物理：5.3《实验：研究平抛运动》PPT.ppt

第三节实验：研究平抛运动课标定位
学习目标：1.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．
重点难点：1.描绘小球做平抛运动的轨迹．
2．结合两个方向上的分运动，对实验数据进行处理．三、实验器材
斜槽、坐标纸、图钉、方木板、小球、刻度尺、重锤、细线、三角板、铅笔、铁架台．四、实验步骤
1．安装调整斜槽
将坐标纸用图钉钉在竖直的木板的左上角(如图5－3－1所示)，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末端，能使小球在平直轨道上的任意位置静止即可．
图5－3－12．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向，并使木板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，O点即为坐标原点，再利用重垂线画出通过O点的竖直线．3．确定球的位置
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．用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置．4．建坐标系，描绘轨迹
取下坐标纸，以过O点的竖直线作为y轴，过O点的水平线作为x轴，最后将纸上记下的一系列点，用平滑曲线连起来，即得到小球平抛运动的轨迹．核心要点突破如图5－3－2所示，在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3、…，把线段OA1的长度记为l，则OA2＝2l，OA3＝3l，由A1、A2、A3、…向下作垂线，其与轨迹交点分别记为M1、M2、M3、…，若轨迹是一条抛物线，则各点的y坐标和x坐标之间应该具有y＝ax2的关系(a是待定常量)，用刻度尺测量某点的x、y两个坐标值代入y＝ax2求出a.再测量其他几个点的x、y坐标值，代入y＝ax2，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．特别提醒：(1)计算初速度时，要在平抛运动轨迹上选取距O点远些的点，以使结果更准确．
(2)利用以上方法确定v0时，要以坐标原点为出发点．二、研究平抛运动时的注意事项和误差分析
1．误差分析
(1)斜槽末端没有调水平，小球离开斜槽后不做平抛运动．
(2)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．2．注意事项
(1)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)．
(2)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，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜．
(6)在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度．三、获取平抛运动轨迹的其他方法
1．喷水法如图5－3－3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，且加上一个很细的喷嘴．
图5－3－3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．将它描在背后的纸上，进行分析处理．2．频闪照相法
用数码照相机可记录下平抛运动的轨迹，如图5－3－4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，就很容易判断平抛运动水平方向上的运动特点．
图5－3－4课堂互动讲练A．安装有斜槽的木板时，一定要注意木板是否竖直
B．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
C．每次实验都要把小球从同一位置由静止释放
D．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【精讲精析】做本实验必须使斜槽末端切线水平，使钉有坐标纸的木板竖直，以确保小球水平飞出和正确画出坐标轴．小球每次从斜槽上同一位置由静止开始滚下，可保证小球初速度不变．
【答案】ACD【方法总结】(1)应保持斜槽末端的切线水平，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．
(2)小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，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，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差．(2011年北京育才中学高一检测)图5－3－5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5cm，如果取g＝10m/s2，那么：
图5－3－5(1)闪光频率是______Hz；
(2)小球运动中水平分速度的大小是______m/s；
(3)小球经过B点的速度大小是______m/s.【答案】(1)10(2)1.5(3)2.5【方法总结】遇到根据平抛轨迹或平抛物体闪光照片计算初速