2020高中物理第五章曲线运动第三节实验：研究平抛运动学案新人教版必修.doc

《2020高中物理第五章曲线运动第三节实验：研究平抛运动学案新人教版必修.doc》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、第三节　实验：研究平抛运动1．学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹，掌握描迹法、频闪照相法等探究实验的常用方法。2．会判断平抛运动的轨迹是不是抛物线。3．学会根据物体做平抛运动的轨迹来计算物体的速度和寻找抛出点。1.实验原理(1)验证平抛运动的轨迹是不是抛物线①用描迹法(或频闪照相法)得到物体平抛运动的轨迹。②建立坐标系，如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y＝ax2的形式(a是一个常量)，则轨迹是一条抛物线。(2)计算平抛物体的初速度①测出轨迹上某点的坐标x、y。②由平抛运动的位移公式x＝v0t和y＝gt2，可得v0＝x。2．实验方案方案一：钢球描迹法(后面重点用方案一

2、)如图甲所示，钢球从斜槽上滚下，冲过水平槽飞出后做平抛运动。设法用铅笔描出小球经过的位置。-17-方案二：喷水描迹法如图乙所示，倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，且水平端加接一段更细的硬管作为喷嘴。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。设法将它描在背后的纸上，进行分析处理。方案三：频闪照相法数码相机每秒拍下小球做平抛运动时的十几帧或几十帧照片，将照片上不同时刻的小球的位置连成平滑曲线便得到了小球的运动轨迹。如图丙所示。3．实验器材(方案一)斜槽、小球、方木板、铁架台、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺。课堂任

3、务　探究过程·获取数据仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。-17-活动1：本实验的研究对象是谁？提示：小球。活动2：要在白纸上画什么？提示：描出小球做平抛运动的轨迹，并进行研究。活动3：要研究哪些问题？提示：一看小球的轨迹是不是抛物线，二是求出小球平抛运动的初速度。活动4：本实验的实验步骤是什么？提示：(1)安装调整：按图所示安装实验装置，使斜槽末端水平(小球在斜槽末端点恰好静止)，白纸用图钉固定在方木板上。(2)建坐标系：以水平槽末端端口上小球球心在白纸上的水平投影点为坐标原点O，过O点在白纸上画出竖直的y轴和水平的x轴。(3)画位置点：使小球从斜槽上同一位置由静止滚下

4、，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。(4)描轨迹图：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，如图所示。活动5：本实验中有哪些注意事项？提示：(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，且y轴必须竖直。-17-(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，应是小球在槽口时球心在木板白纸上的水平投影点。(5)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运

5、动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。课堂任务　分析数据·得出结论活动1：判断平抛运动的轨迹是否为抛物线的方法有哪几种？提示：如图所示，在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3…，向下作垂线，垂线与抛体轨迹的交点记为M1、M2、M3…，用刻度尺测量各点的坐标(x，y)。(1)代数计算法：将某点(如M3点)的坐标(x，y)代入y＝ax2求出常数a，再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立，若等式对各点的坐标都近似成立，则说明所描绘的曲线为抛物线。(2)图象法：建立yx2坐标系，根据所测量的各个点的x坐标值计算出对应的x2值，在坐标系中描点，连接各点看是否在一条过原点

6、的直线上，若大致在一条过原点的直线上，则说明平抛运动的轨迹是抛物线。活动2：如何计算平抛运动初速度？提示：在小球平抛运动轨迹上选取分布大致均匀的六个点——A、B、C、D、E、F，用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x，y)，并记录在下面的表格中，已知g值，利用公式y＝gt2和x＝v0t，求出小球做平抛运动的初速度v0，最后算出v0的平均值。-17-活动3：如何判断O点是否是抛出点？提示：在如图所示的轨迹上选取A、B、C三点，使OA、AB、BC的水平距离相等，则说明O到A、A到B、B到C的时间相等，过A、B、C三点作水平线和y轴相交，得出A、B、C三点的纵坐标值yA、yB、yC。如

7、果yA∶yB∶yC＝1∶4∶9，则说明O点为抛出点，若不满足上述比例关系，则说明O点不是抛出点。课堂任务　误差分析·实验创新　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．安装斜槽时，其末端切线不水平，导致小球离开斜槽后不做平抛运动，产生误差。2．建立坐标系时，坐标原点的位置确定不准确，导致轨迹上各点的坐标不准确。3．小球每次自由滚下时起始位置不完全相同，导致轨迹出现误差。4．确定小球运动的位置时不准确，导致误差。5．量取轨迹上各点坐标时不准确，导致误差。-17-如果平抛轨迹残缺(即无抛出点)仍然可以进行数据