【物理】2018届人教版第4章实验6　研究平抛运动教案 4页

实验6　研究平抛运动 ‎1．实验目的 ‎(1)用实验的方法描出平抛运动的轨迹．‎ ‎(2)用实验轨迹求解平抛物体的初速度．‎ ‎2．实验原理 使小球做平抛运动，利用描迹法描绘小球的运动轨迹，建立坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y，由公式：x＝v0t和y＝gt2，可得v0＝x.‎ ‎3．实验器材(以斜槽法为例)‎ 斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺．‎ ‎4．实验步骤(以斜面小槽法为例)‎ 图1‎ ‎(1)按实验原理图1所示安装实验装置，使斜槽末端水平．‎ ‎(2)以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点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点开始连接画出的若干点描出一条平滑的曲线．‎ ‎1．实验注意事项 ‎(1)固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，保证小球的初速度水平．‎ ‎(2)固定木板时，木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直．‎ ‎(3)小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放，为此，可在斜槽上某一位置固定一个挡板．‎ ‎(4)要在斜槽上适当高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨迹由木板左上角到达右下角，这样可以减小测量误差．‎ ‎(5)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．‎ ‎(6)计算小球的初速度时，应选距抛出点稍远一些的点为宜．以便于测量和计算．‎ ‎2．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 ‎(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，轨迹上各点的坐标具有y＝ax2的关系，且同一轨迹上a是一个特定的值．‎ ‎(2)验证方法 方法一：代入法 用刻度尺测量几个点的x、y坐标，分别代入y＝ax2中求出常数a，看计算得到的a值在误差范围内是否为一常数．‎ 方法二：图象法 建立yx2坐标系，根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应y值的x2值，在yx2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．‎ ‎3．计算平抛运动的初速度 ‎(1)平抛轨迹完整(即含有抛出点)‎ 在轨迹上任取一点，测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y，就可求出初速度v0.因x＝v0t，y＝gt2，故v0＝x.‎ 图2‎ ‎(2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)‎ 如图2所示，由轨迹上任取三点A、B、C，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＝hBC－hAB＝gt2‎ 所以t＝，所以初速度v0＝＝x.‎ ‎1．[实验原理及实验操作]在做研究平抛物体的运动的实验中，在调整斜槽时，必须使斜槽末端切线方向水平，这样做的目的是(　　)‎ A．为了使小球初速度每次都相同 B．为了使小球运动轨迹是抛物线 C．为了使小球飞出时，初速度方向水平 D．为了使小球在空中运动时间每次都相等 C　[小球平抛的初速度大小与释放点高度有关，运动轨迹是否是抛物线与斜槽末端的切线水平无关，小球在空中运动的时间主要由高度决定，故选项A、B、D错误；只有斜槽末端切线水平，才能保证小球离开槽口后做平抛运动．]‎ ‎2．[实验数据的处理]如图3甲所示是“研究平抛运动”的实验装置图．图乙是实验后记录的数据，其中O点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为________ m/s.‎ 图3‎ ‎【解析】　由平抛运动的规律知，在水平方向上小球做匀速直线运动，则x＝v0t①‎ 竖直方向上小球做自由落体运动，则y＝gt2②‎ 将其中一组数据如x＝32.0 cm，y＝19.6 cm代入①②式得v0＝1.6 m/s.‎ ‎【答案】　1.6‎