實(shí)驗(yàn)探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(課件)人教版(2019)高中物理課件必修第二冊(cè)

人教版（2019）高中物理必修第二冊(cè)第五章拋體運(yùn)動(dòng)5.3實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)授課人：揚(yáng)帆起航

拋體運(yùn)動(dòng)：以一定速度將物體拋出，在空氣阻力可以忽略的情況下，物體只受重力的作用平拋運(yùn)動(dòng)：初速度沿水平方向的拋體運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)？新課引入1、描繪出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡（重點(diǎn)）；2、判斷軌跡是否是拋物線；3、求出平拋運(yùn)動(dòng)物體的初速度（難點(diǎn)）一實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、用描跡法畫(huà)出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡；2、建立坐標(biāo)系，測(cè)出軌跡上某點(diǎn)的坐標(biāo)x、y；據(jù)得初速度【實(shí)驗(yàn)原理】斜槽、小球、木板、白紙（可先畫(huà)上坐標(biāo)格）、圖釘、鉛垂線、直尺、三角板、鉛筆等。鐵架臺(tái)斜槽木板白紙小球鉛垂線【實(shí)驗(yàn)器材】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,并使其末端保持切線水平;【實(shí)驗(yàn)步驟】如何檢驗(yàn)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(dòng)，則可以認(rèn)為斜槽末端水平。（也可將小球放在斜槽末端，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）。精細(xì)的檢查方法是用水平儀調(diào)整。思考與討論2、調(diào)整木板:用懸掛在槽口的鉛垂線把木板調(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,固定好木板;實(shí)驗(yàn)步驟【實(shí)驗(yàn)步驟】如何檢驗(yàn)斜槽末端部分是否水平？怎么判斷木板面是否豎直?思考與討論調(diào)節(jié)木板，使重錘的吊線與木板的邊線平行、與木板面平行。3、確定坐標(biāo)軸:把小球放在槽口處,用鉛筆記下小球在槽口時(shí)球心在木板上的水平投影點(diǎn)O,O即為坐標(biāo)原點(diǎn)（不是槽口端點(diǎn)）,再利用鉛垂線在紙上畫(huà)出通過(guò)O點(diǎn)的豎直線,即y軸，用三角板畫(huà)出水平方向的x軸;Oy坐標(biāo)原點(diǎn)（平拋起點(diǎn)）【實(shí)驗(yàn)步驟】5、描繪運(yùn)動(dòng)軌跡:上下移動(dòng)接球擋板，當(dāng)球撞擊接球擋板時(shí)就會(huì)在坐標(biāo)紙上印下相應(yīng)的黑點(diǎn)，就記下了小球球心所對(duì)應(yīng)的位置。用同樣的方法,從同一位置釋放小球,在小球運(yùn)動(dòng)路線上描下若干點(diǎn),然后將這些點(diǎn)用平滑曲線描繪出來(lái).4、確定小球釋放點(diǎn):選擇一個(gè)小球在斜槽上合適的位置由靜止釋放,使小球運(yùn)動(dòng)軌跡大致經(jīng)過(guò)白紙的右下角;【實(shí)驗(yàn)步驟】（1）判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線：

如圖所示，在x軸上作出幾個(gè)等距離的點(diǎn)A1、A2、A3、…，把線段OA1

的長(zhǎng)度記為l，則OA2＝2l，OA3＝3l，由A1、A2、A3、…向下作垂線，與軌跡的交點(diǎn)記為M1、M2、M3、…。若軌跡是一條拋物線，則各點(diǎn)的y坐標(biāo)和x坐標(biāo)應(yīng)該具有y＝ax2的形式（a是待定常量），用刻度尺測(cè)量某點(diǎn)的x、y兩個(gè)坐標(biāo)值，代入y＝ax2求出a。再測(cè)量其他幾個(gè)點(diǎn)的x、y坐標(biāo)值，代入y＝ax2，若在誤差范圍內(nèi)都滿(mǎn)足這個(gè)關(guān)系式，則這條曲線是一條拋物線?！緮?shù)據(jù)分析】（2）求小球平拋的初速度v0：①在所描繪的軌跡曲線上選取A、B、C、D、E、F六個(gè)不同的點(diǎn)，測(cè)出它們的坐標(biāo)值。中，求出小球做平拋運(yùn)動(dòng)

②將各點(diǎn)坐標(biāo)值代入v0＝x的初速度v0。③記錄各點(diǎn)求得的初速度，最后算出初速度v0

的平均值v0，并做好記錄。Oyxv0v0==x測(cè)出軌跡上某一點(diǎn)的坐標(biāo)(x、y)代入可求出v0P（x，y）計(jì)算初速度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理變式1：x、y軸都畫(huà)出，拋出點(diǎn)（坐標(biāo)原點(diǎn)）未畫(huà)出xyy1y2y1y2變式2：x軸或y軸畫(huà)出，拋出點(diǎn)（坐標(biāo)原點(diǎn)）未畫(huà)出BCA分析與解：在運(yùn)動(dòng)軌跡上取相鄰的兩個(gè)點(diǎn)間的水平距離相等的點(diǎn),測(cè)出相鄰兩個(gè)點(diǎn)間的水平距離x和相鄰兩個(gè)點(diǎn)間的豎直距離y.設(shè)相等時(shí)間為t

，由于豎直方向是加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以

1、應(yīng)保持斜槽末端的切線水平,以使小球離開(kāi)斜槽后做平拋運(yùn)動(dòng)。2、釘有坐標(biāo)紙的木板豎直，并使小球的運(yùn)動(dòng)靠近坐標(biāo)紙但不接觸。3、小球每次必須從斜槽上同一位置無(wú)初速度滾下(以保證重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相等)【注意事項(xiàng)】4、在斜槽上釋放小球的高度應(yīng)適當(dāng)。使小球能以適當(dāng)?shù)乃剿俣葤伋?，其運(yùn)動(dòng)軌跡由圖板左上角到右下角，這樣可以充分利用坐標(biāo)紙，減小測(cè)量誤差。5、小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在槽口時(shí)球心在木板上的水平投影點(diǎn)。6、由平拋運(yùn)動(dòng)方程求小球平拋的初速度時(shí)，應(yīng)選取在平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上離坐標(biāo)原點(diǎn)O較遠(yuǎn)的點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，這樣既便于測(cè)量又減小了誤差。1、安裝斜槽時(shí)，其末端切線不水平。2、建立坐標(biāo)系時(shí)，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)。3、計(jì)算小球的速度要在平拋軌跡上選取距O點(diǎn)遠(yuǎn)些的點(diǎn)來(lái)計(jì)算球的初速度，這樣可以減小相對(duì)誤差?！菊`差分析】還有哪些方案描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡？方案一：描跡法【課后探究】方案二：徑跡法oxy水平噴出的細(xì)水柱即為平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。噴嘴（比細(xì)管更細(xì)的硬管）使A處的水的壓強(qiáng)始終等于大氣壓透明膠片

細(xì)管v0方案三：用頻閃照相機(jī)記錄物體運(yùn)動(dòng)的軌跡照相法方案四：用傳感器和計(jì)算機(jī)描出做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡傳感器法例1．在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要的是（）．A．游標(biāo)卡尺B．秒表C．坐標(biāo)紙 D．天平E．彈簧秤 F．重垂線CF例2、在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取下列哪些措施可減小誤差（）A．斜槽軌道必須光滑B．斜槽水平部分軌道必須水平C．每次要平衡摩擦力D．小球每次應(yīng)從斜槽上同一高度釋放E.在曲線上取作計(jì)算的點(diǎn)離原點(diǎn)O較遠(yuǎn)BDE例3、在研究平拋物體運(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，則正確的是（）A．小球平拋的初速度不同B．小球每次做不同的拋物線運(yùn)動(dòng)C．小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次均不同D．小球通過(guò)相同的水平位移所用時(shí)間均不同ABD

例4、在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，讓小球多次從斜槽上滾下，在白紙上依次記下小球的位置，某甲和某乙得到的記錄紙分別如圖所示，從圖中明顯看出甲的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤是

.乙的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤是

.O甲O乙沒(méi)有保持斜槽末端切線水平

每次釋放小球的高度不同例5、在研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)l＝1.25cm，若小球在平拋運(yùn)動(dòng)中先后經(jīng)過(guò)的幾個(gè)位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計(jì)算式為v0＝＿＿＿＿＿(用l、g表示)，其值是

(g取9.8m／s2)．dabc解析：由平拋運(yùn)動(dòng)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拓展：（1）物體經(jīng)過(guò)b時(shí)的速度為

m/s；（2）拋出點(diǎn)在a點(diǎn)上方高度為

m處（3）如取a點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，則拋出點(diǎn)的位置坐標(biāo)是多少？dabc1.在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，已備有下列器材：白紙、圖釘、平板、鉛筆、弧形斜槽、小球、刻度尺、鐵架臺(tái)，還需要下列器材中的()

A.秒表B.天平C.重垂線D.測(cè)力計(jì)C2.在研究平拋物體運(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，則正確的是(

)ABDA.小球平拋的初速度不同B.小球每次做不同的拋物線運(yùn)動(dòng)C.小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間均不同D.小球通過(guò)相同的水平位移所用時(shí)間均不同跟蹤練習(xí)3.在做研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，讓小球多次從斜槽上滾下，在白紙上依次記下小球的位置，兩位同學(xué)得到的記錄紙分別如圖甲、乙所示，從圖中明顯看出：甲的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤是_____________________；乙的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤是_________________________。斜槽末端不水平每次釋放小球的高度不同O甲O乙4.下列哪些因素會(huì)使本實(shí)驗(yàn)的誤差增大（）A.小球與斜槽之間有摩擦B.建立坐標(biāo)系時(shí)，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)C.安裝斜槽時(shí)其末端不水