5.3实验：研究平抛运动ppt

（新教材做法） 描绘运动轨迹: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, 用铅笔在该位置画上一点,用同样的方法, 从同一位置释放小球,在小球运动路线上 描下若干点.
5、计算初速度：取下白纸，以O点为原点画出竖直向 下的y轴和水平向右的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。 在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点， 用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和y。 x 用公式x＝v0t和y＝gt2/2 计算出小球的初速度v0， 最后计算出v0的平均值。 并将有关数据记入表格内。
例1、如图所示，在《研究平抛运动》的 实验中，描绘得到的平抛物体的轨迹的一 部分，抛出点的位置没有记录，试根据图 中的数据求出平抛运动的初速度。 解析: 在轨迹上ABC三个点是水 A
平间距相等的，故有： 物体在AB段和BC段运动 的时间必相等，则有:
2 2 1
h1
h2
B
h h h gT
把小球放在槽口末端处，用铅笔记下这时球的 球心在坐标纸板上的水平投影点o，即为坐标原 点(槽口末端正上方R处)；再利用重锤线确定y 轴方向和与之垂直的x轴方向。
问题探究4：每次都是从同一高度由静止释放的原 因？
保证做平抛运动的初速度相等，描述的 是同一条轨迹。
实验注意事项:
(1)保证斜槽末端的切线必须水平。 (2)木板平面竖直且平行于小球平抛的轨道平 面，并使小球的运动靠近木板但不接触。 (3)坐标原点不在斜槽口的末端，应在槽口上 方小球球心处
a
解析：由平抛运动规律 Δy=gT
2=
x=v0 T
b c
l ∴ v0 = x/T=2l /T=
代入数字 得到
2 gl
l = 1.25cm=1/80 m
d
v0 =0.70m/s
例3．如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的 方法获得的相片的一部分,图中背景方格的边长为5cm ，g=10m/s2，则 1.5 （1）小球平抛的初速度vo= m/s （2）闪光频率f= 10 H2 （3）小球过A点的速率vA= 1.8 m/s 解：由自由落体运动规律， Δy=gt 2=2×0.05=0.1m ∴t=0.1s f=10Hz x=v0 t ∴ v0 =x/t=3 0.05/0.1=1.5m/s vBy =(y× 1+y 2)/2t = 8 v×0.05/0.2=2m/s = v –gt = 2-1 =1m/s
Ay By
A B
vA2 = vAy2 + v02 =1+2.25=3.25
vA=1.8m/s
C
方案一 ：描迹法
方案二 ： 径迹法
o
xLeabharlann Baidu
y
照相法 方案三 ：
用频闪照相机得到物体运动的轨迹 v0
实验
怎样得到平抛运动的轨迹?
方案一: 描迹法
实验器材：斜槽，铁架台，金属小球， 木板(附竖直固定支架)，有孔的卡片， 坐标纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。
实验仪器
方案一: 描迹法
实验器材：刻度尺
实验步骤:
1、安装调整斜槽：用图钉 把白纸钉在竖直板上，在木 板的左上角固定斜槽，并使 其末端的切线保持水平。
可用平衡法调整斜槽，即将 小球轻放在斜槽平直部分的 末端处，能使小球在平直轨 道上的任意位置静止，就表 明水平已调好。
2、调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调 整到竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖 直面平行且靠近,然后把重锤线方向记录到钉在 木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过 程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。
X1
h 4h 9h
O
A
X2
X3
X4
x
B
C
16h
D
y
思考：怎么判定o点就是平抛运动的起点
思考、如何判断平抛运动的轨迹是不 是抛物线？
O
A1 M1 M2 y3 M3 A2 A3 A4
x
y
M4
假设轨迹是一条抛物线，则轨迹上各点应满足 y=ax2 。测出轨迹上某点的坐标(x、y)，带入 y=ax2中求出a，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。
3、确定坐标原点O：把小 球放在槽口处，用铅笔记下 球在槽口时球心在白纸上的 水平投影点O，O即为坐标 原点。
4．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。 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。 保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下， 用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。
O
O′
实验注意事项:
(4)小球应在同一位置无初速自由释放；释放 的高度要适当，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； (5)实验过程中木板不能动 (6)要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计 算球的初速度，这样可使结果的误差较小。
思考：水平抛出的小球1s内、2s内、3s内… 。 的竖直位移之比是 1：4：9：16 …
2、怎样计算平抛物体的初速度？
平抛运动的两个分运动为： 水平方向上的匀速直线运动 竖直方向上的自由落体运动
g x v 0= =x 2y t
x v t 1 y gt 2
0
O
2
v0
x
P（x，y）
y
测出轨迹上某一点的坐 标(x、y)代入可求出v0
1、如何获得小球做平抛运动的轨迹？
y
几个问题的思考
问题探究1：如何检验斜槽末端部分是否 水平 ？ 若将小球放在斜槽末端水平轨道的任何位 置，小球都不滚动，则可以认为斜槽末端 水平。 问题与探究2：怎么判断木板面是否竖直?
重锤的吊线与平板的边线平行、与平板面平行； 使小球平抛的轨道平面与板面平行。
几个问题的思考
问题探究3：怎么确定坐标原点o，建立直角坐标系?
实验:研究平抛运动
实验目的：
(1)用实验方法描绘出平抛物体的运动轨迹；
(2)从实验轨迹求出平抛运动物体的初速度。
如何获得平抛运动的轨迹?
实验原理： 平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运 动： 一是水平方向的匀速直线运动。 另一个是竖直方向的自由落体运动。 1、令小球做平抛运动，利用描迹法描出 小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线， 建立坐标系。 测出曲线上的某一点的坐标x和y，
s v s T
0
C s
s
g h
实验
研究平抛运动的规律
例2、在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格 的纸记录轨迹，小方格的边长l＝1.25cm，若小球在平抛 运动中先后经过的几个位置如图中的 a、 b、 c、 d所示， 2 gl 则小球平抛的初速度的计算式为 v0＝＿＿＿＿＿ (用 l、 g 表示)，其值是 0.70m/s (g取9.8m／s2)．