高中物理 5.4《實(shí)驗(yàn)研究平拋運(yùn)動(dòng)》課件4新人教必修2

1、實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng),[一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯,1．用實(shí)驗(yàn)方法描出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡。2．從實(shí)驗(yàn)軌跡求平拋物體的初速度。,[二、實(shí)驗(yàn)器材],斜槽，鐵架臺(tái)，木板，白紙，小球，圖釘，鉛筆，有孔的卡片，刻度尺，重錘線。,[三、實(shí)驗(yàn)原理],用描跡法,平拋物體的運(yùn)動(dòng)可以看作是兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)：一是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。令小球做平拋運(yùn)動(dòng)，利用描跡法描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，即小球做平拋運(yùn)動(dòng)的曲線，建立坐標(biāo)系。,測(cè)出曲線上的某一

2、點(diǎn)的坐標(biāo)x和y，根據(jù)重力加速度g的數(shù)值、利用公式 求出小球飛行時(shí)間t，再利用公式 ，求出小球的水平分速度 ，即為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。,[四、實(shí)驗(yàn)步驟],1、安裝調(diào)整斜槽：用圖釘把白紙釘在豎直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法調(diào)整斜槽，即將小球輕放在斜槽平直部分的末端處，能使小球在平直軌道上的任意位置靜止，就表明水平已調(diào)好。,2、調(diào)整木板：用懸掛

3、在槽口的重錘線把木板調(diào)整到豎直方向、并使木板平面與小球下落的豎直面平行。然后把重錘線方向記錄到釘在木板的白紙上，固定木板，使在重復(fù)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，木板與斜槽的相對(duì)位置保持不變。,3、確定坐標(biāo)原點(diǎn)O：把小球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時(shí)球心在白紙上的水平投影點(diǎn)O，O即為坐標(biāo)原點(diǎn)。,4．描繪運(yùn)動(dòng)軌跡：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，調(diào)整卡片的位置，使從槽上滾下的小球正好穿過(guò)卡片的孔，而不擦碰孔的邊緣。,用鉛筆在卡片缺

4、口處的白紙上點(diǎn)個(gè)黑點(diǎn)，這就在白紙上記下了小球穿過(guò)孔時(shí)球心所對(duì)應(yīng)的位置。,保證小球每次從斜槽上的同一位置由靜止開始滑下，用同樣的方法，可找出小球平拋軌跡上的一系列位置。,5、計(jì)算初速度：取下白紙，以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸，用平滑的曲線把這些位置連接起來(lái)即得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。,,用公式x＝v0t和y＝gt2/2計(jì)算出小球的初速度v0，最后計(jì)算出v0的平均值，并將有關(guān)數(shù)據(jù)記入表格內(nèi)。,在曲線上選取A、B、C、D、E、

5、F六個(gè)不同的點(diǎn)，用刻度尺和三角板測(cè)出它們的坐標(biāo)x和y。,五.注意事項(xiàng)有：,⑴斜槽末端的切線必須水平。,⑵ 方木板必須處在豎直面內(nèi)且與小球運(yùn)動(dòng)軌跡所在的豎直平面平行，并使小球的運(yùn)動(dòng)靠近圖板但不接觸。,⑶坐標(biāo)原點(diǎn)(小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn))不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在糟口時(shí)球的球心在木板上的水平投影點(diǎn)。,⑷如果是用白紙，則應(yīng)以小球在糟口時(shí)球的球心在木板上的水平投影點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，在斜槽末端懸掛重錘線，先以重錘線方向確定y軸方向，再用直角三角板畫出水

6、平線作為x軸，建立直角坐標(biāo)系。,⑸每次小球應(yīng)從斜槽上的同一位置由靜止開始下滑。,⑹要在平拋軌道上選取距O點(diǎn)遠(yuǎn)些的點(diǎn)來(lái)計(jì)算球的初速度，這樣可使結(jié)果的誤差較小。,例1.(1998年上海)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)描點(diǎn)法畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上：＿＿＿＿＿ A．通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平 B．每次釋放小球的位

7、置必須不同 C．每次必須由靜止釋放小球 D．記錄小球位置用的木條(或凹槽)每次必須嚴(yán)格地等距 離下降 E．小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相觸 F．將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點(diǎn)連 成折線,A C E,練習(xí)1.在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，已備有下列器材：白紙、圖釘、平板、鉛筆、弧形斜槽、小球、刻度尺、鐵架臺(tái)，還需要下列器材器材中的： A、秒表 B、天平

8、 C、重錘線 D、測(cè)力計(jì),C,,練習(xí)2.在研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，如果小球每次從斜槽滾下的初始位置不同，則正確的是 [    ]A．小球平拋的初速度不同B．小球每次做不同的拋物線運(yùn)動(dòng)C．小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次均不同D．小球通過(guò)相同的水平位移所用時(shí)間均不同,ABD,練習(xí)3.在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，讓小球多次從斜槽上滾下，在白紙上依次記下小球的位置，某甲和某乙得到

9、的記錄紙分別如圖所示，從圖中明顯看出甲的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤是　　　　　　　　　　　　　 .乙的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤是　　　　　　　　　　　　　 .,槽底不水平,每次釋放小球的高度不同,練習(xí)4.下列哪些因素會(huì)使本實(shí)驗(yàn)的誤差增大 （ ）A．小球與斜槽之間有摩擦B．建立坐標(biāo)系時(shí)，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)C．安裝斜槽時(shí)其末端不水平D．根據(jù)曲線計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí)在曲線上取作計(jì)算的點(diǎn)離原點(diǎn)O較遠(yuǎn),BC,例2．如圖為某小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，用閃光照相

10、的方法獲得的相片的一部分,圖中背景方格的邊長(zhǎng)為5cm，g=10m/s2，則（1）小球平拋的初速度vo=　 　　　 m/s（2）閃光頻率f=　 　　 H2（3）小球過(guò)A點(diǎn)的速率vA=　　 　　 m/s,解：由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，,Δy=gt 2=2×0.05=0.1m,∴t=0.1s f=10Hz,x=v0 t ∴ v0 =x/t=3×0.05/0.1=1.5m/s,vBy =(y1+

11、y2)/2t = 8×0.05/0.2=2m/s,vAy = vBy –gt = 2-1 =1m/s,vA2 = vAy2 + v02 =1+2.25=3.25,vA=1.8m/s,1.5,10,1.8,練習(xí)1、在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)只記錄了小球運(yùn)動(dòng)途中的A、B、C三點(diǎn)的位置，取A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，則各點(diǎn)的位置坐標(biāo)如圖所示，當(dāng)g＝10 m/s2時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ）A.小球拋出點(diǎn)的位置坐標(biāo)是(0，0)

12、B.小球拋出點(diǎn)的位置坐標(biāo)是(-10，-5)C.小球平拋初速度為2m/s D.小球平拋初速度為1m/s,BD,練習(xí)2. 在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，下面哪些說(shuō)法是正確的[ ]A.安裝弧形槽時(shí)，必須使槽的末端的切線方向保持水平B. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次都要讓小球從同一位置由靜止釋放C. 小球與槽的摩擦不可避免，但這不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果D.為了得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不要忘記用天平稱出小球的質(zhì)量,AB,練習(xí)3、一

13、學(xué)生做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，畫運(yùn)動(dòng)軌跡只在白紙上畫出了與初速度平行的Ox軸，忘了畫坐標(biāo)原點(diǎn)和Oy軸，而且也只畫出了中間一部分軌跡，如圖所示．如何只用一刻度尺得出小球的初速度(不需測(cè)實(shí)際數(shù)據(jù)只用物理量的符號(hào)代表所測(cè)量)．,測(cè)量方法：(簡(jiǎn)答)___________________．,得到的v0=_________________________．,解析:任取水平間距相等的三點(diǎn)1，2，3，如圖示，測(cè)量水平間距s，豎直間距y1、y2．,

14、練習(xí)4.某學(xué)生在《研究平拋運(yùn)動(dòng)》的實(shí)驗(yàn)中有如下操作步驟，試按合理的順序?qū)⒉襟E序號(hào)填在下面的線上：____________________________．A．用鉛筆在白紙上記下拋出點(diǎn)位置O；B．取下白紙，用平滑曲線連接小球依次通過(guò)的各點(diǎn)，得出平拋運(yùn)動(dòng)軌跡；C．用重錘線和直尺畫出過(guò)O點(diǎn)的豎直線oy；D．用三角板畫出過(guò)O點(diǎn)的水平線ox；E．安裝斜槽，并使槽的末端切線沿水平方向；F．每次都從斜槽的定位卡處由靜止釋放小球，并用鉛筆在

15、白紙上依次記下小球通過(guò)各點(diǎn)的位置；G．將白紙釘在木板上，并豎直固定木板；H．在平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上取A、B、C三點(diǎn)，用三角板和刻度尺，分別量出三點(diǎn)的水平位移x和豎直位移y；I．利用水平和豎直位移x、y，計(jì)算三次平拋的初速Vo，再求出三次的平均值作為測(cè)量最后結(jié)果；,E、G、A、D、C、F、B、H、I,練習(xí)5.(95年高考)在研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)l＝1.25cm，若小球在平拋運(yùn)動(dòng)中先后經(jīng)過(guò)的幾

16、個(gè)位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計(jì)算式為v0＝＿＿＿＿＿＿(用l、g表示)，其值是 (g取9.8m／s2)．,解析：由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,Δy=gT 2= l,x=v0 T,∴ v0 = x/T=2l /T=,代入數(shù)字 l = 1.25cm=1/80 m,得到 v0 =0.70m/s,0.70m/s,練習(xí)6. 如圖(a)“是研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，(b)是實(shí)驗(yàn)后在白紙上

17、作的圖(1)在(a)圖上標(biāo)出O點(diǎn)及OX，OY軸，并說(shuō)明這兩條坐標(biāo)軸是如何作出的．答：____________________________________．(2)固定斜槽軌道時(shí)應(yīng)注意使____________________________________．(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需經(jīng)過(guò)多次釋放小球才能描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意_________________________________________________

18、_．(4)計(jì)算小球平拋初速度的公式為Vo=______________，根據(jù)圖(b)給出的數(shù)據(jù)，可計(jì)算出Vo=______m/s．,利用重錘線作OY軸，再垂直于OY作OX軸,斜槽末端切線水平,每次都從同一高度處無(wú)初速度滾下,1.6,例3.一個(gè)同學(xué)在《研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)》實(shí)驗(yàn)中，只畫出了如圖所示的一部分曲線，于是他在曲線上取水平距離ΔS相等的三點(diǎn)A、B、C，量得ΔS=0.2m。又量出它們之間的豎直距離分別為h1=0.1m，h2=0.2

19、m，利用這些數(shù)據(jù)，可求得：（1）物體拋出時(shí)的初速度為 m/s；（2）物體經(jīng)過(guò)B時(shí)豎直分速度為 m/s；（3）拋出點(diǎn)在A點(diǎn)上方高度為 m處。,解析:(1)先求T,據(jù),求得:T=0.1s,=2m/s,（2）,=1.5m/s,（3）設(shè)拋出點(diǎn)在A點(diǎn)上方高度為h,下落到點(diǎn)A的時(shí)間為t,則有:,由此兩式可求得h=0.0125m,⑵若只有米尺，將玩具手槍子彈從某一高度處水平射出，用米尺測(cè)量射出時(shí)離

20、地面的高度h和水平射程s，則子彈初速度,例4.利用手頭的常用儀器，粗略測(cè)定玩具手槍子彈射出時(shí)的初速度。除玩具手槍外，所給的測(cè)量?jī)x器為：⑴只有秒表；⑵只有米尺。,解：⑴若只有秒表，將玩具手槍從地面豎直向上發(fā)射子彈，用秒表記下從發(fā)射到子彈落會(huì)地面所用的時(shí)間t，則子彈上升的時(shí)間為t/2，故子彈初速度v0=gt/2。,05年南京質(zhì)量檢測(cè)二11(2)、,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖。在水平桌面上放置一個(gè)斜面，讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L

21、下，鋼球滾過(guò)桌邊后便做平拋運(yùn)動(dòng)。在鋼球拋出后經(jīng)過(guò)的地方放置一塊水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通過(guò)豎直標(biāo)尺讀出，木板可以上下自由調(diào)節(jié)。在木板上固定一張白紙。該同學(xué)在完成裝置安裝后進(jìn)行了如下步驟的實(shí)驗(yàn)：,A．實(shí)驗(yàn)前在白紙上畫一條直線，并在線上標(biāo)出a、b、c三點(diǎn)，且ab＝bc，如圖。量出ab長(zhǎng)度L=20.00cm。 B．讓鋼球從斜面上的某一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中a點(diǎn)，記下此時(shí)木板離桌面的高度h1＝

22、70.00cm。C．讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中b點(diǎn)，記下此時(shí)木板離桌面的高度h2＝80.00（cm）。D．讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中c點(diǎn)，記下此時(shí)木板離桌面的高度h3＝100.00cm。則該同學(xué)由上述測(cè)量結(jié)果即可粗測(cè)出鋼球的平拋初速度大小vo= m/s，鋼球擊中b點(diǎn)時(shí)其豎直分速度大小為vby= m/s。已知鋼球的重力加

23、速度為g=10m/s2，空氣阻力不計(jì)。,2.0,1.5,解：按題意畫出運(yùn)動(dòng)示意圖如圖示：,由勻變速運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn): Δh=gT2,Δh=(100-80)- (80-70)=10 cm =0.1m,∴T=0.1s,v0=L /T=2 m/s,vby=(h3 – h1 ) /2T =1.5 m/s,例5. 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示，A是一塊平面木板，在其上等間隔地開鑿出一組平行的插槽（圖中 PoPo’

24、……），槽間距離均為d。把覆蓋復(fù)寫紙的白紙鋪貼在硬板B上。實(shí)驗(yàn)時(shí)依次將B板插入A板的各插槽中，每次讓小球從斜軌的同一位置由靜止釋放。等打完一點(diǎn)后，把B板插入后一槽中并同時(shí)向紙面內(nèi)側(cè)平移距離d。,解析：（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到斜軌末端切線水平，A板水平，插槽 PoPo’垂直斜軌并在斜軌末端正下方；每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了使小球每次做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同。,（2）每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d，是為了使記錄紙上每?jī)牲c(diǎn)