實驗：研究平拋運動

實驗?zāi)康模?1)用實驗方法描繪出平拋物體的運動軌跡；

(2)從實驗軌跡求出平拋運動物體的初速度。實驗:研究平拋運動如何獲得平拋運動的軌跡?第一頁，共22頁。實驗原理：平拋物體的運動可以看作是兩個分運動的合運動：

一是水平方向的勻速直線運動。

另一個是豎直方向的自由落體運動。1、令小球做平拋運動，利用描跡法描出小球的運動軌跡，即小球做平拋運動的曲線，建立坐標(biāo)系。測出曲線上的某一點的坐標(biāo)x和y，第二頁，共22頁。2、怎樣計算平拋物體的初速度？

水平方向上的勻速直線運動豎直方向上的自由落體運動平拋運動的兩個分運動為：Oyxv0v0==x測出軌跡上某一點的坐標(biāo)(x、y)代入可求出v0P（x，y）第三頁，共22頁。1、如何獲得小球做平拋運動的軌跡？方案一：描跡法第四頁，共22頁。方案二：徑跡法oxy第五頁，共22頁。v0方案三：用頻閃照相機得到物體運動的軌跡照相法第六頁，共22頁。實驗怎樣得到平拋運動的軌跡?方案一:實驗器材：斜槽，鐵架臺，金屬小球，木板(附豎直固定支架)，有孔的卡片，坐標(biāo)紙，圖釘，刻度尺，重錘線，鉛筆。描跡法第七頁，共22頁。實驗儀器方案一:描跡法實驗器材：刻度尺第八頁，共22頁。1、安裝調(diào)整斜槽：用圖釘把白紙釘在豎直板上，在木板的左上角固定斜槽，并使其末端的切線保持水平?？捎闷胶夥ㄕ{(diào)整斜槽，即將小球輕放在斜槽平直部分的末端處，能使小球在平直軌道上的任意位置靜止，就表明水平已調(diào)好。實驗步驟:第九頁，共22頁。2、調(diào)整木板：用懸掛在槽口的重錘線把木板調(diào)整到豎直方向、并使木板平面與小球下落的豎直面平行且靠近,然后把重錘線方向記錄到釘在木板的白紙上，固定木板，使在重復(fù)實驗的過程中，木板與斜槽的相對位置保持不變。3、確定坐標(biāo)原點O：把小球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時球心在白紙上的水平投影點O，O即為坐標(biāo)原點。第十頁，共22頁。4．描繪運動軌跡：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，調(diào)整卡片的位置，使從槽上滾下的小球正好穿過卡片的孔，而不擦碰孔的邊緣。用鉛筆在卡片缺口處的白紙上點個黑點，這就在白紙上記下了小球穿過孔時球心所對應(yīng)的位置。保證小球每次從斜槽上的同一位置由靜止開始滑下，用同樣的方法，可找出小球平拋軌跡上的一系列位置。第十一頁，共22頁。（新教材做法）

描繪運動軌跡: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,用鉛筆在該位置畫上一點,用同樣的方法,從同一位置釋放小球,在小球運動路線上描下若干點.第十二頁，共22頁。5、計算初速度：取下白紙，以O(shè)點為原點畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸，用平滑的曲線把這些位置連接起來即得小球做平拋運動的軌跡。xy用公式x＝v0t和y＝gt2/2計算出小球的初速度v0，最后計算出v0的平均值。并將有關(guān)數(shù)據(jù)記入表格內(nèi)。在曲線上選取A、B、C、D、E、F六個不同的點，用刻度尺和三角板測出它們的坐標(biāo)x和y。第十三頁，共22頁。幾個問題的思考

問題探究1：如何檢驗斜槽末端部分是否水平？若將小球放在斜槽末端水平軌道的任何位置，小球都不滾動，則可以認(rèn)為斜槽末端水平。

重錘的吊線與平板的邊線平行、與平板面平行；使小球平拋的軌道平面與板面平行。

問題與探究2：怎么判斷木板面是否豎直?第十四頁，共22頁。幾個問題的思考問題探究4：每次都是從同一高度由靜止釋放的原因？保證做平拋運動的初速度相等，描述的是同一條軌跡。問題探究3：怎么確定坐標(biāo)原點o，建立直角坐標(biāo)系?把小球放在槽口末端處，用鉛筆記下這時球的球心在坐標(biāo)紙板上的水平投影點o，即為坐標(biāo)原點(槽口末端正上方R處)；再利用重錘線確定y軸方向和與之垂直的x軸方向。第十五頁，共22頁。(1)保證斜槽末端的切線必須水平。(2)木板平面豎直且平行于小球平拋的軌道平面，并使小球的運動靠近木板但不接觸。(3)坐標(biāo)原點不在斜槽口的末端，應(yīng)在槽口上方小球球心處實驗注意事項:

OO′第十六頁，共22頁。(4)小球應(yīng)在同一位置無初速自由釋放；釋放的高度要適當(dāng)，使小球以合適的水平初速度拋出，其軌跡在坐標(biāo)紙的左上角到右下角間分布，從而減小測量誤差；(5)實驗過程中木板不能動(6)要在平拋軌道上選取距O點遠(yuǎn)些的點來計算球的初速度，這樣可使結(jié)果的誤差較小。實驗注意事項:

第十七頁，共22頁。yh9h4h16hxOABCDX1X2X3X4。1：4：9：16…思考：水平拋出的小球1s內(nèi)、2s內(nèi)、3s內(nèi)…

的豎直位移之比是思考：怎么判定o點就是平拋運動的起點第十八頁，共22頁。OyxA4A3A2A1M4M3M2M1y3思考、如何判斷平拋運動的軌跡是不是拋物線？

假設(shè)軌跡是一條拋物線，則軌跡上各點應(yīng)滿足y=ax2。測出軌跡上某點的坐標(biāo)(x、y)，帶入y=ax2中求出a，就可知道代表這個軌跡的可能關(guān)系式；再測幾個點的坐標(biāo)代入驗證。第十九頁，共22頁。例1、如圖所示，在《研究平拋運動》的實驗中，描繪得到的平拋物體的軌跡的一部分，拋出點的位置沒有記錄，試根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)求出平拋運動的初速度。h1h2ssABC物體在AB段和BC段運動的時間必相等，則有:解析:在軌跡上ABC三個點是水平間距相等的，故有：第二十頁，共22頁。例2、在研究平拋物體運動的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長l＝1.25cm，若小球在平拋運動中先后經(jīng)過的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計算式為v0＝＿＿＿＿＿(用l、g表示)，其值是

(g取9.8m／s2)．dabc解析：由平拋運動規(guī)律Δy=gT

2=lx=v0

T∴v0=x/T=2l/T=代入數(shù)字

l=1.25cm=1/80m得到v0=0.70m/s

0.70m/s實驗研究平拋運動的規(guī)律第二十一頁，共22頁。例3．如圖為某小球做平拋運動時，用閃光照相的方法獲得的相片的一部分,圖中背景方格的邊長為5cm，g=10m/s2，則（1）小球平拋的初速度vo=

m/s（2）閃光頻率f=

H2（3）小球過A點的速率vA=

m/sABC解：由自由落體運動規(guī)律，Δy=gt2=2×0.05=0.1m∴t=0.1sf=10Hzx=v0t∴v0