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1、3實驗：研究平拋運動,第五章曲線運動,學習目標 1.學會用實驗的方法描繪平拋運動的軌跡. 2.會判斷平拋運動的軌跡是不是拋物線. 3.會根據(jù)平拋運動的軌跡計算平拋運動的初速度. 4.掌握描跡法、頻閃照相法等探究實驗的常用方法.,內(nèi)容索引,,題型演練 學以致用 實訓演練,達標檢測 檢測評價 達標過關(guān),技能儲備 明確原理 提煉方法,技能儲備,一、描繪平拋運動的軌跡 1.實驗原理 用 法(或噴水法或 法)得到物體做平拋運動的軌跡. 2.實驗器材(以斜槽軌道實驗為例) 斜槽、小球、 、圖釘、 、鉛垂線、鉛筆、坐標紙、鐵架臺.,描跡,頻閃照相,方木板,刻度尺,3.實驗步驟 (1)
2、按圖1甲所示安裝實驗裝置，使斜槽末端水平(小球在斜槽末端點恰好靜止).,圖1,(2)固定木板上的坐標紙，使木板保持豎直狀態(tài)，小球的運動軌跡與板面平行，坐標紙方格橫線呈水平方向. (3)以斜槽水平末端端口上小球球心在木板上的投影點為坐標原點O，過O點畫出豎直的y軸和水平的x軸.,(4)使小球從斜槽上 位置由靜止?jié)L下，把筆尖放在小球可能經(jīng)過的位置上，如果小球運動中碰到筆尖，就用鉛筆在該位置畫上一點.用同樣方法，在小球運動路線上描下若干點. (5)將坐標紙從木板上取下，從O點開始通過畫出的若干點描出一條_____ 的曲線，如圖乙所示.,同一,平滑,4.注意事項 (1)實驗中必須調(diào)整斜槽末端的切線
3、 (將小球放在斜槽末端水平部分，若小球靜止，則斜槽末端水平). (2)方木板必須處于 平面內(nèi)，固定時要用鉛垂線檢查坐標紙豎線是否 . (3)小球每次必須從斜槽上 位置由靜止釋放. (4)坐標原點不是槽口的端點，應是小球出槽口時球心在木板上的投影點. (5)小球開始滾下的位置高度要適中，以使小球做平拋運動的軌跡由坐標紙的左上角一直到達右下角為宜.,水平,豎直,豎直,同一,二、數(shù)據(jù)處理 1.判斷平拋運動的軌跡是不是拋物線 方法一公式法 (1)原理：若平拋運動的軌跡是拋物線，則當以拋出點為坐標原點，建立直角坐標系后，軌跡上各點的坐標應具有y 的關(guān)系，而且同一軌跡a是一個確定的值. (
4、2)驗證方法 用刻度尺測量幾個點的x、y兩個坐標，分別代入yax2中求出常量a，看計算得到的a值在誤差允許的范圍內(nèi)是否是一個常數(shù).,ax2,方法二圖象法 建立yx2坐標系，根據(jù)所測量的各個點的x、y坐標值分別計算出對應的y值和x2值，在yx2坐標系中描點，連接各點看是否在一條直線上，并求出該直線的斜率即為a值. 2.計算初速度 在小球平拋運動軌跡上任取一點，用刻度尺測出它的坐標(x，y)，利用 公式y(tǒng) 和x ，求出小球做平拋運動的初速度v0(g已知)，多求幾個點然后求出v0的平均值.,v0t,題型演練,,例1在“研究平拋運動”實驗中. (1)圖2是橫擋條卡住平拋小球，用鉛筆標注小球最高點，
5、確定平拋運動軌跡的方法，坐標原點應選小球在斜槽末端點時的_____. A.球心 B.球的上端 C.球的下端,答案,一、平拋運動實驗的原理與實驗操作,圖2,,在此實驗中，下列說法正確的是_____. A.斜槽軌道必須光滑 B.記錄的點應適當多一些 C.用光滑曲線把所有的點連接起來 D.y軸的方向根據(jù)重錘線確定,答案,,,(2)圖3是利用圖2裝置拍攝小球做平拋運動的頻閃照片，由照片可判斷實驗操作錯誤的是_____. A.釋放小球時初速度不為0 B.釋放小球的初始位置不同 C.斜槽末端切線不水平,答案,圖3,,(3)下圖是利用穩(wěn)定的細水柱顯示平拋運動軌跡的裝置，其中正確的是,答案,,1.為保證小球做
6、平拋運動，必須使斜槽的末端水平. 2.為保證小球每次平拋的初速度相同，必須讓小球從同一位置由靜止釋放.,,計算平拋運動的初速度可以分為兩種情況 (1)平拋軌跡完整(即含有拋出點) 在軌跡上任取一點，測出該點離坐標原點的水平位移x及豎直位移y，就可求出初速度v0.,二、計算平拋運動的初速度,(2)平拋軌跡殘缺(即無拋出點) 在軌跡上任取三點A、B、C(如圖4所示)，使A、B間及B、C間的水平距離相等，由平拋運動的規(guī)律可知A、B間與B、C間所用時間相等，設(shè)為t，則 hhBChABgt2,圖4,解析由平拋運動公式，在x軸方向上xabv0T，在豎直方向上hbchabgT2，代入數(shù)據(jù)解得T0.1 s，v
7、02 m/s.,例2某同學在做“研究平拋運動”實驗時得到了如圖5所示的運動軌跡，a、b、c三點的位置在運動軌跡上已標出，則：,圖5,2,答案,解析,(1)小球平拋的初速度為____m/s.(g取10 m/s2),(2)小球運動到b點時速度大小vb_______，方向___________________.,2.5 m/s,答案,解析,與x軸方向夾角為37,(3)小球拋出點的位置坐標x_____cm，y______cm.,10,答案,解析,1.25,根據(jù)平拋運動軌跡測定初速度時，不要隨便把題目所提供的第一個記錄點當成平拋運動的拋出點.可利用自由落體運動在豎直方向上連續(xù)相同時間內(nèi)下落高度之比為13
8、5的關(guān)系來判斷第一個記錄點是否為拋出點，若不是，只能由hgT2求出時間間隔.,,例3某同學設(shè)計了一個研究平拋運動的實驗.實驗裝置示意圖如圖6甲所示，A是一塊平面木板，在其上等間隔地開鑿出一組平行的插槽(圖中P0P0、P1P1、)，槽間距離均為d.把覆蓋復寫紙的白紙鋪貼在平面硬板B上.實驗時依次將B板插入A板的各插槽中，每次讓小球從斜軌道的同一位置由靜止釋放.每打完一點后，把B板插入后 一槽中并同時向紙面內(nèi)側(cè)平移距 離d.實驗得到小球在白紙上打下 的若干痕跡點，如圖乙所示.,三、創(chuàng)新實驗設(shè)計,圖6,(1)實驗前應對實驗裝置反復調(diào)節(jié)，直到________.每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了__
9、___________________________.,答案見解析,答案,解析,解析本實驗把小球通過的水平相等位移(即槽間距離d)，巧妙轉(zhuǎn)化為題圖中x軸上通過相同的位移(即向紙內(nèi)側(cè)平移距離d)，而豎直方向確定的落點為豎直位置，因而可畫出平拋運動的軌跡. 根據(jù)實驗設(shè)計方案，實驗前應對實驗裝置進行調(diào)節(jié)，使斜軌道末端切線水平，以保證小球飛出時的速度沿水平方向，小球做平拋運動.每次讓小球從同一位置由靜止釋放的目的是使小球每次做平拋運動的初速度相同，軌跡相同.,解析每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d是為了保持記錄紙上每兩點之間的水平距離相同.,(2)每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d，是為了__________.,答
10、案見解析,答案,解析,解析如圖所示(注意要用平滑的曲線連接).,(3)在圖乙中繪出小球做平拋運動的軌跡.,答案見解析,答案,解析,1.本實驗中，把小球的平拋運動的軌跡由紙面內(nèi)轉(zhuǎn)換到垂直紙面的平面內(nèi). 2.B板每向右平移距離d，同時向紙面內(nèi)側(cè)平移距離d，使轉(zhuǎn)換具有等效性.,達標檢測,1.(實驗操作)(多選)在做“研究平拋運動”的實驗時，下列說法正確的是 A.安裝斜槽和木板時，一定要注意木板是否豎直 B.安裝斜槽和木板時，只需注意小球不和木板發(fā)生摩擦 C.每次實驗都要把小球從同一位置由靜止釋放 D.實驗的目的是描繪出小球的運動軌跡，分析平拋運動的規(guī)律,解析安裝斜槽和木板時，必須使斜槽末端切線水平，
11、使木板豎直，以確保小球水平飛出和正確畫出小球的運動軌跡，A正確，B錯誤； 小球每次從斜槽上的同一位置由靜止開始滾下，可保證小球初速度不變，C正確； 由實驗目的可知，D正確.,,解析,答案,,,1,2,3,2.(實驗方案設(shè)計)(多選)在探究平拋運動的規(guī)律時，可以選用如圖7所示的各種裝置圖，則以下操作合理的是 A.選用裝置圖甲研究平拋物體的豎直分 運動時，應該用眼睛看A、B兩球是否 同時落地 B.選用裝置圖乙并要獲得穩(wěn)定的細水柱 顯示出平拋運動的軌跡，豎直管上端A一定要低于水面 C.選用裝置圖丙并要獲得鋼球做平拋運動的軌跡，每次不一定從斜槽上同一 位置由靜止釋放鋼球 D.除上述裝置外，還可
12、以用數(shù)碼照相機每秒拍攝15幀鋼球做平拋運動的照片 以獲得平拋運動的軌跡,,解析,答案,,圖7,1,2,3,解析小球下落的速度很快，運動時間很短，用眼睛看很難準確判斷出小球落地的先后順序，應聽聲音，選項A錯誤； 豎直管的上端A應低于水面，這是因為豎直管與空氣相通，A處的壓強始終等于大氣壓強，不受瓶內(nèi)水面高低的影響，因此可以得到穩(wěn)定的細水柱，選項B正確； 只有每次從同一位置由靜止釋放鋼球，鋼球做平拋運動的初速度才相同，選項C錯誤； 獲得鋼球做平拋運動時每秒15幀的照片就等同于做平拋運動實驗時在方格紙上描點的方法，同樣可以獲得平拋運動的軌跡，選項D正確.,1,2,3,B.安裝好器材，注意_____
13、____________，記下平拋初位置O點和過O點的水平線與豎直線. C.取下方格紙，以O(shè)為原點，以水平線為x軸，豎直線為y軸建立直角坐標系，用平滑曲線畫出小球做平拋運動的軌跡. (1)完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上.,3.(實驗操作及速度的計算)如圖8所示，在“研究平拋運動”的實驗中，可以描繪出小球平拋運動的軌跡，實驗簡要步驟如下： A.讓小球多次從_____________釋放，在一張印有小方格的紙上記下小球經(jīng)過的一系列位置，如圖中a、b、c、d所示.,圖8,同一位置靜止,斜槽末端切線水平,答案,解析,1,2,3,解析這種方法，需讓小球重復同一個平拋運動多次，才能記錄出小球的一系列位置，故必須讓小球每次由同一位置靜止釋放.斜槽末端切線水平，小球才會做平拋運動.,1,2,3,(2)上述實驗步驟的合理順序是______. (3)已知圖中小方格的邊長L1.25 cm，則小球平拋的初速度為v0________(用L、g表示)，其值是_______.(取g9.8 m/s2),BAC,答案,解析,0.7 m/s,1,2,3,(4)b點的速度vb______.(用L、g表示),答案,解析,1,2,3,
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