1、word 格式整理参考资料 学习帮手 5.3 实验:研究平抛运动【学习目标】1. 能描出平抛运动的轨迹。2. 会判断平抛运动轨迹是抛物线3. 会计算平抛运动的初速度【自主学习】一描绘平抛运动轨迹。(介绍三种参考案例)1.利用实验室的斜面小槽等器材装配图 5.4-2 所示的装置。钢球从斜槽上滚下,冲过水平槽飞出后做 运动。每次都使钢球在斜槽上的 位置滚下,钢球在空中做 运动的轨迹就是 的。设法用铅笔描出小球 的位置。通过 次实验,在 上记录钢球所经过的多个位置,连起来就得到钢球做 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 5.4-3,倒装的饮料瓶内装着水,瓶塞内插着两根两端开口
2、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 ,它显示了 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 。这是因为该管上端与空气相通,A 处水的压强始终 大气压,不受瓶内 的影响。因此,在水面降到 A 处以前的很长一段时间内,都可以得到 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像的方格黑板做背景,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。二,研究平抛运动轨迹。1 判断平抛运动轨迹是否为抛物线(1)以 为坐标
3、原点, 为 y 轴, 为 x 轴,建立平面直角坐标系(2)如图 5.4-1 所示,在 x 轴上做出 的几个点A1、A2、A 3把线段 OA1的长度记为 L,那么 OA 2= 、OA 3= 由 A1、A 2、A 3向下作垂线,垂线与抛体轨迹的交点记为 M1、M 2、M 3(3)如果轨迹的确是抛物线,M 1、M 2、M 3各点的 y 坐标与 x 坐标间的关系应该具有 的形式( 是一个待定的常量)(4)用刻度尺测量某点的 两个坐标,代入 式中,求出常量 (5)测量其它几个点的 两个坐标,代入上式,看是否满足,如果在误差允许范围内满足,就说明该曲线为 。word 格式整理参考资料 学习帮手 2.计算平
4、抛物体的初速度以 为坐标原点, 为 y 轴, 为 x 轴,建立平面直角坐标系。(1)在轨迹曲线上任取几点(如 M1、M 2、M 3)(2)用刻度尺和三角板分别测出它们的 和 (3)根据平抛运动在竖直方向是 运动,由 y= 公式,计算出抛体下落到该点所用的时间 t= 。(4)根据平抛运动在水平方向是 运动,由 x = 公式,计算出小球的初速度 v0= 【合作与交流】1. 用描迹法探究平抛运动的规律时,下面是一些实验步骤:A.将钢球从斜槽上的某点释放,它离开槽后在空间做平抛运动,在小球运动可能经过的某处用铅笔试碰小球,然后在坐标纸上记下这一点.B.以斜槽末端作为平抛运动的起点 O,在坐标纸上标出
5、O 的位置.C.取下坐标纸,在坐标纸上画一条与竖直线 垂直的水平线 .yxD.用光滑曲线把记录小球通过的位置的若干点连接起来,就得到平抛运动的轨迹.由于测定各点时存在误差,所画的曲线可能不通过个别偏差大的点,但必须保持曲线光滑,不允许出现凹陷处.E.从斜槽上不同点释放小球,用步骤 A 的方法确定平抛轨迹上的其他点.F.在曲线上取 5 个点,用尺测出每个点在 x、y 坐标轴上的值,分别求出小球的初速度,然后取平均值就得到实验测出的初速度.G.在坐标纸上画出过 O 点向下的竖直线 Oy.H.将坐标纸用图钉钉在竖直的木板 5 上,在木板左上角的桌子上固定斜槽时,让小球从斜槽上滚下飞出后的轨道平面跟板
6、面平行.以上实验步骤中有错误或不足,需要修改的是 ,修改后按正确的顺序排列是 .需要修改的是 E、H .其中 E 应改为:将小球从斜槽的同一点释放;其中 H 应补充:调节斜槽的末端使其切线水平. 正确的顺序:H、B、G、A、E、C、D、F.2.在“研究平抛物体运动”的实验中,某同学记录了运动轨迹上三点 A、B、C,如图 57 所示,以 A 为坐标原点,建立坐标系,各点坐标值已在图中标出求:(1)小球平抛初速度大小;(2)小球做平抛运动的初始位置坐标3某同学设计了一个探究平抛运动特点的家庭实验装置,如图 5.4-4.在水平桌面上放置一个斜面,每次都让钢球从斜面上的同一位置滚下,滚过桌边后钢球便做
7、平抛运动。在钢球抛出后经过的地方水平放置一块木板(还有一个用来调节木板高度的支架,图中未画) ,木板上放一张白纸。桌子边缘钢球经过的地方挂一条铅垂线。已知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体相同,在此前提下,怎样探究钢球水平分速度的特点?请指出需要的word 格式整理参考资料 学习帮手 器材,说明实验步骤。4.某同学为了省去图 5.4-4 中的水平木板,把上一题中的实验方案做了改变。他把桌子搬到墙的附近,使从水平桌面上滚下的钢球能打在墙上,把白纸和复写纸附在墙上,记录钢球的落点。改变桌子和墙的距离,就可以得到多组数据。如果采用这种方案,应该怎样处理数据?【当堂检测】(单选)1研究平抛物体的
8、运动,在安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是( )A保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小B保证小球飞出时,初速度水平C保证小球在空中运动的时间每次都相等D保证小球运动的轨道是一条抛物线(多选)2在做“研究平抛物体运动”实验中,应采取下列哪些措施减小实验误差?A斜槽轨道末端切线必须水平 B斜槽轨道必须光滑C每次要平衡摩擦力 D小球每次应从斜槽同一高度释放3研究平抛运动在竖直方向的运动规律实验装置如图所示,下列说法在正确的是( )(多选)A A 球的初速度越大,走过的水平距离也越大 B无论 A 球的水平速度大小如何,他总是和 B 球同时落地C用力大小不一样, A 球在
9、水平方向上运动的距离就不一样 D从这个实验看出, A 球在水平方向上的速度和竖直方向上的速度相互影响4在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,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,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上_ 。 (多选)A通过调节使斜槽的末端保持水平 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记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降E小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触F将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线【反馈与演练】(多选)1.本实验测平抛运动的初速时产生误差,与
10、误差无关的是( )A.弧形槽与球间有摩擦 B.弧形槽末端切线不水平图 6-6word 格式整理参考资料 学习帮手 C.小球受空气阻力 D.小球每次自由滚下的位置不同(单选)2在“研究平抛物体的运动”的实验中,要在白纸上作 x0y 坐标,其中确定 y轴的方法是 ( )A先过斜槽末端 O 作水平线,再作此水平线的垂线B过斜槽末端 0 作一条竖直线C利用重垂线画出通过斜槽末端 0 的竖直线D取白纸的竖直边缘为 y 轴(单选)3用描迹法探究平抛运动的规律时,应选用下列各组器材中的哪一组( )A铁架台,方木板,斜槽和小球,秒表,米尺和三角尺,重锤和细线,白纸和图钉,带孔卡片B铁架台,方木板,斜槽和小球,
11、天平和秒表,米尺和三角尺,重锤和细线,白纸和图钉,带孔卡片C铁架台,方木板,斜槽和小球,秒表,米尺和三角尺,重锤和细线,白纸和图钉,带孔卡片D铁架台,方木板,斜槽和小球,米尺和三角尺,重锤和细线,白纸和图钉,带孔卡片(单选)4、一同学做“研究平抛物体运动”的实验,只在纸上记下重锤线 y 的方向,忘记在纸上记下斜槽末端位置,并在坐标纸上描出如图所示的曲线,现在我们可以在曲线上取 A、B 两点,用刻度尺分别量出它们到 y 的距离AA/=X1,BB /=X2,以及竖直距离 h1,从而求出小球抛出的初速度 V0为:A Bgx)(1221()/xhC D1h2g5、如图是研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分,其背景是边长为 5 厘米的小方格,重力加速度取g=10 米/秒 2。由此可知:闪光周期为_ s;小球抛出时的初速度大小为_m/s/秒; 小球到达 C 点时的速度为_m/s。6、给你一个米尺和玩具手枪,请你测量玩具手枪子弹射出枪口的速度(1)实验原理:2xAAB1xBhword 格式整理参考资料 学习帮手 (2)实验步骤:(3)计算子弹速度的公式: