（新课标）高考物理 1.1.3 实验：研究平抛运动学案-人教版高三全册物理学案.doc

1.1.3实验：研究平抛运动一、实验目的1.用实验的方法描出平抛运动的轨迹。2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。3.根据平抛运动的轨迹求其初速度。二、实验原理1.利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹。2.建立坐标系如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y＝ax2的形式(a是一个常量)则轨迹是一条抛物线。3.测出轨迹上某点的坐标x、y根据x＝v0ty＝eq\f(12)gt2得初速度v0＝xeq\r(\f(g2y))。三、实验器材斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺。四、实验步骤(以描迹法为例)1.安装调整(1)将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上其末端伸出桌面外轨道末端切线水平。图1(2)用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角把木板调整到竖直位置使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近。如图1所示。2.建坐标系：把小球放在槽口处用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心所在木板上的投影点OO点即为坐标原点用重垂线画出过坐标原点的竖直线作为y轴画出水平向右的x轴。3.确定小球位置(1)将小球从斜槽上某一位置由静止滑下小球从轨道末端射出先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球经过的某一位置。(2)让小球由同一位置自由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记下该点。(3)用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置。4.描点得轨迹：取下坐标纸将坐标纸上记下的一系列点用平滑曲线连起来即得到小球平抛运动轨迹。五、数据处理1.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线：在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3…向下作垂线垂线与抛体轨迹的交点记为M1、M2、M3…用刻度尺测量各点的坐标(xy)。(1)代数计算法：将某点(如M3点)的坐标(xy)代入y＝ax2求出常数a再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立若等式对各点的坐标都近似成立则说明所描绘得出的曲线为抛物线。(2)图象法：建立y－x2坐标系根据所测量的各个点的x坐标值计算出对应的x2值在坐标系中描点连接各点看是否在一条直线上若大致在一条直线上则说明平抛运动的轨迹是抛物线。2.计算初速度：在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A、B、C、D、E、F用刻度尺、三角板测出它们的坐标(xy)并记录在下面的表格中已知g值利用公式y＝eq\f(12)gt2和x＝v0t求出小球做平抛运动的初速度v0最后算出v0的平均值。ABCDEFx/mmy/mmv0＝xeq\r(\f(g2y))/(m·s－1)v0的平均值六、误差分析1.安装斜槽时其末端切线不水平导致小球离开斜槽后不做平抛运动产生误差。2.建立坐标系时坐标原点的位置确定不准确导致轨迹上各点的坐标不准确产生误差。3.小球每次自由滚下时的起始位置不完全相同导致轨迹出现误差。4.确定小球运动的位置时出现误差。5.量取轨迹上各点的坐标时出现误差。七、注意事项1.斜槽安装：实验中必须调整斜槽末端切线水平将小球放在斜槽末端水平部分若能使小球在平直轨道上的任意位置静止斜槽末端的切线就水平了。2.方木板固定：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。3.小球释放(1)小球每次必须从斜槽上同一位置滚下。(2)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下角为宜。4.坐标原点：坐标原点不是槽口的端点而是小球出槽口时球心在木板上的投影点。5.初速度的计算：在轨迹上选取离坐标原点O较远的一些点来计算初速度。八、其他方案1.喷水法如图2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其中一根弯成水平且水平端加接一根更细的硬管作为喷嘴。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可在装置一侧竖直放置一玻璃板将平抛运动的轨迹描在玻璃板上。图22.频闪照相法用数码照相机可记录下平抛运动的轨迹如图3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球的水平位移就可以判断平抛运动水平方向上的运动特点。图3实验操作及原理[试题案例][例1](2018·郑州高一检测)在“研究平抛物体的运动”的实验中：(1)为使小球水平抛出必须调整斜槽使其末端的切线成水平方向检查方法是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴竖直线是用________________来确定的。(3)某同学建立的直角坐标系如图4所示设他在安装实验