2018_2019学年高中物理第一章抛体运动3课时2实验：研究平抛运动课件教科版必修2

用 描迹 法得到物体做平抛运动的轨迹.
2.实验器材(以斜槽轨道实验为例)
斜槽、小球、 方木板 、图钉、 刻度尺 、铅垂线、铅笔、坐标纸、铁
架台.
3.实验步骤 (1)按图1甲所示安装实验装置，使斜槽末端水平(小球在斜槽末端点恰好 静止).
图1 (2) 固定木板上的坐标纸，使木板保持竖直状态，小球的运动轨迹与板 面平行，坐标纸方格横线呈水平方向. (3)以斜槽水平末端端口上小球球心在木板上的投影点为坐标原点 O，过 O点画出竖直的y轴和水平的x轴.
据解得T＝0.1 s，v0＝2 m/s.
解析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
答案
与x轴方向夹角为37° 2.5 m/s ，方向___________________. (2)小球运动到b点时速度大小vb＝________
解析
hac 小球经过 b 点时竖直分速度 vby＝2T＝1.5 m/s， 则 vb＝ v02＋vby2＝
3 2.5 m/s，与 x 轴方向的夹角为 θ，tan θ＝4，即 θ＝37° .
计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数.
方法二 图像法
建立y－x2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的
y值和x2值，在y－x2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.
2.计算初速度
在小球平抛运动轨迹上任取一点，用刻度尺测出它的坐标(x，y)，利用 1 2 公式y＝_____ 2gt 和x＝ v0t ，求出小球做平抛运动的初速度v0(g已知)，多求 几个点然后求出v0的平均值.
解析 1 2 根据 x＝v0t，y＝2gt ，两式联立得：v0＝x g ，因为坐标原点靠下， 2y
造成 y 值偏小，从而 v0 偏大.
解析
答案
二、计算平抛运动的初速度
计算平抛运动的初速度可以分为两种情况 (1)平抛轨迹完整(即含有抛出点) 在轨迹上任取一点，测出该点离坐标原点的水平位移 x及竖直位移y，就 可求出初速度v0.
(4)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. 平滑 (5)将坐标纸从木板上取下，从O点开始通过画出的若干点描出一条_____ 的曲线，如图乙所示.
4.注意事项 (1)实验中必须调整斜槽末端的切线 水平 (将小球放在斜槽末端水平部分， 若小球静止，则斜槽末端水平).
二、数据处理
1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
方法一 公式法
(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，轨迹上各点的坐标应具有y＝ ax2 的关系，而且同一轨迹a
是一个确定的值.
(2)验证方法
用刻度尺测量几个点的x、y两个坐标，分别代入y＝ax2中求出常量a，看
第一章 3 平抛运动
课时2 实验：研究平抛运动
[学习目标] 1.学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹.
2.会判断平抛运动的轨迹是不是抛物线.
3.会根据平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度.
内容索引
技能储备
明确原理 提炼方法
题型演练
学以致用 实训演练
达标检测
检测评价 达标过关
技能储备
一、描绘平抛运动的轨迹 1.实验原理
图3
x 所以初速度 v0＝ t ＝x
g . hBC－hAB
例2
某同学在做“研究平抛运动”实验时得到了如图4所示的运动轨迹，
a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，则：
2 (1)小球平抛的初速度为____m/s .(g取10 m/s2)
解析 由平抛运动公式，在 x轴方向上xab＝ 图4
v0T ，在竖直方向上 hbc － hab ＝ gT2 ，代入数
止不动. (2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和 铅垂线 来确定的. 竖直线作为x轴和y轴，竖直线是用________ 解析 用铅垂线来确定竖直线最准确.
解析 答案
(3)某同学建立的直角坐标系如图2所示，设他在安装实验装置和其他操作 坐标原点应该是小球在槽口时球心在 时准确无误，只有一处失误，即是_________________________________
白纸上的水平投影点 ___________________.
解析
图2 描绘小球的运动轨迹的起始位置时应描绘球心的位置，因此坐标
原点应在平抛起点的球心位置，即坐标原点应该是小球在槽口时球心在 白纸上的水平投影点.
解析 答案
(4)该同学在轨迹上任取一点M，测得坐标为(x，y)，则初速度的测量值为 g x 2y 偏大 选填“偏大”“偏小”或“不变”). ________，测量值比真实值要______(
题型演练
一、平抛运动实验的原理与实验操作
例1 在“研究平抛物体的运动”的实验中： (1)为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线沿水平方向，检 将小球放置在槽口处轨道上，小球能保持静止 查方法是__________________________________________.
解析
斜槽末端水平时，小球在斜槽末端处于平衡状态，放在槽口能静
解析 答案
－10 －1.25 (3)小球抛出点的位置坐标x＝______cm ，y＝_______cm.
vby 解析 小球从开始运动到经过 b 点时历时 tb＝ g ＝0.15 s，说明小球经过 a 点时已经运动了 ta＝0.05 s，所以小球抛出点的坐标 x＝－v0ta＝－10 cm， 1 2 y＝－2gta ＝－1.25 cm.
1 2 因 x＝v0t，y＝2gt ，故 v0＝x
g . 2y
(2)平抛轨迹残缺(即无抛出点) 在轨迹上任取三点A、B、C(如图3所示)，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＝ hBC－hAB g
(2)方木板必须处于 竖直 平面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否 竖直 . (3)小球每次必须从斜槽上 同一 位置由静止释放. (4)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. (5)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标 纸的左上角一直到达右下角为宜.