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1、第三节实验：研究平抛运动第三节实验：研究平抛运动目目目目标导标导航航航航学习目标：学习目标：1.学会描绘平抛运动轨迹的方法学会描绘平抛运动轨迹的方法.2.根据运动轨迹求平抛物体的初速度根据运动轨迹求平抛物体的初速度.重点难点：重点难点： 1.描绘小球做平抛运动的轨迹描绘小球做平抛运动的轨迹.2.结合两个方向上的分运动结合两个方向上的分运动,对实验数据进行处理对实验数据进行处理.新新 知知 初初 探探自自 主主 学学 习习一、实验目的一、实验目的1.用描迹法描出平抛物体的运动轨迹；用描迹法描出平抛物体的运动轨迹；2.根据运动轨迹求出平抛物体的初速度根据运动轨迹求出平抛物体的初速度2.调整木板，确
2、定坐整木板，确定坐标原点原点用用悬挂挂在在槽槽口口的的重重垂垂线把把木木板板调整整到到竖直直方方向向,并并使使木木板板平平面面与与小小球球运运动轨迹迹所所在在平平面面平平行行靠靠近近，把把小小球球放放在在槽槽口口处，用用铅笔笔记下下小小球球在在槽槽口口时球球心心在在木木板板上上的的水水平平投投影影点点O，用用铅笔笔在在纸上上把把这个个点点记下下来来，O点点即即为坐坐标原原点点，再再利用重垂利用重垂线画出通画出通过O点的点的竖直直线3.确定球的位置确定球的位置使使小小球球由由斜斜槽槽某某一一位位置置无无初初速速度度滚下下，离离开开水水平平槽槽后后做做平平抛抛运运动先先用用眼眼睛睛粗粗略略确确定定
3、小小球球的的运运动轨迹迹，然然后后使使小小球球从从同同一一位位置置无无初初速速度度滚下下，在在粗粗略略确确定定的的位位置置附附近近用用铅笔笔较准准确确地地描描出出小小球球通通过的的位位置置，并并在在坐坐标纸上上记下下该点点用同用同样的方法确定的方法确定轨迹上其他各点的位置迹上其他各点的位置4.建坐建坐标系，描系，描绘轨迹迹取下坐取下坐标纸，以，以过O点的点的竖直直线作作为y轴，过O点的水平点的水平线作作为x轴，最后将，最后将纸上上记下的一系列下的一系列点，用平滑曲点，用平滑曲线连起来，即得到小球平抛运起来，即得到小球平抛运动的的轨迹迹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
4、物线如图如图532所示，在所示，在x轴上作出轴上作出等距离的几个点等距离的几个点A1、A2、A3、，把线段把线段OA1的长度记为的长度记为l,则则OA22l，OA33l，由，由A1、A2、A3、向下向下作垂线作垂线,与其轨迹交点分别记为与其轨迹交点分别记为M1、M2、M3、,要要 点点 探探 究究讲讲 练练 互互 动动要点要点1 1数据数据处理理图图532若轨迹是一条抛物线，则各点的若轨迹是一条抛物线，则各点的y坐标和坐标和x坐标之坐标之间应该具有间应该具有yax2的关系的关系(a是待定常量是待定常量)，用刻度，用刻度尺测量某点的尺测量某点的x、y两个坐标值代入两个坐标值代入yax2求出求出a
5、.再测量其他几个点的再测量其他几个点的x、y坐标值，代入坐标值，代入yax2，若在误差范围内都满足这个关系式，则这条曲线若在误差范围内都满足这个关系式，则这条曲线是一条抛物线是一条抛物线特特别提提醒醒：(1)计算算初初速速度度时,要要在在平平抛抛运运动轨迹上迹上选取距取距O点点远些的点些的点,以使以使结果更准确果更准确(2)利利用用以以上上方方法法确确定定v0时，要要以以坐坐标原原点点为出出发点点例例1 在在研研究究平平抛抛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L1.25 cm,若若小小球在平抛运动途中的几个位置如图球在平抛
6、运动途中的几个位置如图533中中a、b、c、d所示，则所示，则图图533(1)求小球平抛运动的初速度的计算式求小球平抛运动的初速度的计算式(用用L、g表表示示)，其值是多少？，其值是多少？(2)a点是平抛小球抛出点的位置吗？如果不是点是平抛小球抛出点的位置吗？如果不是,那么抛出点的位置怎样确定？那么抛出点的位置怎样确定？【方方法法总结】由由于于平平抛抛运运动的的竖直直分分运运动是是自自由由落落体体运运动，所所以以有有关关自自由由落落体体的的几几个个推推论在在实验数据数据处理中可以使用理中可以使用要点要点2 2注意事注意事项和和误差分析差分析1.误差分析误差分析(1)斜槽末端没有调水平，小球离开
7、斜槽后不做斜槽末端没有调水平，小球离开斜槽后不做平抛运动平抛运动(2)确定小球运动的位置时不准确确定小球运动的位置时不准确(3)量取轨迹上各点坐标时不准确量取轨迹上各点坐标时不准确2.注意事项注意事项(1)实验中必须调整斜槽末端点的切线水平实验中必须调整斜槽末端点的切线水平(将小将小球放在斜槽末端水平部分，将其向两边各轻轻球放在斜槽末端水平部分，将其向两边各轻轻拨动一次，看其是否会加速或减速运动拨动一次，看其是否会加速或减速运动)(2)方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直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
8、置滚下小球每次必须从斜槽上同一位置滚下(4)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口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时球心在木板上的投影点(5)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜下角为宜(6)在轨迹上选取离坐标原点在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点点较远的一些点来计算初速度来计算初速度 在做在做“研究平抛运动研究平抛运动”的实验时，的实验时，(1)除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需
9、要的是下列器材中还需要的是_(选填代号选填代号)A游标卡尺游标卡尺B秒表秒表C坐标纸坐标纸D天天平平E弹簧秤弹簧秤F重垂线重垂线(2)实验中实验中,下列说法正确的是下列说法正确的是_(选填代号选填代号).A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B斜槽轨道必须光滑斜槽轨道必须光滑例例2C斜槽轨道末端可以不水平斜槽轨道末端可以不水平D每次必须由静止开始释放小球每次必须由静止开始释放小球E小球运动时不应与面板上的坐标纸相接触小球运动时不应与面板上的坐标纸相接触F要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些的点应适
10、当多一些G将小球运动的位置记录在坐标纸上后，取将小球运动的位置记录在坐标纸上后，取下白纸，用直尺将点连成折线下白纸，用直尺将点连成折线【精精讲精精析析】(1)实验中中需需确确定定竖直直方方向向，故故选重重垂垂线，而而准准确确确确定定平平抛抛小小球球的的竖直直位位移移和和水水平平位移需位移需选用坐用坐标纸(2)为保保证小小球球每每次次做做平平抛抛运运动初初速速度度相相同同,故故A、D正正确确;而而轨道道是是否否光光滑滑只只影影响响平平抛抛初初速速度度大大小小,不不影影响响每每次次平平抛抛初初速速度度都都相相同同,故故B错误；轨道道末末端端只只有有水水平平才才能能使使抛抛体体运运动时初初速速度度方
11、方向向水水平平,故故C错误；小小球球运运动中中,除除受受重重力力外外，不不能能受受其其他他力力,故故E对;记录的的点点多多一一些些,用用平平滑滑曲曲线连接接各各点点而而得得到到运运动轨迹迹时误差就小一些差就小一些,故故F正确，正确，G错误【答案答案】(1)CF(2)ADEF【题后后总结】要要较准准确确地地描描绘出出平平抛抛运运动的的轨迹迹，需需要要实际操操作作中中尽尽量量满足足小小球球做做平平抛抛运运动的条件的条件获取平抛运取平抛运动轨迹的其他方法迹的其他方法1.喷水法水法如如图534所所示示，倒倒置置的的饮料料瓶瓶内内装装着着水水，瓶瓶塞塞内内插插着着两两根根两两端端开开口口的的细管管,其其
12、中中一一根根弯弯成成水水平平,且且加加上上一一个个很很细的的喷嘴嘴水水从从喷嘴嘴中中射射出出,在在空空中中形形成成弯弯曲曲的的细水水柱柱，它它显示示了了平平抛抛运运动的的轨迹将它描在背后的迹将它描在背后的纸上，上，进行分析行分析处理理热热 点点 示示 例例创创 新新 拓拓 展展图图534 图图5352.频闪照相法照相法用用数数码照照相相机机可可记录下下平平抛抛运运动的的轨迹迹，如如图535所所示示由由于于相相邻两两帧照照片片间的的时间间隔隔是是相相等等的的，只只要要测量量相相邻两两照照片片上上小小球球的的水水平平位位移移，就就很很容容易易判判断断平平抛抛运运动水水平平方方向向上上的的运运动特点
13、特点经典案例典案例如如图536所示所示为利用利用频闪摄影方法拍影方法拍摄的研究物的研究物体做平抛运体做平抛运动规律的照片律的照片,图中中A、B、C为三个同三个同时由同一点出由同一点出发的的小球小球AA为A球在光滑水平面上球在光滑水平面上以以速速度度v运运动的的轨迹迹；BB为B球球以以速速度度v被被水水平平抛抛出出后后的的运运动轨迹迹；CC为C球球自自由由下下落落的的运运动轨迹通迹通过分析上述三条分析上述三条轨迹可得出迹可得出结论：(1)_ (2)_图536【解解题样板板】仔仔细观察察照照片片可可以以发现，B、C两两球球在在任任一一曝曝光光瞬瞬间的的位位置置总在在同同一一水水平平线上上,说明明平平抛抛运运动物物体体B在在竖直直方方向向上上的的运运动规律律与与自自由由落落体体运运动相相同同；而而A、B两两小小球球在在任任一一曝曝光光瞬瞬间的的位位置置总在在同同一一竖直直线上上，说明明平平抛抛运运动物物体体B在在水水平平方方向向上上的的运运动规律律与与匀匀速速直直线运运动相同相同【答答案案】(1)做做平平抛抛运运动的的物物体体在在水水平平方方向向做匀速直做匀速直线运运动(2)做做平平抛抛运运动的的物物体体在在竖直直方方向向上上做做自自由由落落体运体运动同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
