江苏省南京市高中物理第五章曲线运动5.3实验:研究平抛运动学案无答案新人教版必修
高中物理实验:研究平抛运动(新人教版必修2)
新人教版高中物理必修二同步学案第五章曲线运动第四节实验:研究平抛运动【学习目标】知识与技能1.掌握平抛运动在竖直方向的运动特点。
2.掌握平抛运动在水平方向的运动特点。
过程与方法探究过程,体会平抛运动在竖直和水平方向的运动规律。
情感态度与价值观设计平抛运动的轨迹,体会实验的步骤和艰辛。
【学习重点】平抛运动在竖直和水平方向的运动规律。
【学习难点】描绘平抛运动的轨迹。
【学习课时】1课时【探究学习】1.平抛运动物体在竖直方向的分运动是运动。
2. 平抛运动在水平方向做运动.3. 平抛运动的轨迹是4. 平抛运动是水平方向的运动和竖直方向的运动的 运动。
5.平抛运动的规律是【课堂实录】引入新课复习旧知1. 平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。
2. 平抛运动的规律⎪⎩⎪⎨⎧==2021)1(at y t v x ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+===220)2(y x y x v v v gt v v v我么今天就用实验的方法研究平抛运动。
新课讲解一、探究平抛运动物体在竖直方向的运动规律① 猜测 平抛运动的轨迹是一条曲线,且沿这条曲线越往下,曲线的切线方向越趋近于竖直方向,物体的速度方向也越来越趋近于竖直方向,如图所示,图中θ2<θ1。
由机械能守恒定律可知v 2>v 1,由运动的分解不难得知,物体经过A 、B 两位置时竖直方向的分速度大小关系为v 2y >v 1y 。
所以,物体在竖直方向的初速度为零且做加速运动,结合物体竖直方向只受重力作用这一因素,我们不难做出这样的猜测:平抛运动物体在竖直方向的分运动是自由落体运 v 0 v 1 v 2 v 2y v 1y θ2 θ1动。
②实验按图所示操作实验,如果小球A确实如猜想的那样竖直方向做自由落体运动,那么A、B两小球在空中运动的时间应该相等,同时下落,同时着地。
仔细观察(不仅用眼看,更要用耳仔细听)可以得知,不管小球距地面的高度为多大,也不管小锤击打金属片的力度多大(小锤击打金属片的力度越大,A小球水平抛出的初速度越大),两小球每次都是同时落地。
人教版高中物理必修2第五章曲线运动3.实验:研究平抛运动导学案(2)
必修2_5.3实验:研究平抛运动【学习目标】1.知道平抛运动的特点规律2.熟练的利用实验的方法描绘平抛运动的轨迹3.应用平抛运动的规律求出平抛运动的初速度4.证明平抛运动轨迹为抛物线【自主学习】一.实验目的探索平抛运动的轨迹及平抛运动在水平和竖直方向上两个分运动的规律。
二.实验原理在竖直放置的木板上固定坐标纸,让小球做平抛运动,描出小球的运动轨迹;装置如图所示。
选定斜槽末端球心所在的点为坐标原点,初速度的方向为轴的正方向,以竖直向下为轴的正方向建立直角坐标系,测出轨迹曲线上某一点的坐标(x,y),根据两个分运动的特点,利用公式,求出小球的飞行时间。
再利用公式,求出小球的水平分速度,即为小球做平抛运动的初速度,v0= (用x、y等量表示)。
三.实验器材斜槽、竖直固定在铁架台上的木板、白纸、图钉、小球,铅笔、刻度尺,铅垂线。
四.实验步骤1.探究竖直方向的运动规律(1)将两小球A、B放置在如图所示装置的图示位置处,注意使两小球的位置在同一水平线上。
(2)用小锤击打弹性金属片C,使小球A沿水平方向飞出,做平抛运动,同时小球B被松开,做自由落体运动。
观察两小球是否同时落地。
(3)改变小球距地面的高度和小锤打击的力度,多次重复实验。
2.探究水平方向的运动规律(1)如图所示,将斜槽固定在实验桌上,检查斜槽末端是否水平。
(2)将坐标纸用图钉固定在木板上,并用铁架台固定好木板,靠近斜槽竖直地放好木板,并用重垂线检查调整竖直木板,使坐标纸上的竖线竖直。
(3)选定斜槽末端所在的点为坐标原点O,从坐标原点0标出竖直向下的y 轴和水平向右的x 轴。
(4)使小球由斜槽的某一固定位置自由滑下,由0点开始做平抛运动,用眼睛粗略地确定做平抛运动的小球在某一x 值处对应的竖直位置。
(5)再使小球从相同位置滚下,在第(4)步确定的位置附近,用铅笔较准确地确定小球通过的位置,并在坐标纸上记下这一点。
(6)依次改变x 值,用同样的方法确定其他各点的位置。
2017_2018学年高中物理第五章曲线运动第3节实验:研究平抛运动教学案新人教版
第3节实验:研究平抛运动一、实验目的1.通过实验进一步明确平抛物体的运动是竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动的合运动。
2.学会利用平抛物体的运动轨迹来计算物体的初速度和寻找抛点。
二、实验构想利用实验室的器材装配图531所示的装置,小钢球从斜槽上滚下,冲过水平槽飞出后做平抛运动。
每次都使小钢球在斜槽上同一位置滚下,小钢球在空中做平抛运动的轨迹就是一定的,设法用铅笔描出小钢球经过的位置。
通过多次实验,在竖直白纸上记录小钢球所经过的多个位置,连起来就得到小钢球做平抛运动的轨迹。
图531三、实验器材小钢球、斜槽轨道、木板及竖直固定支架、坐标纸、图钉、重垂线、铅笔、三角板、刻度尺。
四、实验步骤1.安装斜槽轨道,使其末端保持水平。
2.固定木板上的坐标纸,使木板保持竖直状态,小球的运动轨迹与板面平行,坐标纸方格横线呈水平方向。
3.以小钢球在斜槽末端时,球心在木板上的水平投影为坐标原点沿重垂线画出y轴。
4.将小球从斜槽上的适当高度由静止释放,用铅笔记录小球做平抛运动经过的位置。
5.重复步骤4,在坐标纸上记录多个位置。
6.在坐标纸上作出x轴,用平滑的曲线连接各个记录点,得到平抛运动的轨迹。
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(x,y)。
图532(1)代数计算法:将某点(如A 3点)的坐标(x ,y )代入y =ax 2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)图像法:建立y x 2坐标系,根据所测量的各个点的x 坐标值计算出对应的x 2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。
5.3实验探究平抛运动的特点(导学案)(原卷版)高一物理(人教版2019)
第3节实验:探究平抛运动的特点导学案【学习目标】1.会用实验的方法研究平抛运动的两个分运动。
2.学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹。
3.通过实验,掌握平抛运动轨迹的获取过程和方法。
【学习重难点】1.明确平抛运动的研究方法,学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹。
(重点)2.能够设计实验方案,掌握平抛运动轨迹的获取过程和方法。
(重点难点)【知识回顾】1.合运动与分运动(1)合运动:指在具体问题中,物体所做的运动。
(2)分运动:指物体沿具有某一效果的运动。
2.运动的合成与分解由分运动求合运动叫作;反之,由合运动求分运动叫作,即:3.运动的合成与分解所遵循的法则(1)运动的合成与分解指的是对位移、速度、加速度这些描述运动的物理量进行合成与分解。
(2)位移、速度、加速度都是矢量,对它们进行合成与分解时遵循定则。
【自主预习】一、抛体运动和平抛运动1.抛体运动:以一定的速度将物体抛出,在空气阻力的情况下,物体只受作用的运动。
2.平抛运动:初速度沿方向的抛体运动。
3.平抛运动的特点(1)初速度沿方向;(2)只受作用。
二、实验思路1.思路:把复杂的曲线运动分解为不同方向上两个相对简单的运动。
2.平抛运动的分解方法由于物体是沿着水平方向抛出的,在运动过程中只受到竖直向下的重力作用,可尝试将平抛运动分解为方向的分运动和方向的分运动。
【课堂探究】观察与思考:(1)观察下面几项运动,标枪、篮球和铅球投掷出后时,运动有什么共同的特点吗?(2)如果忽略空气阻力的影响,那么标枪、篮球和铅球的受力又有什么样的共同特点?(3)观察下面三幅突变,箭、货物和飞镖投掷出后时,运动有什么共同的特点吗?(4)如果忽略空气阻力的影响,那么箭、货物和飞镖的受力又有什么样的共同特点?一、抛体运动和平抛运动1.抛体运动:以一定的速度将物体抛出,在空气阻力可以的情况下,物体只受的作用,这时的运动叫作抛体运动。
2.平抛运动:初速度沿方向的抛体运动就叫作平抛运动。
新教材适用高中物理第5章实验:探究平抛运动的特点学案新人教版必修第二册(含答案)
新教材适用高中物理学案新人教版必修第二册:3.实验:探究平抛运动的特点一、抛体运动和平抛运动1.抛体运动:以一定的速度将物体抛出,在空气阻力_可以忽略__的情况下,物体只受_重力__作用的运动。
2.平抛运动:初速度沿_水平__方向的抛体运动。
3.平抛运动的特点:(1)初速度沿_水平__方向;(2)只受_重力__作用。
二、实验:探究平抛运动的特点1.实验目的(1)用实验描出平抛运动的轨迹。
(2)探究平抛运动竖直方向和水平方向运动的特点。
2.实验原理用频闪照相的方法或研究平抛运动的实验装置得出小球做平抛运动的不同时刻的位置,用平滑曲线连接各位置,得到小球做平抛运动的轨迹。
以小球平抛的起点为坐标原点,沿水平方向和竖直向下的方向建立直角坐标系,根据各点坐标数据研究小球在水平方向和竖直方向的运动规律。
3.实验器材(1)频闪照相机、铅笔、刻度尺、三角板。
(2)平抛实验装置、小钢球、白纸、复写纸、铅笔、刻度尺、三角板。
4.进行实验方案一:频闪照相法:(1)实验现象:利用频闪照相机得到物体做平抛运动与自由落体运动对比的频闪照片如图1所示。
(2)现象分析:①在竖直方向上,两种运动经过相等的时间,下落相同的高度,即在竖直方向上的运动是相同的,都是自由落体运动;②在水平方向上,平抛运动在通过相等的时间内前进的距离相同,即水平方向上的运动是匀速直线运动。
(3)理论分析:①水平方向:初速度为v0,物体不受力,即F x=0,物体由于惯性而做匀速直线运动。
②竖直方向:初速度为零,物体只受重力作用,即F y=mg,a=g,物体做自由落体运动。
方案二:分别研究水平和竖直方向分运动规律步骤1:探究平抛运动竖直分运动的特点(1)如图2所示,用小锤击打弹性金属片后,A球做_平抛__运动;同时B球被释放,做_自由落体__运动观察两球的运动轨迹,听它们落地的声音。
(2)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,即改变小球在竖直方向上运动的时间和A球的初速度,发现两球_仍同时落地__,说明平抛运动在竖直方向的分运动为_自由落体运动__。
5.3实验:研究平抛运动
高中物理 必修二 平抛运动 王老师讲义5.3第五章曲线运动第三节 实验:研究平抛运动1、如何判断平抛运动的轨迹是否为抛物线?① 在某物体做平抛运动的轨迹曲线上,以抛出点为坐标原点建立直角坐标系。
② 那么在X 轴上做出等距离的几个点及轨迹上对应的各点,用刻度尺测量各点的x 、y 两个坐标。
③ 方法1 代数运算法: 把x y 值带入y=ax 2,求出a 的值,在误差允许的范围内是一个常数。
即可判断物体的轨迹是否为抛物线。
④ 方法2 图像法:建立y-x 2坐标系,计算出对应的y 和x 2的值,在y-x 2坐标系中描点连接各点看是否在一条直线上,该直线的斜率即为a 的值。
二、怎样计算平抛物体的初速度? 1、已知轨迹和抛出点:以抛出点为原点坐标,水平方向为x 轴,竖直向下为y 轴,建立平面直角坐标系。
用刻度尺测量出某一点的坐标x y ,根据平抛运动水平方向是匀速直线运动, 竖直方向是自由落体运动,(图1)即 x=v 0t y=21gt 2所以 v 0=tx=x h g 2Oyxy 3)2、已知轨迹和竖直轴(或水平轴)但不知抛出点:应用此种方法进行求解,要注意观察所给的几个点是否为连续相等时间,若满足此条件,则可以应用匀变速运动的基本规律Δy=gt 2求到时间t ,再根据x=v 0t 求解v 0。
例如:一个同学做“研究平抛物体运动”的实验,只在纸上记下重垂线y 的方向,忘记在纸上记下坐标原点位置,并只在坐标纸上描出平抛物体的后一部分轨迹,如图所示,依此图再加一把刻度尺,如何计算出平抛物体的初速度?方法1:在轨迹上取三点A 、B 、C ,使得x AB =x BC =Δx ,过A 、B 、C 三点做三条水平线,测出A 、B 两点间竖直距离为y 1,A 、C 两点间竖直距离为y 2,根据以上数据就可以求出v 0了。
设相邻两点间的时间间隔为t , y 2则 y 2 - y 1=gt 2①又 Δx=v 0t ②由①②解得v 0=Δx12y y g -方法1例题1 某同学在做研究平抛运动的实验时,忘记记下小球的抛出点,右图中的A 点为小球运动一段时间后的位置,他便以A 点为坐标原点,建立了水平方向和竖直方向的坐标轴,得到如图2所示的图像。
江苏省南京市高中物理 第五章 曲线运动 5.3 实验:研究平抛运动作业新人教版2 精
B5.3 实验:研究平抛运动1.(单选)如图所示,在研究平抛运动时,小球A 沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S ,被电磁铁吸住的小球B 同时自由下落。
改变整个装置的高度做同样的实验,发现位于同一高度的A 、B 两球总是同时落地。
该实验现象说明了A 球在离开轨道后( )A.水平方向的分运动是匀速直线运动B.水平方向的分运动是匀加速直线运动C.竖直方向的分运动是自由落体运动D.竖直方向的分运动是匀速直线运动2.(多选)在平坦的垒球运动场上,击球手挥动球棒将垒球水平击出,垒球飞行一段时间后落地.若不计空气阻力,则:( ) A .垒球运动加速度不变B .垒球落地时的速度方向与水平地面垂直C .垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定D .垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定3、(单选)如图,在同一竖直面内,小球a 、b 从高度不同的两点,分别以初速度v a 和v b 沿水平方向抛出,经过时间t a 和t b 后落到与抛两出点水平距离相等的P 点。
若不计空气阻力,下列关系式正确的是( ) A. t a >t b ,v a <v b B. t a <t b ,,v a <v b C. t a >t b , v a >v b D. t a >t b ,,v a =v b4、(单选)一个同学在做本实验时,只记在纸上记下斜槽末端位置,并只在坐标纸上描如图所示曲线.现在我们在曲线上取A 、B 两点,用刻度尺分别量出它们到y 的距离AA ′=x 1,BB ′=x 2,以及AB 的竖直距离h ,从而求出小球抛出时的初速度v 0为 ( A .h g x x 2)(2122- B . hg x x 2)(212-C .h gx x 2212+ D . hgx x 2212-5、如图所示为频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片,图中A 、B 、C 为三个同时由同一点出发的小球。
高中物理 第五章 实验:研究平抛运动学案 新人教版必
实验:研究平抛运动【学习目标】1.用实验与理论进行探究、分析,认识平抛运动的规律;2.用实验方法描出平抛物体的运动轨迹;3.根据平抛运动的轨迹确定平抛物体的初速度;4.理解实验探究的意义,学会构思实验方案,组织实验器材,完成实验探究或者是验证,并会分析实验现象获得实验结论。
【要点梳理】要点一、探究平抛运动规律的思路1.物体做平抛运动的条件是物体只受重力作用,且具有水平的初速度,即恒定的重力与初速度方向垂直,平抛运动是曲线运动。
因为平抛运动的物体在水平方向不受力的作用,在竖直方向上只受到恒定的重力作用。
因此可将平抛运动分解为水平方向和竖直方向的两个直线运动。
2.分析在这两个方向上物体的受力情况,结合初始条件,运用牛顿第二定律推测在这两个方向上物体分别做什么运动。
如:在水平方向上物体不受力,应该以平抛的初速度做匀速直线运动;在竖直方向物体只受重力,且初速度为零,应该做自由落体运动。
3.设计实验,分别验证物体在这两个方向上的运动是否和猜想一致。
要点二、探究平抛运动规律的实验方法实验方法即应该怎样验证物体在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,现介绍两种方法——对比实验法和描迹论证法。
一、对比实验法对比实验法即将平抛运动和自由落体同时进行,对比试验;将平抛运动和水平方向上的匀速运动对比试验。
(1)创设一个情景,让物体做平抛运动的同时,另一个物体以相同的初速度在水平面上做匀速直线运动,并且使两个物体运动的初始位置在同一竖直线上。
若两个物体在运动过程始终在同一条竖直线上,或者平抛运动的物体恰好和匀速直线运动的物体相遇,便可以说明平抛运动的物体在水平方向的运动和匀速直线运动一样,是匀速直线运动,否则便不是。
(2)创设一个情景,让物体做平抛运动的同时,另一个物体从同一位置做自由落体运动。
若两个物体在运动过程始终在同一条水平线上,或者平抛运动的物体恰好和自由落体运动的物体同时落地,便可以说明平抛运动的物体在竖直方向的运动和自由落体运动一样,是自由落体运动,否则便不是。
人教版高中物理必修2第五章 曲线运动3. 实验:研究平抛运动教案(5)
§5.3实验:研究平抛运动【教材和学情分析】一、教材分析《平抛物体的运动》这节内容编排在学生学习了直线运动的规律和牛顿运动定律及《曲线运动》和《运动的合成与分解》这两节内容之后,它既符合学生由易到难,由简到繁的认识规律,又保持了知识的结构性、系统性。
二、学生分析1、高一学生认识事物的特点是:已经开始习惯抽象逻辑思维,但思维还常常与感性经验直接相联系,仍需具体形象的来支持。
2、学生在没有学习本节知识之前,已经知道了牛顿运动定律、曲线运动、运动的合成与分解等概念和方法,但没有亲身体验过如何来具体的研究曲线运动。
本节课主要采用实验探究的教学模式,逐步引导学生认识事物的本质。
学生通过对实验中种种问题的探究,掌握科学认识物理规律的方法。
【教学目标】1、知识与技能(1)能描出平抛运动的轨迹。
(2)会计算平抛物体的初速度。
(3)结合运动分解的知识,明确两个分运动的特点。
(4)知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法;2、过程与方法通过学生设计实验,体会物理问题的探究思想和实验设计思想,了解设计实验的基本方法;体会并理解在平面上应用牛顿定律的方法3、情感、态度价值观(1)在上一节对平抛运动规律的学习的基础上,通过这一节学生的动手实验,将感性认识和理性思维相结合,使学生获得成功的体验,激发学生学习兴趣和求知的欲望;(2)鼓励学生去创新和实践,提倡多动脑、动手的创新精神,激发学生创新意识,培养学生创新意识和创新品德;【教学重点】平抛运动轨迹的描绘。
【教学难点】判断平抛运动的轨迹是不是抛物线以及计算平抛物体的初速度。
【教学方法】自主学习与实验探究相结合,加深对平抛运动的感性认识。
【教学过程】一、引入新课提问:你们旅游过吗?请一位同学描述某次旅游经过的主要地点。
板书学生所述地点图,用粉笔将这些点连起来,得到旅游路线图。
小结:两种轨迹图对应两种绘轨迹方法──粉笔的完整轨迹和旅游同学的由一系列点得到的旅游路线(轨迹)图。
人教版高一物理必修二第五章 5.3《实验:研究平抛运动》学案设计无答案
5.3 实验:平抛运动(学案)一、实验目标:1、知道平抛运动的条件。
2、知道用实验获得平抛运动轨迹的方法和步骤。
3、知道确定初速度需要测量的物理量,会计算平抛运动的初速度。
4、学会利用Photoshop软件抠像的方法制作小球平抛运动的频闪照片。
5、会利用频闪照片测小球坐标x,y,并正确计算小球初速度。
二.实验器材小球,平抛运动实验器,手机,电脑等三.实验原理:平抛运动水平方向为匀速直线运动,竖直方向上是自由落体运动。
请同学们写出平抛运动初速度的表达式:四.实验过程:(1)分组拍摄:4人一组,用手机慢动作视频模式拍摄小球从斜槽末端飞出做平抛运动的视频。
注意事项:拍摄前,斜槽末端要调节水平,平板面要保持竖直,拍摄时手要稳,画面要包含平抛运动试验器的水平和竖直刻度尺。
(2)导入视频:将拍好的视频用数据线拷到电脑桌面,也可以用QQ传输。
(3)PS软件操作:1.【查看属性】选取拍摄好的视频“右键”查看文件“属性”。
在“详细信息”栏里记下视频的“帧宽度”、“帧高度”、“帧速率”(图中为1280、720、239帧/秒)。
2.【新建项目】双击打开“Adobe Photoshop”软件,“文件”-“新建”一个项目。
3. 【项目设置】在项目设置里的“宽度”“高度”填入刚才记下的视频“帧宽度”、“帧高度”。
视频的分辨率一般为“72像素/英寸”,其他保持默认设置即可。
4.【导入视频】“文件”-“导入”-“视频帧到图层”。
选择录好的视频。
5.【选择视频出入点】拖动视频进度条下面黑色形状的控制点。
设置导入视频的范围6. 【画布设置】如果导入的视频放置方向不对。
“图像”-“图像旋转”来调整画布的方向8.【图层窗口】导入的视频帧在图层面板以图层的方式显示,带“眼睛”图标的图层代表可见图层。
层级关系是上层图层覆盖下层图层的显示区域。
(重要:点选相应图层,才能选取编辑该图层的内容!)9.【选框工具】左键长按“选框工具”可选择选框形状,这里我们是抠小球。
江苏省南京市高中物理第五章曲线运动5.2平抛运动习题课学案(无答案)新人教版必修2(new)
5.2 平抛运动习题课【课程标准】会用运动合成与分解的方法分析抛体运动 【学习目标】1、 通过分析、交流和讨论,学生解决平抛运动的思路和方法2、 通过对落点是斜面上的平抛运动的分析、交流,学生知道分析方法【学习过程】例1、物体以v 0的速度水平抛出,当其竖直分位移与水平分位移大小相等时,下列说法中正确的是 ( )A .竖直分速度与水平分速度大小相等B .瞬时速度的大小为0v 5C .运动时间为g v /20D .运动位移的大小为g v /222例2、在同一平台上的O 点抛出的3个物体,作平抛运动的轨迹如图6所示,则3个物体作平间A t 、B t 、抛运动的初速度A V 、B V 、C V 的关系和3个物体平抛运动的时C t 的关系分别是( )A .A V >B V >C V , A t >B t >C t B .A V =B V =C V ,A t =Bt =C tC .A V <B V <C V ,A t >B t >C tD .A V >B V >C V ,A t <B t <C t例3、飞机以150m/s 的速度水平匀速飞行,某时刻让A 球自机内落出,相隔1s 又让B 球落出,不计空气阻力,在以后运动中(两球均在空中)关于A 球和B 球的位置关系,以下叙述中正确的是( )A 、A 球在B 球的前下方 B 、A 球在B 球的后下方C 、A 球在B 球的正下方离B 球5m 处D 、以上说法均不正确例4、某同学站在斜坡顶端以速度5 m/s 水平抛出一小球,小球恰好落在坡底,抛出点和坡底的竖直高度差为20 m(不计空气阻力,重力加速度g 取10m/s 2).求: (1)小球在空中飞行的时间;(2)抛出点和坡底的水平距离;(3)小球落到坡底时的速度大小(结果可用根号表示).例5、如图所示,以10m/s的水平初速度v0抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角为30°的斜面上,求物体完成这段飞行的时间。
(新人教版)最新高中物理 第五章 曲线运动 3 实验:研究平抛运动学案 新人教版必修2【经典练习】
3 实验:研究平抛运动一、描绘平抛运动的轨迹 1.实验原理用描迹法(或喷水法或频闪照相法)得到物体平抛运动的轨迹. 2.实验器材斜槽、小球、方木板、图钉、刻度尺、铅垂线、铅笔、白纸、铁架台. 3.实验步骤(1)按图1甲所示安装实验装置,使斜槽末端水平(小球在斜槽末端恰好静止).图1(2)以水平槽末端端口上小球球心在木板上的投影点为坐标原点O ,过O 点画出竖直的y 轴和水平的x 轴.(3)使小球从斜槽上同一位置由静止滚下,把笔尖放在小球可能经过的位置上,如果小球运动中碰到笔尖,就用铅笔在该位置画上一点.用同样方法,在小球运动路线上描下若干点. (4)将白纸从木板上取下,从O 点开始通过画出的若干点描出一条平滑的曲线,如图乙所示. 4.注意事项(1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平(将小球放在斜槽末端水平部分,若小球静止,则斜槽末端水平).(2)方木板必须处于竖直平面内,固定时要用铅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由静止释放.(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,以使小球做平抛运动的轨迹由白纸的左上角一直到达右下角为宜.二、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 1.数据处理 方法一 公式法(1)原理:若平抛运动的轨迹是抛物线,则当以抛出点为坐标原点,建立直角坐标系后,轨迹上各点的坐标应具有y =ax 2的关系,而且同一轨迹a 是一个特定的值. (2)验证方法用刻度尺测量几个点的x 、y 坐标,分别代入y =ax 2中求出常量a ,看计算得到的a 值在误差允许的范围内是否是一个常数. 方法二 图象法建立y -x 2坐标系,根据所测量的各个点的x 、y 坐标值分别得到对应的y 值和x 2值,在y -x 2坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上,并求出该直线的斜率即为a 值.2.计算初速度在小球平抛运动轨迹上任取一点,用刻度尺(三角板)测出它们的坐标(x ,y ),利用公式y =12gt 2和x =v 0t ,求出小球做平抛运动的初速度v 0(g 已知),多求几个点,然后求出v 0的平均值.一、平抛运动的原理与实验操作例1 (2017·浙江4月选考科目考试)在“研究平抛运动”实验中.(1)图2是横挡条卡住平抛小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法,坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________.图2A.球心B.球的上端C.球的下端在此实验中,下列说法正确的是________.A.斜槽轨道必须光滑B.记录的点应适当多一些C.用光滑曲线把所有的点连接起来D.y轴的方向根据重锤线确定(2)图3是利用图2装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作错误的是________.图3A.释放小球时初速度不为0B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不水平(3)图4是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其中正确的是________.图4答案(1)B BD (2)C (3)B1.为保证小球做平抛运动,必须使斜槽的末端水平.2.为保证小球每次平抛的初速度相同,必须让小球从同一位置由静止释放,如果用细水柱显示轨迹,必须保证管口处的压强不变. 二、计算平抛运动的初速度计算平抛运动的初速度可以分为两种情况 (1)平抛轨迹完整(即含有抛出点)在轨迹上任取一点,测出该点离坐标原点的水平位移x 及竖直位移y ,就可求出初速度v 0. 因x =v 0t ,y =12gt 2,故v 0=xg 2y. (2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)在轨迹上任取三点A 、B 、C (如图5所示),使A 、B 间及B 、C 间的水平距离相等,由平抛运动的规律可知A 、B 间与B 、C 间所用时间相等,设为t ,则 Δh =h BC -h AB =gt 2t =h BC -h ABg所以初速度v 0=x t=xg h BC -h AB.图5例2 某同学在做“研究平抛运动”实验时得到了如图6所示的运动轨迹,a 、b 、c 三点的位置在运动轨迹上已标出,则:图6(1)小球平抛的初速度为________m/s.(g 取10 m/s 2)(2)小球运动到b 点时速度大小v b =________,方向________. (3)小球抛出点的位置坐标x =________cm ,y =________cm.答案 (1)2 (2)2.5 m/s 与x 轴方向夹角为37° (3)-10 -1.25解析 (1)由平抛运动公式,在x 轴方向上x ab =v 0T ,在竖直方向上h bc -h ab =gT 2,代入数据解得T =0.1 s ,v 0=2 m/s. (2)小球经过b 点时竖直分速度v by =h ac 2T=1.5 m/s ,则v b =v 0 2+v by 2=2.5 m/s ,与x 轴方向的夹角为θ,tan θ=34,即θ=37°.(3)小球从开始运动到经过b 点时历时t b =v by g=0.15 s ,说明小球经过a 点时已经运动了t a =0.05 s ,所以小球抛出点的坐标x =-v 0t a =-10 cm ,y =-12gt a 2=-1.25 cm.【考点】研究平抛运动的基础性实验【题点】实验操作及用已知抛出点的轨迹求初速度根据平抛运动轨迹测定初速度时,不要随便把题目所提供的第一个记录点当成平抛运动的抛出点.可利用自由落体运动在竖直方向上连续相同时间内下落高度之比为1∶3∶5…的关系来判断第一个记录点是否为抛出点,若不是,只能由Δh =gT 2求出时间间隔. 三、创新实验设计例3 某同学设计了一个研究平抛运动的实验.实验装置示意图如图7甲所示,A 是一块平面木板,在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图中P 0P 0′、P 1P 1′、…),槽间距离均为d .把覆盖复写纸的白纸铺贴在平面硬板B 上.实验时依次将B 板插入A 板的各插槽中,每次让小球从斜轨道的同一位置由静止释放.每打完一点后,把B 板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d .实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点,如图乙所示.图7(1)实验前应对实验装置反复调节,直到________.每次让小球从同一位置由静止释放,是为了_____________________________________________________________________________. (2)每次将B 板向内侧平移距离d ,是为了________________________.(3)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹.答案见解析解析本实验把小球通过的水平相等位移(即槽间距离d),巧妙转化为题图中x轴上通过相同的位移(即向纸内侧平移距离d),而竖直方向确定的落点为竖直位置,因而可画出平抛运动的轨迹.(1)根据实验设计方案,实验前应对实验装置进行调节,使斜轨道末端切线水平,以保证小球飞出时的速度沿水平方向,小球做平抛运动.每次让小球从同一位置由静止释放的目的是使小球每次做平抛运动的初速度相同,轨迹相同.(2)每次将B板向内侧平移距离d是为了保持记录纸上每两点之间的水平距离相同.(3)如图所示(注意要用平滑的曲线连接).【考点】研究平抛运动的创新性实验【题点】研究平抛运动的创新性实验1.本实验中,把小球的平抛运动的轨迹由纸面内转换到垂直纸面的平面内.2.B板每向右平移距离d,同时向纸面内侧平移距离d,使转换具有等效性.1.(实验方案的设计)(2018·浙江省名校新高考研究联盟第二次联考)在探究平抛运动的规律时,可以选用如图8所示的各种装置图,则以下操作合理的是( )图8A.选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时,可多次改变小球距地面的高度,但必须控制每次打击的力度不变B.选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹,竖直管上端A一定要低于水面C.选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹,每次不一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球D.选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹,要以槽口的端点为原点建立坐标系答案 B解析要根据自由落体运动比较平抛运动竖直方向上的运动性质,与水平方向上的运动无关,而击打力度只影响水平方向上的速度,所以不需要控制每次的击打力度,A错误;A管内与大气相通,为外界大气压强,A管在水面下保证A管上出口处的压强为大气压强,因而另一出水管的上端口处压强与A管上出口处的压强有恒定的压强差,保证另一出水管出水压强恒定,从而出水速度恒定,B正确;选用装置图丙要获得钢球的平抛轨迹,每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球,这样才能保证初速度相同,故C错误;建立坐标系时,以斜槽末端端口上方小球球心在木板上的投影点为坐标原点,D错误.2.(初速度的计算)(2018·浙江4月选考科目考试)图9是小球做平抛运动的频闪照片,其上覆盖了一张透明方格纸.已知方格纸每小格的边长均为0.80 cm.由图可知小球的初速度大小为________ m/s(g=10 m/s2,结果保留两位有效数字).图9答案0.70(0.66~0.74均可)解析方法一水平方向做匀速直线运动,相邻两点间水平位移3.5l=v0T竖直方向Δy=y2-y1=2l=gT 2将l=0.8×10-2 m代入可得:v0=0.70 m/s方法二四个位置间的竖直分位移之比为1∶3∶5,故可知第一个球的位置为抛出点.由l=12gt2 ,3.5l=v0t,将l=0.8×10-2 m代入可得:v0=0.70 m/s.3.(实验操作及速度的计算)如图10所示,在“研究平抛运动”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:图10A .让小球多次从________释放,在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置,如图中a 、b 、c 、d 所示.B .安装好器材,注意________,记下平抛初位置O 点和过O 点的水平线与竖直线.C .取下方格纸,以O 为原点,以水平线为x 轴,竖直线为y 轴建立直角坐标系,用平滑曲线画出小球做平抛运动的轨迹.(1)完成上述步骤,将正确的答案填在横线上. (2)上述实验步骤的合理顺序是____________.(3)已知图中小方格的边长L =1.25 cm ,则小球平抛的初速度为v 0=________(用L 、g 表示),其值是________.(取g =9.8 m/s 2) (4)b 点的速度v b =________.(用L 、g 表示) 答案 (1)同一位置静止 斜槽末端切线水平 (2)BAC (3)2Lg 0.7 m/s (4)52Lg解析 (1)这种方法,需让小球重复同一个平抛运动多次,才能记录出小球的一系列位置,故必须让小球每次由同一位置静止释放.斜槽末端切线水平,小球才会做平抛运动. (3)由Δy =gT 2得相邻两点之间的时间间隔T =L g ,所以小球的初速度v 0=2LT=2Lg ,代入数据得v 0=0.7 m/s. (4)v by =3L 2T =3Lg2,由v b =v by2+v 0 2得v b =9Lg 4+4Lg =52Lg . 【考点】研究平抛运动的基础性实验【题点】实验操作及用未知抛出点的轨迹求初速度1.利用如图1所示的装置研究平抛运动的特点,让小球多次沿同一轨迹运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹,为了能较准确地描绘运动轨迹,下面说法不正确的是( )图1A .通过调节使斜槽的末端保持水平B .每次释放小球的位置必须不同C .每次必须在斜槽上的同一位置由静止释放小球D .小球运动时不应与木板上的白纸(或坐标纸)相接触 答案 B解析 要使小球做平抛运动,斜槽轨道末端必须水平,A 正确.要使小球每次抛出的初速度相等,释放小球时必须在斜槽上同一位置由静止释放,B 错误,C 正确.小球离开轨道后,仅受重力作用,不能有摩擦,D 正确. 【考点】研究平抛运动的基础性实验 【题点】实验操作、注意事项和误差分析2.在“研究平抛运动”的实验中,为了求小球做平抛运动的初速度,需直接测的数据有(重力加速度g 已知)( ) ①小球开始滚下的高度 ②小球在空中飞行的时间 ③运动轨迹上某点P 的水平坐标 ④运动轨迹上某点P 的竖直坐标 A .①② B.②③ C.③④ D.①④ 答案 C解析 由平抛运动规律,竖直方向y =12gt 2,水平方向x =v 0t ,因此v 0=xg2y,可见只要测得轨迹上某点P 的水平坐标x 和竖直坐标y ,就可求出初速度v 0,故C 项正确. 【考点】研究平抛运动的基础性实验【题点】实验操作、注意事项和误差分析3.如图2所示,在粗糙水平桌面上用练习本做成一个斜面,使小钢球从斜面上某一位置滚下,钢球沿桌面飞出后做平抛运动.用刻度尺测出下列哪一组数据可以求出钢球离开水平桌面时的速度(重力加速度为g)( )图2A.钢球在练习本上滚下的距离、钢球释放点离桌面的高度B.水平桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离C.钢球释放点离桌面的高度、钢球在水平桌面上运动的距离D.钢球释放点离桌面的高度、钢球落地点与桌边的水平距离答案 B解析钢球沿桌面飞出后做平抛运动,根据平抛运动规律得y=12gt2,x=v0t,联立解得v0=x g2y,故要求出钢球离开水平桌面时的速度,需测量水平桌面的高度y、钢球落地点与桌边的水平距离x,B项正确.【考点】研究平抛运动的基础性实验【题点】实验原理4.两个同学根据不同的实验条件,进行了“研究平抛运动”的实验:图3(1)甲同学采用如图3甲所示的装置.用小锤击打弹性金属片,使A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤击打的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明_________________________________________________.(2)乙同学采用如图乙所示的装置.两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端可看做与光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等,现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出.实验可观察到的现象应是________________________.仅仅改变弧形轨道M 的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明__________________.答案(1)做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动(2)P球击中Q球做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动解析(1)通过对照实验,说明两球具有等时性,由此说明做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动.(2)两球在水平轨道上相遇,水平方向运动情况相同,说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动.5.如图4甲是研究平抛运动的实验装置图,图乙是实验后在白纸上作的图.图4(1)在图甲上标出O点及Ox、Oy轴,并说明这两条坐标轴是如何作出的.(2)固定斜槽轨道时应注意使____________________________________________________.(3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹,实验中应注意________________________________________________________________________.(4)计算小球平抛初速度的公式v0=________,根据图乙给出的数据,可计算出v0=____ m/s.(g取9.8 m/s2)答案(1)见解析(2)轨道末端切线沿水平方向(3)使小球每次都从同一位置无初速度滚下(4)x g2y1.6解析(1)如图所示,斜槽末端小球球心在白纸上的投影为O点,从O点开始作平行于铅垂线向下的直线为Oy轴,再垂直于Oy作Ox轴.(2)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向,应调整斜槽使轨道末端切线沿水平方向.(3)为了保证小球每次做平抛运动的轨迹一致,要求它的初速度相同,故每次都让小球从斜槽的同一位置无初速度滚下.(4)由于x =v 0t ,y =12gt 2,故初速度v 0=x g 2y,根据题图乙给出的数据,可计算出v 0=1.6 m/s.【考点】研究平抛运动的基础性实验【题点】实验操作及用已知抛出点的轨迹求初速度6.甲同学在做“测量平抛运动的初速度”的课题研究时,得到如图5所示一小球做平抛运动的频闪照片的一部分,图中每个方格边长为5 cm ,g 取10 m/s 2,则频闪频率是______ Hz ,小球做平抛运动的初速度v 0=______ m/s.图5答案 10 2解析 因为x AB =x BC ,所以t AB =t BC ,在竖直方向上,由Δy =gT 2得(7×0.05-5×0.05) m=10 m/s 2·T 2,解得T =0.1 s ,故频闪频率为10 Hz. 水平速度v 0=x T =4×0.050.1m/s =2 m/s. 【考点】研究平抛运动的基础性实验 【题点】实验操作及用未知抛出点的轨迹求初速度。
人教版高一物理必修二5.3第五章 《实验:研究平抛运动》教学教案设计 无答案
实验:研究平抛运动知识回顾:1、平抛运动:以一定的初速度将物体抛出,如果物体只受重力的作用,物体所做的运动叫做抛体运动。
如果速度是沿水平的,这个运动叫做平抛运动。
2、平抛运动的性质:做平抛运动的物体只受到重力的作用,其加速度恒为g,又因重力与速度不在同一条直线上,所以平抛运动的性质是匀变速曲线运动。
3、平抛运动的处理方法:平抛运动是一种曲线运动,研究平抛运动时可以将平抛运动分解为:水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动两个分运动自主探究:常见的几种获取平抛运动轨迹的方法(参考教材第14页)(1)利用实验室的斜面小槽等器材装配如图所示的装置.钢球从斜槽上滚下,冲过水平槽飞出后做平抛运动.每次都使钢球在斜槽上的同一位置位置滚下,钢球在空中做平抛运动的轨迹就是一定的.设法用铅笔描出小球经过的位置.通过多次实验,在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置,连起来就得到钢球做平抛的轨迹.怎样找出小球在运动过程中所经过的位置呢?.(2)如图,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,且水平端加接一段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.设法把它描在背后的纸上就能进行分析处理了.插入瓶中的另一根细管的作用,是从喷嘴射出的水流速度.这是因为该管上端与空气相通,A处水的压强始终等于大气压,不受瓶内水面高低的影响.因此,在水面降到A处以前的一段时间内,可以得到的细水柱.(3)用数码相机或数码摄像机记录平抛运动的轨迹.可以用它拍摄小球从水平桌面飞出后做平抛运动的几张连续照片.如果用数学课上画函数图象的方格黑板做背景,就可以根据照片上小球的位置在方格纸上画出小球的轨迹.实验:研究平抛运动一、实验目的1.用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。
2.从实验轨迹求平抛物体的初速度二、实验原理1、描点法描绘平抛运动的轨迹,利用实验器材描出物体做平抛运动时轨迹上的几个点,把这些点用平滑的曲线连接起来,就是平抛物体的轨迹。
高中物理人教版必修2第五章5.3实验:研究平抛运动导学案设计(无答案)
§5.3 实验:研究平抛运动1.描绘平抛运动的轨迹常用的有以下几种方法:(1)利用实验室的斜面小槽等器材.钢球从斜槽上滚下,冲过水平槽飞出后做__________运动,每次钢球都应从斜槽上的____________滚下.用铅笔描出小球经过的________.通过多次实验,在竖直白纸上记录钢球所经过的________,连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹.(2)用细水柱显示平抛运动的轨迹.水从________的管口喷出,在空中形成弯曲的细水柱,设法把细水柱所显示的________运动的轨迹描在纸上.(3)用数码照相机或数码摄像机记录平抛运动的轨迹.2.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线的方法:用刻度尺测量某点的x、y两个坐标,代入________,求出a的数值,再选取其他的点,进一步求a的______,若求得的结果相同,则说明平抛运动的轨迹是__________.3.利用描迹法描出小球的运动轨迹,建立坐标系,测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y,根据公式:x=__________和y=________,就可求得v0=xg2y,即为小球做平抛运动的初速度.4.在做“研究平抛运动”的实验时,可以通过描点法画出小球的平抛运动轨迹,并求出平抛运动的初速度.实验装置如图1所示.图1(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上,实验前要检查木板是否水平,请简述你的检查方法:____________________________________.(2)关于这个实验,以下说法正确的是( )A.小球释放的初始位置越高越好B.每次小球要从同一高度由静止释放C.实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖直线是否竖直D.小球的平抛运动要靠近但不接触木板四、【课堂导学】一、仪器的选择及操作典例1 在做“研究平抛运动”实验时,(1)除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是________.A.游标卡尺B.秒表C.坐标纸D.天平E.弹簧秤F.重垂线迁移应用1实验中,下列说法正确的是________.A.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C.斜槽轨道末端可以不水平D.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E.为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把所有的点连接起来二、实验中的注意事项典例2在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:A.让小球多次从__________________位置滚下,记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置.B.按图2安装好器材,注意____________________________________,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线.图2C.取下白纸,以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹.完成上述步骤,将正确的答案填在横线上.迁移应用2在用斜槽轨道做“研究平抛运动的规律”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹.为了能够较准确地描出其运动轨迹,下面列出了一些操作要求,其中正确的是( )A.通过调节斜槽使其末端切线水平B.每次释放小球的位置可以不同C.每次必须由静止释放小球D.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触五、【本课小结】在解决平抛运动的问题时,将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,时间相同是两分运动联系的桥梁。
人教版高中物理必修2第五章 曲线运动3. 实验:研究平抛运动导学案
2015~2016学年下学期物理必修二导学案编号:4 使用时间:2.26编制:- 1 -7 §5、3实验:研究平抛运动【学习目标】1、知道常见的几种获取平抛运动轨迹的方法;2、掌握判断平抛运动的轨迹是不是抛物线方法;3、会根据平抛运动的轨迹计算平抛物体的初速度;【重点难点】由实验理论分析探究平抛运动轨迹、初速度。
【知识链接】1、平抛运动的定义:;2、条件:;3、特点:;【学习过程】一、常见的几种获取平抛运动轨迹的方法:阅读课本P14参考案例,简要写出这三个获得轨迹的办法,并且分组讨论其优缺点和可行性。
二、实验原理(以教科书“参考案例1”为案例)物体的平抛运动可以看做是两个方向的分运动的合成。
一个是水平方向的运动,另一个是竖直方向的运动。
在竖直放置的木板上固定坐标纸,让小球做平抛运动,描出小球的运动轨迹;装置如图所示。
选定斜槽末端球心所在的点为坐标原点,初速度的方向为轴的正方向,以竖直向下为轴的正方向建立直角坐标系,测出轨迹曲线上某一点的坐标(x,y ),根据两个分运动的特点,利用公式,求出小球的飞行时间。
再利用公式,求出小球的水平分速度,即为小球做平抛运动的初速度,v 0= (用x 、y 等量表示。
三、实验器材斜槽轨道、小球、木板、白纸、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等.四、实验步骤1. 安装斜槽轨道,使其末端保持水平;检查斜槽末端部分是否水平的方第五章新授课听得懂会做题想明白讲清楚能命题 - 2 -7 一题多解一题多变多题一解法。
2. 固定木板上的坐标纸,使木板保持竖直状态,小球的运动轨迹与板面平行,坐标纸方格横线呈水平方向;检验坐标纸是否竖直的方法:。
3. 建立直角坐标系xoy :以小球做平抛运动的起点0为坐标原点,从坐标原点0画出竖直向下的y 轴和水平向右的x 轴。
确定坐标原点O 的方法是:4.让小球由斜槽的某一固定位置自由滚下,由0点开始做平抛运动。
先用眼睛粗略地估计小球在某一x 值处(如x=1 cm或2 cm等的y 值,然后用铅笔尖指着这个位置,让小球从原释放处开始滚下,看是否与铅笔尖相碰,如此重复数次,较准确地确定小球通过的这个位置,并在坐标纸上记下这一点。
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5.3 实验:研究平抛运动
【学习目标】
1、知道平抛运动的条件及相应的控制方法。
2、知道用实验获得平抛轨迹的方法。
3、知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法。
知道测量初速度时需要测量的物理量。
会推导平抛初速度的表达式,会计算平抛运动的初速度。
4、经历平抛运动的研究过程,体会科学研究的方法。
【实验目的】
1、描绘平抛运动的轨迹;
2、探究轨迹的性质;
3、计算平抛运动的初速度
【实验原理】
思考:如何从实验中获得平抛运动的轨迹?如何验证实验所得的轨迹图是抛物线?如何计算平抛运动的初速度:
【实验过程】
1.平抛运动实验器的安装。
(1)将平抛运动实验器置于桌面,装好平抛轨道,使轨道的抛射段处于水平位置。
调节调平螺丝,观察重垂线或气泡水准,使面板处于竖直平面内,卡好定位板,装置如图所示。
(2)将描迹记录纸衬垫一张复写纸或打字蜡纸,紧贴记录面板用压纸板固定在面板上,使横坐标x轴在水平方向上,纵坐标y轴沿竖直方向向下(若用白纸,可事先用铅笔在纸上画出x、y坐标轴线),并注意使坐标原点的位置在平抛物体(钢球)的质心(即球心)离开轨道处。
(3)把接球挡板拉到最上方一格的位置。
2.将定位板定在某一位置固定好。
钢球紧靠定位板释放,球沿轨道向下运动,以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出。
3.下落的钢球打在向面板倾斜的接球挡板上,同时在面板上留下一个印迹点。
4.再将接球挡板向下拉一格,重复上述操作方法,打出第二个印迹点,如此继续下拉接球挡板,直至最低点,即可得到平抛的钢球下落时的一系列迹点。
5.变更定位板的位置,即可改变钢球平抛的初速度,按上述实验操作方法,便可打出另一系
列迹点。
6.取下记录纸,将各次实验所记录的点分别用平滑曲线连接起来。
即可得到以不同的初速度做平抛运动的轨迹图线。
又通过公式y=(1/2)gt2和S=V0t可求出它们的初速度。
【注意事项】
1.为了保证实验精度,必须保证记录面板处于竖直平面内,使平抛轨道的平面靠近板面。
2.安放记录纸时,要使坐标原点与抛体的抛出点重合,这样才能正确地确定抛体运动轨迹的起始点,从而确定轨迹上任意点的x、y坐标。
例1、在探究平抛运动的规律时,我们首先可由实验得到平抛运动在竖直方向上的运动特点是自由落体运动。
请问,你能否根据实验得到的平抛运动的轨迹曲线,分析得出平抛运动在竖直方向上的运动有何规律?
例2、在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨Array迹,实验简要步骤如下:
A.让小球多次从位置上滚下,在一张印有小方格的纸记下小球碰
到铅笔笔尖的一系列位置,如图中a、b、c、d所示。
B.按图安装好器材,注意,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线。
C.取下白纸,以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运
动物体的轨迹。
⑴完成上述步骤,将正确的答案填在横线上。
⑵上述实验步骤的合理顺序是。
⑶已知图中小方格的边长L=1.25cm,则小球平抛的初速度为v0=(用L、g表示),
其值是。
(取g=9.8m/s2)
乙
B D 甲
例3、如图1所示是研究平抛运动的实验装置简图,图是实验后白纸上的轨迹图。
⑴说明图中的两条坐标轴是如何作出的。
⑵说明判断槽口的切线是否水平的方法。
⑶实验过程中需要经多次释放小球才能描绘出小球运动的轨迹,进行这一步骤时应注意什么?
例4、图甲是研究平抛运动的实验装置示意图,小球从斜面上一定高度处从静止释放,经过一段水平轨道后落
下。
图乙是实验后在白纸上描出的轨迹和所测数据: (1)请在图甲中的白纸ABCD 上标出小球平抛运动的起始点O ,并画出 Ox 、
Oy 轴。
(2)在实验中,需要小球重复运动。
每次都使小球从同一位置开始运动的原因是
_________________. (3)根据图乙中数据,可以算出此平抛运动的初速度v 0= m/s 。
图2
图1。