新人教版高中物理必修二 5.3 实验%3A研究平抛运动 课件 (共32张PPT)

二、数据处理
1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
如图所示,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
类型二、根据运动轨迹求初速度 例2 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5 cm，如果取g=10 m/s2，那么：
(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. 【解析】平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动
①把两个小铁珠分别吸在电磁铁C、D上，切断电源
，使两个小铁珠以相同的初速度分别从轨道A、B同 时射出.
②同步改变电磁铁C、D与轨道出口水平线之间的高
度，多次重复以上步骤. 我们看到两个小铁珠每次都发生相碰，因此可以得出 两个小铁珠在水平方向的运动是相同的，即平抛运动 在水平方向上的分运动是匀速直线运动.
二、实验原理
物体的平抛运动可以看作是两个分运动的合成：一个
是水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体运
动的初速度；另一个是竖直方向的自由落体运动.利用
有孔的卡片确定做平抛运动的小球运动时经过的若干
不同位置，然后描出运动轨迹，建立坐标系，测出曲
线上任一点的坐标x和y,利用公式
x
v0t
和y
1 2
g t 2，就
第5章 曲线运动
第3节 实验：研究平抛运动
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. 易错问题：误认为斜槽末端为抛出点.
基础知识梳理 一、实验目的 1.用描迹法描出平抛物体的运动轨迹； 2.根据运动轨迹求出平抛物体的初速度.
(4)坐标原点即小球平抛的起点不是槽口的端点,应是小 球在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. 2.误差分析 (1)安装斜槽时，其末端不水平. (2)小球做平抛运动受空气阻力影响，宜用密度大的金 属小球. (3)小球每次滚下的初位置不尽相同. (4)建立坐标系时,可能误将斜槽末端端口作为坐标原点.
直方向上是自由落体运动(
y
1 2
gt2
),分别计算出小球的初
速度v0,最后计算小球的初速度v0的平均值.
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.
三、研究平抛运动的其他方法 1.对比实验法 实验装置如图所示. (1)研究水平方向上的分运动的性质.
。2021年3月18日星期四2021/3/182021/3/182021/3/18
THE END 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/182021/3/18March 18, 2021
2.喷水法 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，加上一个很细的喷嘴. 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.将它描在背后的纸上，进行分析处理.
3.频闪照相法 频闪照相是指每隔一定时间对同一物体进行一次照相， 并将其位置呈现在同一张底片上的技术.它可以精确描述 物体的运动情况，如图所示.
【解析】做本实验必须使斜槽末端切线水平，使木板 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】ABCD
【点评】(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由静止滚下，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.
(2)研究竖直方向上的分运动的性质.
①把两个小铁珠分别吸在电磁铁C、E上，切断电磁
铁C的电源，使一只小铁珠从轨道A射出，并在射出
时碰撞开关S，使电磁铁E断电释放它吸着的小铁珠.
②调整它的位置，让电磁铁E从N向M移动，多次重 复以上步骤. 我们看到两个小铁珠每次都发生相碰，因此可以得 出两个小铁珠在竖直方向的运动是相同的，即平抛 运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动.
(53)0.05m
vBy
2T
2m/s
v0与vBy合成得B点速度大小为
v02 vB 2y 2.5m/s
【答案】(1)10 (2)1.5 (3)2.5
【点评】遇到根据平抛轨迹或平抛物体闪光照片 计算初速度时,要注意上方的点不一定是抛出点, 解决方法是在竖直方向列出Δy=aT2和水平方向列
出Δx=v0T求解.
核心要点突破 一、研究平抛运动时的注意事项和误差分析 1.注意事项 (1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平(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，看其是否有明显的运动倾向). (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由静止滚下.
17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/18
谢谢观看
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021 10:05:56 AM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/182021/3/182021/3/18Mar-2118-Mar-21 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/182021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
和竖直方向的自由落体运动.A、B、C三点水平间隔相
等，故相邻各点的时间间隔相等，设为T.
在竖直方向，Δh=gT2,
即(5-3)×0.05 m=gT2,
Hale Waihona Puke Baidu
解得T=0.1 s.
故闪光频率 f 1 10HZ
T
水平方向上有 3×0.05 m=v0T，
故水平分速度
0.15m v0 T 1.5m/s
竖直方向上B点速度为AC段竖直方向的平均速度
【解析】(1)实验示意图如图所示； (2)弹射器必须保持水平，以保证弹丸初速度沿水平方向 ； (3) 应测出弹丸下降的高度y和水平位移x，如图所示； (4)在不改变高度y的条件下进行多次实验测量水平位移x ，得出水平位移x的平均值 ，以减小误差；
(5)因为
y 1 gt2，
2
所以 t 2 y ， g
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.
2.计算平抛物体的初速度
(1)在轨迹曲线上任取几点(如A、B、C、D).
(2)用刻度尺和三角板分别测出所取点的坐标x和y.
(3)根据平抛运动水平方向上是匀速直线运动(x=v0t)及竖
类型三、实验的创新设计 例3 试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速 度的实验方法，提供的实验器材：弹射器（含弹丸， 见示意图）；铁架台（带有夹具）；米尺.
(1)画出实验示意图； (2)在安装弹射器时应注意：___________； (3)实验中需要测量的量为（并在示意图中用字母标出） _______________； (4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等， 在实验中采取的方法是_________； (5)计算公式：__________________.
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.描点：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,把笔尖放在粗略确 定的位置处,如果小球运动中碰到笔尖,用铅笔在该位置 记下这一点,用同样方法,在小球运动路线上描下若干点. 4.描绘平抛运动的轨迹:取下白纸,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.
又 x v0 t ,
故
v0
x t
x x 2y/ g
g 2y
【答案】见解析 【点评】根据平抛运动的规律及各分运动间的等时 性和独立性的特点，可以重新设计实验以达到探究 平抛运动规律的目的.
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021
可求出小球的水平分速度，即平抛物体的初速度.
三、实验器材 斜槽、白纸、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 将白纸用图钉钉在竖直的木板的左上角(如图所示)，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.
(1)通过对同一时刻两小球位置的对比可知，在任一个 相同时间内下落的位移是相等的，即平抛运动的竖直 分运动是自由落体运动. (2)测量相邻像间的水平距离，结果发现任意两个相邻 的像间水平距离相等，说明平抛运动在水平方向的分 运动是匀速直线运动.
课堂互动讲练 类型一、对器材的安装和实验操作的考查
例1 在做“研究平抛运动”实验时，下列说法正确的 是（ ） 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,要注意小球不和木板发生摩擦 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,分析平抛运动的 规律
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.