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1、第三节实验：研究平抛运动第三节实验：研究平抛运动课标定位课标定位学学习习目目标标：1.学会描学会描绘绘平抛运平抛运动轨动轨迹的方法迹的方法2根据运根据运动轨动轨迹求平抛物体的初速度迹求平抛物体的初速度重点重点难难点：点：1.描描绘绘小球做平抛运小球做平抛运动动的的轨轨迹迹2结结合两个方向上的分运合两个方向上的分运动动，对实验对实验数据数据进进行行处处理理 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第三三节节课前自主学案课前自主学案课前自主学案课前自主学案三、实验器材三、实验器材斜槽、坐标纸、图钉、方木板、小球、刻斜槽、坐标纸、图钉、方木板、小球、刻度尺、重锤、细
2、线、三角板、铅笔、铁架台度尺、重锤、细线、三角板、铅笔、铁架台四、实验步骤四、实验步骤1安装调整斜槽安装调整斜槽将坐标纸用图钉钉在竖直的木板的左上角将坐标纸用图钉钉在竖直的木板的左上角(如图如图531所示所示)，用平衡法调整斜槽末端，用平衡法调整斜槽末端水平，直到将小球轻放在斜槽的平直部分的水平，直到将小球轻放在斜槽的平直部分的末端，能使小球在平直轨道上的任意位置静末端，能使小球在平直轨道上的任意位置静止即可止即可图图5312调整木板，确定坐标原点调整木板，确定坐标原点用悬挂在槽口的重垂线把木板调整到竖直方用悬挂在槽口的重垂线把木板调整到竖直方向，并使木板平面与小球运动轨迹所在平面向，并使木板
3、平面与小球运动轨迹所在平面平行靠近，把小球放在槽口处，用铅笔记下平行靠近，把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O，用铅笔在纸上把这个点记下来，用铅笔在纸上把这个点记下来，O点即为点即为坐标原点，再利用重垂线画出通过坐标原点，再利用重垂线画出通过O点的竖点的竖直线直线3确定球的位置确定球的位置使小球由斜槽某一位置无初速度滚下，离开使小球由斜槽某一位置无初速度滚下，离开水平槽后做平抛运动先用眼睛粗略确定小水平槽后做平抛运动先用眼睛粗略确定小球的运动轨迹，然后使小球从同一位置无初球的运动轨迹，然后使小球从同一位置无初速度滚下，在粗略确定
4、的位置附近用铅笔较速度滚下，在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置，并在坐标纸上准确地描出小球通过的位置，并在坐标纸上记下该点用同样的方法确定轨迹上其他各记下该点用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置点的位置4建坐标系，描绘轨迹建坐标系，描绘轨迹取下坐标纸，以过取下坐标纸，以过O点的竖直线作为点的竖直线作为y轴，过轴，过O点的水平线作为点的水平线作为x轴，最后将纸上记下的一轴，最后将纸上记下的一系列点，用平滑曲线连起来，即得到小球平系列点，用平滑曲线连起来，即得到小球平抛运动的轨迹抛运动的轨迹核心要点突破核心要点突破一、数据处理一、数据处理1判断平抛运动的轨迹是不是抛物线判断平抛运
5、动的轨迹是不是抛物线如图如图532所示，在所示，在x轴上作出等距离的几个点轴上作出等距离的几个点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、向下作垂线，其与轨向下作垂线，其与轨迹交点分别记为迹交点分别记为M1、M2、M3、，若轨迹是一条抛，若轨迹是一条抛物线，则各点的物线，则各点的y坐标和坐标和x坐标之间应该具有坐标之间应该具有yax2的的关系关系(a是待定常量是待定常量)，用刻度尺测量某点的，用刻度尺测量某点的x、y两个两个坐标值代入坐标值代入yax2求出求出a.再测量其他几个点的再测量其他几个点的x、y坐坐标值，代入
6、标值，代入yax2，若在误差范围内都满足这个关，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系式，则这条曲线是一条抛物线图图532特特别别提提醒醒：(1)计计算算初初速速度度时时，要要在在平平抛抛运运动动轨轨迹迹上上选选取取距距O点点远远些些的的点点，以以使使结结果果更更准确准确(2)利用以上方法确定利用以上方法确定v0时，要以坐标原点为时，要以坐标原点为出发点出发点二、研究平抛运动时的注意事项和误差分析二、研究平抛运动时的注意事项和误差分析1误差分析误差分析(1)斜槽末端没有调水平，小球离开斜槽后不斜槽末端没有调水平，小球离开斜槽后不做平抛运动做平抛运动(2)确定小球运动的位置时不
7、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(检验是否水平的方法是：将小球放在斜槽检验是否水平的方法是：将小球放在斜槽末端水平部分，将其向两边各轻轻拨动一次，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重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置滚下小球每次必须从斜槽上同一位置滚下(4)坐标原
8、点不是槽口的端点，应是小球出槽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口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球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜达右下角为宜(6)在轨迹上选取离坐标原点在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点较远的一些点来计算初速度点来计算初速度三、获取平抛运动轨迹的其他方法三、获取平抛运动轨迹的其他方法1喷水法如图喷水法如图533所示，倒置的饮料瓶所示，倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，
9、其中一根弯成水平，且加上一个很细的喷嘴其中一根弯成水平，且加上一个很细的喷嘴图图533水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲的细水柱，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将它描在背后的它显示了平抛运动的轨迹将它描在背后的纸上，进行分析处理纸上，进行分析处理2频闪照相法频闪照相法用数码照相机可记录下平抛运动的轨迹，如用数码照相机可记录下平抛运动的轨迹，如图图534所示由于相邻两帧照片间的时所示由于相邻两帧照片间的时间间隔是相等的，只要测量相邻两照片上小间间隔是相等的，只要测量相邻两照片上小球的水平位移，就很容易判断平抛运动水平球的水平位移，就很容易判断平抛运动水平方向上的运动特
10、点方向上的运动特点图图534课堂互动讲练课堂互动讲练 在做在做“研究平抛运动研究平抛运动”实验时，下列说法实验时，下列说法正确的是正确的是()类型一类型一对器材的安装和实验对器材的安装和实验操作的考查操作的考查例例1A安装有斜槽的木板时，一定要注意木板安装有斜槽的木板时，一定要注意木板是否竖直是否竖直B安装有斜槽的木板时，只要注意小球不安装有斜槽的木板时，只要注意小球不和木板发生摩擦即可和木板发生摩擦即可C每次实验都要把小球从同一位置由静止每次实验都要把小球从同一位置由静止释放释放D实验的目的是描出小球的运动轨迹，分实验的目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动水平分运动的规律析平抛运动水平分运
11、动的规律【精精讲讲精精析析】做做本本实实验验必必须须使使斜斜槽槽末末端端切切线线水水平平，使使钉钉有有坐坐标标纸纸的的木木板板竖竖直直，以以确确保保小小球球水水平平飞飞出出和和正正确确画画出出坐坐标标轴轴小小球球每每次次从从斜斜槽槽上上同同一一位位置置由由静静止止开开始始滚滚下下，可可保保证小球初速度不变证小球初速度不变【答案答案】ACD【方方法法总总结结】(1)应应保保持持斜斜槽槽末末端端的的切切线线水水平平，钉钉有有坐坐标标纸纸的的木木板板竖竖直直，并并使使小小球球的的运动靠近坐标纸但不接触运动靠近坐标纸但不接触(2)小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度
12、滚下，在斜槽上释放小球的高度应适当，使滚下，在斜槽上释放小球的高度应适当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐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，从而减小测标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差量误差 (2011年北京育才中学高一检测年北京育才中学高一检测)图图535为一小球做平抛运动的闪光照相照片的为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为一部分，图中背景方格的边长均为5 cm，如，如果取果取g10 m/s2，那么：，那么：图图535类型二类型二根据运动轨迹求初速度根据运动轨迹求初速度例例2(1)闪光频率是闪光频率是_Hz；(2)
13、小球运动中水平分速度的大小是小球运动中水平分速度的大小是_m/s；(3)小球经过小球经过B点的速度大小是点的速度大小是_m/s.【答案答案】(1)10(2)1.5(3)2.5【方法总结方法总结】遇到根据平抛轨迹或平抛物遇到根据平抛轨迹或平抛物体闪光照片计算初速度时，要注意上方的点体闪光照片计算初速度时，要注意上方的点不一定是抛出点，解决方法是在竖直方向列不一定是抛出点，解决方法是在竖直方向列出出yaT2和水平方向列出和水平方向列出xv0T求解求解类型三类型三实验原理及方法的理解实验原理及方法的理解和迁移和迁移 某同学设计了一个研究平抛运动的实验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
14、图实验装置示意图如图536甲所示，甲所示，A是是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽平行的插槽(图甲中图甲中P0P0、P1P1)，槽间距，槽间距离均为离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板把覆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，板的各插槽中，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放每打完一点后，把每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离向纸面内侧平移距离d.实验得到小球在白纸实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点如图乙所示上打下的若
15、干痕迹点如图乙所示例例3图图536(1)实实验验前前应应对对实实验验装装置置反反复复调调节节，直直到到_每每次次让让球球从从同同一一位位置置由由静静止止释释放是为了放是为了_(2)每每次次将将B板板向向内内侧侧平平移移距距离离d，是是为为了了_(3)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹【思思路路点点拨拨】解解答答本本题题时时应应把把握握平平抛抛运运动的两个分运动特点：动的两个分运动特点：(1)水平方向做匀速直线运动；水平方向做匀速直线运动；(2)竖直方向做自由落体运动竖直方向做自由落体运动【精讲精析精讲精析】(1)研究平抛运动的规律，首研究平抛运动的规律，首要的一点
16、是使小球沿水平方向抛出所以实要的一点是使小球沿水平方向抛出所以实验前要反复调节斜槽，使斜槽的末端处于水验前要反复调节斜槽，使斜槽的末端处于水平状态，并使板平状态，并使板A水平，插槽水平，插槽P0P0垂直斜槽垂直斜槽并在斜槽末端正下方释放小球时，每次要并在斜槽末端正下方释放小球时，每次要使小球从斜槽的同一位置滑下的主要原因是使小球从斜槽的同一位置滑下的主要原因是使小球每次抛出时具有相同的水平初速度使小球每次抛出时具有相同的水平初速度v0.(2)实验过程中，竖直木板在后移实验过程中，竖直木板在后移d的同时也的同时也侧向移动侧向移动d，是为了每次让小球的落点不在，是为了每次让小球的落点不在记录纸面的
17、竖直线上，而在侧移了的平面上，记录纸面的竖直线上，而在侧移了的平面上，使记录纸上每两点间的水平距离等于小球在使记录纸上每两点间的水平距离等于小球在水平方向实际运动的距离由水平方向的匀水平方向实际运动的距离由水平方向的匀速直线运动研究竖直方向的运动规律速直线运动研究竖直方向的运动规律图图537(3)小球的平抛运动轨迹如图小球的平抛运动轨迹如图537所示所示【答答案案】(1)斜斜槽槽末末端端水水平平、A板板水水平平、插插槽槽P0P0垂垂直直斜斜槽槽并并在在斜斜槽槽末末端端正正下下方方使使小小球每次抛出时具有相同的水平速度球每次抛出时具有相同的水平速度v0(2)使使记记录录纸纸上上每每两两点点之之间
18、间的的水水平平距距离离等等于于小球在水平方向实际运动的距离小球在水平方向实际运动的距离(3)见精讲精析图见精讲精析图【策略点睛策略点睛】对平抛运动的特点和基本规对平抛运动的特点和基本规律要有正确的把握首先，平抛运动是匀变律要有正确的把握首先，平抛运动是匀变速曲线运动，加速度为速曲线运动，加速度为g，竖直向下；其次，竖直向下；其次，平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动这些知识如动和竖直方向的自由落体运动这些知识如果把握到位，很多问题就会迎刃而解果把握到位，很多问题就会迎刃而解知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用
