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1、第五章第五章 曲线运动曲线运动 第第 三三 节节 实验实验 研究平抛运动研究平抛运动实验目的实验目的1.1.探究探究平抛运动的平抛运动的规律规律2.2.描绘描绘出平抛物体的出平抛物体的运动轨迹运动轨迹； 3.3.求求出平抛运动物体的出平抛运动物体的初速度初速度。实验原理实验原理水平方向的匀速直线运动水平方向的匀速直线运动；竖直方向的自由落体运动竖直方向的自由落体运动利用有孔的卡片确定做平抛运利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球运动时的若干不同位置，然后描出运动轨迹，动的小球运动时的若干不同位置，然后描出运动轨迹，测出曲线上任一点的坐标测出曲线上任一点的坐标x和和y，利用，利用就可以求出平抛物体的
2、初速度就可以求出平抛物体的初速度平抛运动可以看成是两个分运动的合运动：平抛运动可以看成是两个分运动的合运动：实验器材实验器材实验器材实验器材方案方案:描迹法描迹法斜槽，金属小球，木板斜槽，金属小球，木板( (附竖直固定支架附竖直固定支架) )，坐标纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。坐标纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。 实验模拟实验模拟实验模拟实验模拟实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤1 1、安装调整斜槽安装调整斜槽，用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固，用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽定斜槽. .平衡法调整斜槽平衡法调整斜槽: :将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，若小球在将小
3、球轻放在斜槽平直部分的末端处，若小球在平直轨道上的任意位置都静止，就表明水平已调好。平直轨道上的任意位置都静止，就表明水平已调好。 2 2、调整木板调整木板：用悬挂在槽口的：用悬挂在槽口的重垂线重垂线把木板调整到竖直方向，并使把木板调整到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直面平行。然后把重垂线方向记录到木板的木板平面与小球下落的竖直面平行。然后把重垂线方向记录到木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置木板与斜槽的相对位置保持不变。保持不变。 3 3、确定坐标确定坐标O：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在图：把小球放在
4、槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在图板上的板上的水平投影点水平投影点O，O点即为坐标原点。点即为坐标原点。 4描绘运动轨迹描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面：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，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。不擦碰孔的边缘。 用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。过孔时球心所对应的位置。 保证小球每次保证小球每次从斜槽上的同一
5、位置由静止开始滑下从斜槽上的同一位置由静止开始滑下，用同样的方法，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤xy5、计算初速度、计算初速度：取下白纸，以：取下白纸，以O点为原点画出竖直向下的点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右轴和水平向右的的x轴，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。轴，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。 用公式用公式xv0t和和ygt2/2计算计算出小球的初速度出小球的初速度v0，最后计算，最后计算出出v0的平均值。的平均值。 在曲线上选取在曲线上选取A、B、C、
6、D、E、F六个不同的点，用刻度尺六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标和三角板测出它们的坐标x和和y。实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤O OyxA4A3A2A1M4M3M2M1y31、判断平抛运动的轨迹是不是、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线抛物线假设轨迹是一条抛物线，则轨迹上各点应满足假设轨迹是一条抛物线，则轨迹上各点应满足y=ax2 。测出轨迹。测出轨迹上某点的坐标上某点的坐标(x、y)，带入，带入y=ax2中求出中求出a，就可知道代表这个轨，就可知道代表这个轨迹的可能关系式；再测几个点的坐标代入验证。迹的可能关系式；再测几个点的坐标代入验证。实验数据处理实验数据处理实验数据处理实验数
7、据处理 2、计算平抛物体的初速度、计算平抛物体的初速度 水平方向上的匀速直线运动水平方向上的匀速直线运动 竖直方向上的自由落体运动竖直方向上的自由落体运动平抛运动的两个分运动为：平抛运动的两个分运动为：v0= x测出轨迹上某一点的坐标测出轨迹上某一点的坐标(x、y)代入可求出代入可求出v0O Oyxv0P（x，y）实验数据处理实验数据处理实验数据处理实验数据处理 实验注意事项实验注意事项1 1、实验中必须保证通过、实验中必须保证通过斜槽末端点的切线水平斜槽末端点的切线水平，方木板必须处在竖直面，方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但内且与小球运动轨迹
8、所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。不接触。 2 2、小球必须每次从同一位置滚下，即在斜槽上固定一个档板。、小球必须每次从同一位置滚下，即在斜槽上固定一个档板。 3 3、坐标原点（小球做平抛态度的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽、坐标原点（小球做平抛态度的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时，球的球心在木板上的水平投影点。口时，球的球心在木板上的水平投影点。 4 4、要在斜轨上适当高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨、要在斜轨上适当高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨道由图板左上角到达右上角，这样可以减小测量误差。道由图板左上角到达右上角，这样可以减小测
9、量误差。 5 5、要在平抛轨道上选取距、要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。果的误差较小。 例题例题例例1在做在做“研究平抛运动研究平抛运动”实验时，除了木板、实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是（要的是（ ）A游标卡尺游标卡尺 B秒表秒表C坐标纸坐标纸 D天平天平E弹簧秤弹簧秤 F重垂线重垂线C F例题例题例例2、在做、在做“研究平抛运动研究平抛运动”实验中应采取下列哪些措施实验中应采取下列哪些措施可减小误差可减小误差 （ ）A斜槽轨道必须光滑斜
10、槽轨道必须光滑B斜槽水平部分轨道必须水平斜槽水平部分轨道必须水平C每次要平衡摩擦力每次要平衡摩擦力D小球每次应从斜槽上同一高度释放小球每次应从斜槽上同一高度释放E. 在曲线上取作计算的点离原点在曲线上取作计算的点离原点O较远较远 B D E例题例题例例3、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l1.25cm，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，则则小小球球平平抛抛的的初初速速度度的计算式为的计算式为v0 (用用l、g表示表
11、示)，其值是其值是 (g取取9.8ms2)dabc解析：解析：由平抛运动规律由平抛运动规律y=gT 2= lx=v0 T v0 = x/T=2l /T=代入数字代入数字 l = 1.25cm=1/80 m得到得到 v0 =0.70m/s 0.70m/s练习练习一学生做一学生做“研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动”实验时，画运动轨迹只在白纸上画出了实验时，画运动轨迹只在白纸上画出了与初速度平行的与初速度平行的Ox轴，忘了画坐标原点和轴，忘了画坐标原点和Oy轴，而且也只画出了中间一部轴，而且也只画出了中间一部分轨迹，如图所示如何只用一刻度尺得出小球的初速度分轨迹，如图所示如何只用一刻度尺得出小球的初速度(不需测实际数据不需测实际数据只用物理量的符号代表所测量只用物理量的符号代表所测量)测量方法：测量方法：(简答简答)_得到的得到的v0=_解析解析:任取水平间距相等的三点任取水平间距相等的三点1，2，3，如图示，如图示，测量水平间距测量水平间距s，竖直间距，竖直间距h1、h2
