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1、 第五章：曲线运动第五章：曲线运动 第第 3 3 节节：实验实验：研究平抛运：研究平抛运动动孝义市实验中学校孝义市实验中学校1.知道做平抛运动的条件及相应控制方法。知道做平抛运动的条件及相应控制方法。2.知道用实验获得平抛运动轨迹的方法。知道用实验获得平抛运动轨迹的方法。3.知道判断运动轨迹是不是抛物线的方法。知道判断运动轨迹是不是抛物线的方法。4.知道测量初速度时需要测量的物理量。知道测量初速度时需要测量的物理量。5.会推导平抛运动初速度的表达式，会计算平抛运动的初速度。会推导平抛运动初速度的表达式，会计算平抛运动的初速度。孝义市实验中学校孝义市实验中学校 首先通过回顾前面平抛运动的特点来导
2、入新课，之后设首先通过回顾前面平抛运动的特点来导入新课，之后设置置三个实验方案来研究平抛运动，三个实验的原理是一样的，三个实验方案来研究平抛运动，三个实验的原理是一样的，都是为了得到水平方向和竖直方向的运动规律，因此只详细都是为了得到水平方向和竖直方向的运动规律，因此只详细介绍易于课堂操作的第一个实验。介绍易于课堂操作的第一个实验。我们的三个实验方案都得到了物体做平抛运动的运动轨我们的三个实验方案都得到了物体做平抛运动的运动轨迹，然后分析研究运动轨迹的水平位移和竖直位移的特点，迹，然后分析研究运动轨迹的水平位移和竖直位移的特点，最后总结得到：平抛运动水平方向做匀速直线运动；竖直方最后总结得到：
3、平抛运动水平方向做匀速直线运动；竖直方向做自由落体运动。向做自由落体运动。孝义市实验中学校孝义市实验中学校复习回顾复习回顾平抛运动：平抛运动：平抛运动的规律：平抛运动的规律：水平方向：水平方向：竖直方向：竖直方向：物体以一定的物体以一定的水平速度水平速度抛出后，只在抛出后，只在重力重力作用作用下的运动。下的运动。匀速直线运动，匀速直线运动， xv0t自由落体运动，自由落体运动， y=gt2/2孝义市实验中学校孝义市实验中学校实验目的实验目的1.用实验的方法描出平抛运动的轨迹，并判断其轨迹用实验的方法描出平抛运动的轨迹，并判断其轨迹是否为抛物线；是否为抛物线；2.根据平抛运动的轨迹求其初速度。根
4、据平抛运动的轨迹求其初速度。 如何通过实验方法获得物体做平抛运动的如何通过实验方法获得物体做平抛运动的运动轨迹？运动轨迹？孝义市实验中学校孝义市实验中学校斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、刻度尺、铅笔等。格）、图钉、铅垂线、刻度尺、铅笔等。斜斜 槽槽小小 球球白白 纸纸 木木 板板铅垂线铅垂线铁架台铁架台孝义市实验中学校孝义市实验中学校(1)安装调整斜槽：安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，并直板上，在木板的左上角固定斜槽，并使其使其末端保持水平末端保持水平;(2)调整木板：调整木板：用悬挂
5、在槽口的铅垂线把木板调整到竖直方向，用悬挂在槽口的铅垂线把木板调整到竖直方向，并并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近，使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近，固定好木板；固定好木板；(3)确定坐标轴：确定坐标轴：把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时时球心在木板上的水平投影点球心在木板上的水平投影点O，O 即即为坐标原点，为坐标原点，再利用再利用铅垂线在纸上画出通过铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线，即点的竖直线，即y 轴，过轴，过O 点垂直点垂直y轴画出轴画出x轴轴;孝义市实验中学校孝义市实验中学校(4)确定小球释放点：确定小球释放点：选择一个小球在
6、斜选择一个小球在斜槽上合适的位置槽上合适的位置由静止释放，由静止释放，使小球运使小球运动轨迹动轨迹大致经过白纸的右下角大致经过白纸的右下角;(5)描绘运动轨迹：描绘运动轨迹：把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果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，从方法，从同一位置同一位置释放小球，在小球运动路线上描下若干点，释放小球，在小球运动路线上描下若干点，用平滑的曲线连接起来，即可得到小球平抛的轨迹。用平滑的曲线连接起来，即可得到小球平抛的轨迹。孝义市实验中学校孝义市实验中学校孝义市实验中学校孝
7、义市实验中学校(1)应保持斜槽末端的应保持斜槽末端的切线水平切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，钉有坐标纸的木板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触；并使小球的运动靠近坐标纸但不接触；(2)小球每次必须从斜槽上小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度同一位置无初速度滚下，在斜槽滚下，在斜槽上释放小球的上释放小球的高度应适当高度应适当，使小球以合适的水平初速度抛，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差；测量误差；(3)坐标原点坐标原点（小球做平抛运动的起点）（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在
8、槽口时球不是槽口的端点，应是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。心在木板上的水平投影点。OO坐标原点（平坐标原点（平抛起点）抛起点）孝义市实验中学校孝义市实验中学校(1)判断平抛运动的轨迹是不是抛物线判断平抛运动的轨迹是不是抛物线如图所示，在如图所示，在x 轴上作出几个等距轴上作出几个等距离的点离的点A1、 A2、 A3、，把线段，把线段OA1的长度记为的长度记为l，则，则OA22l，O A33l，由，由A1、 A2、A3、向下作向下作垂线，与轨迹的交点记为垂线，与轨迹的交点记为M1、M2、 M3、.。如果轨迹的确是一条抛物。如果轨迹的确是一条抛物线，线，M1、M2、M3、.各点的各点的y
9、坐坐标与标与x坐标间应有坐标间应有y=ax2的形式（的形式（a是一个待定的常量）是一个待定的常量）A1A2 A3M1M2M3Oxy1yy3y2孝义市实验中学校孝义市实验中学校(2)计算平抛运动的初速度计算平抛运动的初速度记住原点记住原点Oxyxy没有原点没有原点, ,只是抛物线的一部分只是抛物线的一部分AB CxyAByyBCTx0x0T求平均速度求平均速度 孝义市实验中学校孝义市实验中学校A.通过调节使斜槽的末端保持水平通过调节使斜槽的末端保持水平B.每次必须由静止释放小球每次必须由静止释放小球C.固定白纸的木板必须调节成竖直固定白纸的木板必须调节成竖直D.每次释放小球的位置必须不同每次释放
10、小球的位置必须不同E.将小球经过不同高度的位置记录在纸上，取下纸后，用将小球经过不同高度的位置记录在纸上，取下纸后，用直尺将点连成折线直尺将点连成折线例例1.(1)在做在做“研究平抛运动研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。为了一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的是认为正确的是_。ABC孝义市实验中学校孝义市实验中学校(2)某学生在做某学生在做“研究平抛运动研究平抛运动”的实验中，忘记记下小球做
11、的实验中，忘记记下小球做平抛运动时的起点位置，平抛运动时的起点位置，O 为物体运动一段时间后的位置，取为物体运动一段时间后的位置，取为坐原点，平抛的轨迹如图为坐原点，平抛的轨迹如图所示，根据轨迹的坐标求出物体做所示，根据轨迹的坐标求出物体做平抛运动的初速度平抛运动的初速度v0_m/s。(取取g10m/s2)1.0孝义市实验中学校孝义市实验中学校例例2在在“研究平抛运动研究平抛运动”的实验中，用一张印有小方格的纸的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长记录轨迹，小方格的边长L1.6cm，若小球在平抛运动途中，若小球在平抛运动途中的几个位置如图的几个位置如图中的中的a、b、c、d 所示
12、，则小球的平抛初速度所示，则小球的平抛初速度的计算式为的计算式为v0_(用用L、g 表示表示)，其值是，其值是_，小球在小球在b 点的速率为点的速率为_。(取两位有效数字，取两位有效数字，g10m/s2)0.80m/s 1.0m/s 孝义市实验中学校孝义市实验中学校孝义市实验中学校孝义市实验中学校水平喷出的细水平喷出的细水柱即为平抛水柱即为平抛运动的轨迹运动的轨迹孝义市实验中学校孝义市实验中学校yxOx4x3x2x1h5h3h7hABCD在误差允许的范围在误差允许的范围内，四段水平位移内，四段水平位移近似相等；且四段近似相等；且四段水平位移所用的时水平位移所用的时间相等。竖直方向间相等。竖直方
13、向h=gT2孝义市实验中学校孝义市实验中学校实验目的实验目的1.用实验的方法描出平抛运动的轨迹，并判断其轨迹是否用实验的方法描出平抛运动的轨迹，并判断其轨迹是否为抛物线；为抛物线；2.根据平抛运动的轨迹求其初速度。根据平抛运动的轨迹求其初速度。实验原理实验原理1.用描迹法画出小球平抛运动的轨迹；用描迹法画出小球平抛运动的轨迹；2.建立坐标系，轨迹的建立坐标系，轨迹的y、x 坐标是否满足坐标是否满足y=ax2的形式；的形式；3.建立坐标系，测出轨迹上某点的坐标建立坐标系，测出轨迹上某点的坐标x、y，根据，根据xv0t、 y=gt2/2得，初速度得，初速度研究平抛运动研究平抛运动孝义市实验中学校孝
14、义市实验中学校1.在在“研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动”实验时，已备有下列器实验时，已备有下列器材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的度尺、铁架台，还需要下列器材中的()A.秒表秒表B.天平天平C.重垂线重垂线D.测力计测力计C孝义市实验中学校孝义市实验中学校2.在研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次从斜槽在研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则正确的是滚下的初始位置不同，则正确的是()ABD A.小球平抛的初速度不同小球平抛的初速度不同B.小球每次做不同的抛物线运动小球每
15、次做不同的抛物线运动C.小球在空中运动的时间均不同小球在空中运动的时间均不同D.小球通过相同的水平位移所用时间均不同小球通过相同的水平位移所用时间均不同孝义市实验中学校孝义市实验中学校3.在做研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜槽上滚在做研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，两位同学得到的记下，在白纸上依次记下小球的位置，两位同学得到的记录纸分别如图甲、乙所示，从图中明显看出：录纸分别如图甲、乙所示，从图中明显看出：甲的实验错误是甲的实验错误是_；乙的实验错误是乙的实验错误是_。斜槽末端不水平斜槽末端不水平每次释放小球的高度不同每次释放小球的高度不同O甲甲O
16、乙乙孝义市实验中学校孝义市实验中学校4.下列哪些因素会使本实验的误差增大下列哪些因素会使本实验的误差增大（）A.小球与斜槽之间有摩擦小球与斜槽之间有摩擦B.建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点C.安装斜槽时其末端不水平安装斜槽时其末端不水平D.根据曲线计算平抛运动的初速度时在曲线上取作根据曲线计算平抛运动的初速度时在曲线上取作计算的点离原点计算的点离原点O 较远较远BC孝义市实验中学校孝义市实验中学校5.在在“研究平抛运动研究平抛运动”实验中，某同学只记录了小球运实验中，某同学只记录了小球运动途中的动途中的A、B、C三点的位置，取三点的位置，取A
17、 点为坐标原点，则点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，当各点的位置坐标如图所示，当 g10m/s2时，下列说法时，下列说法正确的是（正确的是（）BDA.小球抛出点的位置坐标是小球抛出点的位置坐标是(0，0)B.小球抛出点的位置坐标是小球抛出点的位置坐标是(10，5)C.小球平抛初速度为小球平抛初速度为2m/sD.小球平抛初速度为小球平抛初速度为1m/s孝义市实验中学校孝义市实验中学校6.在做在做“研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动”这一实验时，下面哪些说这一实验时，下面哪些说法是正确的法是正确的()ABA.安装弧形槽时，必须使槽的末端的切线方向保持水平安装弧形槽时，必须使槽的末端的切线方
18、向保持水平B.进行实验时，每次都要让小球从同一位置由静止释放进行实验时，每次都要让小球从同一位置由静止释放C.小球与槽的摩擦不可避免，但这不影响实验结果小球与槽的摩擦不可避免，但这不影响实验结果D.为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量孝义市实验中学校孝义市实验中学校7.在在研研究究平平抛抛物物体体运运动动的的实实验验中中，用用一一张张印印有有小小方方格格的的纸纸记记录录轨轨迹迹，小小方方格格的的边边长长l 1.25cm，若若小小球球在在平平抛抛运运动动中中先先后后经经过过的的几几个个位位置置如如图图中中的的a、b、c、d 所所示示，则则小
19、小球球平平抛抛的的初初速速度度的的计计算算式式为为v0_(用用l、g表表示示)，其其值是值是_。(g取取9.8m/s2)dabc0.70m/s孝义市实验中学校孝义市实验中学校8.某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置示意图某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置示意图如如图图所示，所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽平行的插槽(图中图中P0P0，P1P1)，槽间距离均为，槽间距离均为d。把覆。把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上。实验时依次将上。实验时依次将B 板插入板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜
20、轨的同一位置由静止释放。板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放。等打完一点后，把等打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离距离d。孝义市实验中学校孝义市实验中学校（1）实验前应对实验装置反复调节，直到）实验前应对实验装置反复调节，直到_，每次让小球从同一位置由静止释放，是为，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了了_。（2）每次将）每次将B 板向内侧平移距离板向内侧平移距离d，是为了，是为了_。线线水平，水平，A板水平，插槽板水平，插槽P0P0垂直斜轨并在斜轨末垂直斜轨并在斜轨末斜轨末斜轨末端切端切 端正下方端正下方使小球每次做平抛运动的初速度相同使小球每次做平抛运动的初速度相同每两点之间的水平距离等于小球在水平方向实际运动的每两点之间的水平距离等于小球在水平方向实际运动的使记录纸上使记录纸上距离距离孝义市实验中学校孝义市实验中学校
