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《2018版高中物理 5.3 实验：研究平抛运动课件 新人教版必修2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、3.实验:研究平抛运动1.能够描出平抛运动物体的轨迹。2.能够判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。3.能够求出平抛运动物体的初速度。一二三四一二三四二、探究平抛运动规律的两种方法1.对比实验法实验装置如图所示。实验器材:斜槽、坐标纸、图钉、木板及竖直固定支架、铅笔、金属小球和刻度尺。一二三四(1)研究水平方向上的分运动的性质。①把两个金属小球分别吸在电磁铁C、D上,切断电源,使两个小球以相同的初速度分别从轨道A、B同时射出。②同步改变电磁铁C、D与轨道出口水平线之间的高度,多次重复以上步骤。我们看到两个小球每次都发生相碰,因此可以得出两个小球在水平方向的运动情况相同的结论,即平
2、抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。一二三四(2)研究竖直方向上的分运动的性质。①把两个小球分别吸在电磁铁C、E上,切断电磁铁C的电源,使一个小球从轨道A射出,并在射出时撞开碰撞开关S,使电磁铁E断电释放它吸着的小球。②让电磁铁E从N向M移动,调整它的位置,多次重复以上步骤。我们看到两个小球每次都发生相碰,因此可以得出两个小球在竖直方向的运动情况相同的结论,即平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。一二三四2.轨迹研究法描出平抛运动的轨迹,建立起水平、竖直方向的直角坐标系,通过对平抛运动轨迹的研究,找出平抛运动的规律。例如,假定物体在水平方向做匀速直线运动,确定运
3、动时间相等的一些点的坐标,研究物体在竖直方向运动的位移随时间的变化规律,证实或验证你的猜测。一二三四(1)如图所示,在平抛运动轨迹的水平坐标轴x轴上,从原点O开始向右取几个间距相等的点a、b、c,再在轨迹上找到它们的对应点A、B、C,则物体从其中一个位置运动到下一个位置所用时间都是相等的。(2)过A、B、C作水平线与y轴分别交于a'、b'、c',则这些点就是每经过相等时间,物体在竖直方向的位移。(3)测量Oa'、a'b'、b'c'的长度,探究竖直方向是否为匀变速直线运动。一二三四三、如何获得平抛运动的轨迹1.描迹法(1)实验装置如图所示。(2)实验器材:斜槽轨道、小球、木板
4、、白纸、图钉、铅垂线、刻度尺、三角板、铅笔等。一二三四(3)实验步骤:①按如图所示安装实验装置,使小球放在斜槽末端点恰能静止。②水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点O,过O点画出竖直的y轴和水平的x轴。③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,用铅笔在该位置画上一点,用同样的方法,在小球运动路线上描下若干点。④将白纸从木板上取下,从O点开始通过画出的若干点描出一条平滑的曲线。一二三四(4)实验中应注意的事项:①保证斜槽末端的切线水平,木板竖直且与小球下落的轨迹平面平行,并使小球运动时靠近木板,但不接触;②小球每次都从斜槽上
5、同一位置滚下;③小球做平抛运动的起点不是槽口的端点,应是小球在槽口时球的重心在木板的水平投影点;④小球从斜槽上开始滚下的位置要适当,以便使小球运动的轨迹由木板的左上角到右下角。一二三四2.喷水法如图所示,倒置的饮料瓶内装有水,瓶塞内插着两根两端开口的细管,其中一根弯成水平,加上一个很细的喷嘴。水从喷嘴中射出,在空中形成弯曲的细水柱,它显示了平抛运动的轨迹。将它描在后面的纸上,进行分析处理。一二三四3.频闪照相法频闪照相是指每隔一定时间对同一物体进行一次照相,并将其位置呈现在同一张底片上的技术。它可以精确描述物体的运动情况,如图所示。(1)通过对同一时刻两小球位置的对比可知,
6、在任一个相同时间内下落的位移是相等的,即平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。(2)测量平抛运动中相邻位置间的水平距离,结果发现任意两个相邻的位置间水平距离相等,说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动。一二四三四、判断曲线是否是抛物线的方法1.代数计算法:将所测量的各个点的x、y坐标分别代入y=ax2,看计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数。2.图象法: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。一二三一、注意事项1.保证斜槽末端点的切线水平,木板竖直且与小球下落的平面平
7、行,并使小球运动时靠近木板,但不接触。2.小球每次都从斜槽上同一位置由静止滚下。3.小球做平抛运动的起点不是槽口的端点,应是小球在槽口时,球的重心在木板上的水平投影点。4.小球在斜槽上开始滚下的位置要适当,以便使小球运动的轨迹由木板的左上角到右下角。5.要选取距O点远些的点来计算小球的初速度,这样可减小误差。一二三二、实验误差的来源和分析1.安装斜槽时,其末端切线不水平。2.建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点,实际上应是末端端口上的小球球心位置为坐标原点。3.小球每次自由滚下的位置不完全相同。4.数据测量时
