第四節(jié) 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)

1、第四節(jié) 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)三維目標(biāo)知識(shí)與技能1、 驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)。2、 通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡。過(guò)程與方法體會(huì)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探究過(guò)程，體會(huì)運(yùn)動(dòng)的合成和分解在探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的應(yīng)用。情感態(tài)度與價(jià)值觀1、 使學(xué)生處于積極探求知識(shí)的過(guò)程中，達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)心理狀態(tài)。2、 充分利用多媒體輔助教學(xué)、演示儀器和自制器材，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)求知的欲望。復(fù)習(xí)導(dǎo)入1、 平拋運(yùn)動(dòng)是水平方向的 和豎直方向的 的合運(yùn)動(dòng)。2、 平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律： （1） x= , y=（2）v= ,v= ,v= 一、試驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)方法描繪物體平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，

2、并能研究其軌跡的特點(diǎn)。 理解通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)物體初速度的方法。實(shí)驗(yàn)器材 斜槽、木板及豎直固定支架、坐標(biāo)紙、圖釘、鉛筆、小球、刻度尺、重垂線。實(shí)驗(yàn)原理 斜槽上同一高度處無(wú)初速度釋放小球，小球在斜槽末端處做平拋運(yùn)動(dòng)，每次平拋運(yùn)動(dòng)軌跡相同；利用公式x=vt和y= gt可求得小球平拋初速度v=x實(shí)驗(yàn)步驟將斜槽固定在木板的左上角，用平衡法調(diào)整斜槽，使其末端水平。用圖釘把坐標(biāo)紙定在豎直的木板上，并要用重垂線檢查坐標(biāo)紙上的豎線是否豎直。 選定斜槽末端所在點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，從原點(diǎn)o畫(huà)出豎直向下的y軸和水平向右的x軸，如圖讓小球由斜槽某一固定位置自由滑下，從0點(diǎn)開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)，先用眼睛粗略確定小球在某一點(diǎn)的

3、x值和y值，然后再用鉛筆尖指著這個(gè)位置，將小球從原釋放處放下，看其是否與鉛筆尖相碰，如此重復(fù)數(shù)次，找到一個(gè)確定的位置，并在坐標(biāo)紙上記下這一點(diǎn)，用同樣的方法確定其他各點(diǎn)的位置。 取下坐標(biāo)紙，用平滑的曲線把這些位置連接起來(lái)，得出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。 在軌跡上選取幾個(gè)不同的點(diǎn)，測(cè)出它們的坐標(biāo)，記錄在自己設(shè)計(jì)的表格內(nèi)，并利用這些數(shù)據(jù)驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡為拋物線。 將各點(diǎn)坐標(biāo)代入公式v=x，求出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度，并計(jì)算出平均值。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 安裝斜槽時(shí)應(yīng)保證些槽末端部分水平，檢查的方法是，將小球放在些槽末端水平部分，并輕輕將其向兩邊各撥動(dòng)一次，看其是否有明顯的運(yùn)動(dòng)傾向。 木板豎直且與小球下落的平面

4、平行，使小球運(yùn)動(dòng)時(shí)靠近木板，但不接觸。 小球每次應(yīng)從斜槽上同一位置滾下。 要在斜槽上適當(dāng)?shù)母叨柔尫判∏?，使它以適當(dāng)?shù)乃剿俣葤伋?，其軌跡由木板左上角到右下角，這樣可以減小側(cè)量誤差。 選取離坐標(biāo)原點(diǎn)較遠(yuǎn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)計(jì)算小球的初速度，這樣可使實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差較小。二、研究平拋運(yùn)動(dòng)軌跡 1、判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是否為拋物線 （看課本11頁(yè)） 怎樣通過(guò)這些測(cè)量值來(lái)判斷這條曲線是否真的是一條拋物線？ 把測(cè)量的幾個(gè)點(diǎn)的x、y兩個(gè)坐標(biāo)，代入y=ax中，看是否滿足，如果在誤差允許的范圍內(nèi)滿足，就說(shuō)明該曲線是拋物線。2、 求解平拋運(yùn)動(dòng)的初速度（1） 已知軌跡和初拋點(diǎn) 以初拋點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平方向?yàn)閤軸，豎直向下為y軸，

5、建立平面直角坐標(biāo)系。 在軌跡曲線上任取幾點(diǎn)（如A,B,C,D） 用刻度尺和三角板分別測(cè)出它們的坐標(biāo)x和y. 據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)（x=vt）及豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng) （y=gt）,分別計(jì)算小球的初速度v，最后計(jì)算小球的初速度v的平均值。例題1 在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，已測(cè)出下落的高度與對(duì)應(yīng)的水平射程的數(shù)據(jù)如下表 下落的高度h/cm5.020.231.044.1水平位移x/cm10.020.125.030.0解析：根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：x= ,y= ,得v= 當(dāng)h=5.0cm,x=10.0cm時(shí)，v= 當(dāng)h=20.2cm,x=20.1cm時(shí),v= 當(dāng)h=31.0cm,x=25.0cm時(shí)

6、，v= 當(dāng)h=44.1cm,x=30.0cm時(shí)，v=求平均值v=（2）已知軌跡和豎直軸（或水平軸），不知初拋點(diǎn) 在軌跡曲線上取三點(diǎn)A,B,C,使x=x=x,如圖 測(cè)出y和y。 根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上為勻速直線運(yùn)動(dòng)，則物體從A到B和從B到C運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，設(shè)為T;豎直方向由勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論有：y-y=gT，且vT=x 解以上兩式得: 基礎(chǔ)題1、“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下述哪些因素會(huì)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差A(yù)、斜槽之間有摩擦 B、每次釋放時(shí)高度有偏差C、斜槽時(shí)末端不水平 D、建坐標(biāo)系時(shí)，以斜槽末端口為坐標(biāo)原點(diǎn)2、在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，如果小球每次從斜槽滾下的初始位置不同，則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（

7、 ）、小球平拋的初速度不同、小球每次做不同的拋物線運(yùn)動(dòng)、小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次均不同、小球通過(guò)相同的水平位移所用的時(shí)間均不同3、如圖所示，在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)按要求描繪出了小球做平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的 三個(gè)點(diǎn)A、B、C，并用刻度尺量出了三點(diǎn)的 坐標(biāo)依次是A（0.369，0.112）、B（0.630，0.327）、C（0.761，0.480），單位為m。又稱得小球的質(zhì)量為20g，試計(jì)算小球平拋的初速度。 O A x B C y 4、如圖所示，是用頻閃照相法測(cè)平拋物體初速度時(shí)，用20次 秒的頻閃照相機(jī)對(duì)正在做平拋運(yùn)動(dòng)的球拍攝的照片，背景時(shí)每格邊長(zhǎng)為2.5cm的正方格子，求：小球的初速度；能否用此照片求出當(dāng)?shù)刂亓铀俣?？如能，根?jù)照片求出的重力加速度的數(shù)值是多少？ 能力拔高題1、請(qǐng)你由平拋運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)測(cè)量彈射器彈丸出射時(shí)的初速度的實(shí)驗(yàn)方法，提供的實(shí)驗(yàn)器材：彈射器（含彈丸，見(jiàn)示意圖）；鐵架臺(tái)（帶有夾具），刻度尺。（1）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)示意圖；（2）在安裝彈射器時(shí)應(yīng)注意：；（3）實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的量（并在示意圖中用字母標(biāo)出）；（4）由于彈射器每次射出的彈丸初速度不可能完全相等，在實(shí)驗(yàn)中采取的方法是；（5）計(jì)算公式：。2、利用單擺驗(yàn)證小球平拋規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖所示，在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當(dāng)懸線擺至