动学案教科版

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1、课时2　实验：研究平抛运动[学习目标]　1.学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹.2.会判断平抛运动的轨迹是不是抛物线.3.会根据平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度．一、描绘平抛运动的轨迹1．实验原理用描迹法得到物体做平抛运动的轨迹．2．实验器材(以斜槽轨道实验为例)斜槽、小球、方木板、图钉、刻度尺、铅垂线、铅笔、坐标纸、铁架台．3．实验步骤(1)按图1甲所示安装实验装置，使斜槽末端水平(小球在斜槽末端点恰好静止)．图1(2)固定木板上的坐标纸，使木板保持竖直状态，小球的运动轨迹与板面平行，坐标纸方格横线呈水平方向．(3)以斜槽水平末端端口上小球球心在木板上的投影点为坐标原点O

2、，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴．(4)使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果小球运动中碰到笔尖，就用铅笔在该位置画上一点．用同样方法，在小球运动路线上描下若干点．(5)将坐标纸从木板上取下，从O点开始通过画出的若干点描出一条平滑的曲线，如图乙所示．4．注意事项(1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平(将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平)．(2)方木板必须处于竖直平面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直．(3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放．(4)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点．(

3、5)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜．二、数据处理1．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线方法一　公式法(1)原理：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点，建立直角坐标系后，轨迹上各点的坐标应具有y＝ax2的关系，而且同一轨迹a是一个确定的值．(2)验证方法用刻度尺测量几个点的x、y两个坐标，分别代入y＝ax2中求出常量a，看计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数．方法二　图像法建立y－x2坐标系，根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应的y值和x2值，在y－x2坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上

4、，并求出该直线的斜率即为a值．2．计算初速度在小球平抛运动轨迹上任取一点，用刻度尺测出它的坐标(x，y)，利用公式y＝gt2和x＝v0t，求出小球做平抛运动的初速度v0(g已知)，多求几个点然后求出v0的平均值.一、平抛运动实验的原理与实验操作例1　在“研究平抛物体的运动”的实验中：(1)为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线沿水平方向，检查方法是________________________________________________________________________________________________________________

5、________________________________.(2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴，竖直线是用________来确定的．(3)某同学建立的直角坐标系如图2所示，设他在安装实验装置和其他操作时准确无误，只有一处失误，即是_____________________________________________________________．图2(4)该同学在轨迹上任取一点M，测得坐标为(x，y)，则初速度的测量值为________，测量值比真实值要________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．答案　(

6、1)将小球放置在槽口处轨道上，小球能保持静止(2)铅垂线　(3)坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点　(4)x　偏大解析　(1)斜槽末端水平时，小球在斜槽末端处于平衡状态，放在槽口能静止不动．(2)用铅垂线来确定竖直线最准确．(3)描绘小球的运动轨迹的起始位置时应描绘球心的位置，因此坐标原点应在平抛起点的球心位置，即坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点．(4)根据x＝v0t，y＝gt2，两式联立得：v0＝x，因为坐标原点靠下，造成y值偏小，从而v0偏大．二、计算平抛运动的初速度计算平抛运动的初速度可以分为两种情况(1)平抛轨迹完整(即含有抛出点)在

7、轨迹上任取一点，测出该点离坐标原点的水平位移x及竖直位移y，就可求出初速度v0.因x＝v0t，y＝gt2，故v0＝x.(2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)在轨迹上任取三点A、B、C(如图3所示)，使A、B间及B、C间的水平距离相等，由平抛运动的规律可知A、B间与B、C间所用时间相等，设为t，则图3Δh＝hBC－hAB＝gt2所以t＝所以初速度v0＝＝x.例2　某同学在做“研究平抛运动”实验时得到了如图4所示的运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，则：图4(1)小球平抛的初速度为________m