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预习导学3实验：研究平抛运动预习导学课堂讲义高中物理·必修2·人教版学以致用3实验：研究平抛运动预习导学3实验：研究平抛运动预习导学课堂讲义[目标定位]1.学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹并验证轨迹是一条抛物线．2．能根据运动轨迹求平抛运动的初速度．预习导学3实验：研究平抛运动预习导学课堂讲义一、实验原理想一想描出小球的运动轨迹有哪些方法？答案描绘轨迹可以采用的方法有斜面小槽法、喷水法和频闪照相法．二、实验器材(以斜面小槽法为例)斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、_______、三角板、铅笔、_______．使小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，建立坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y，由公式：x＝_____和y＝12gt2，可得v0＝________．xg2y重垂线刻度尺v0t预习导学3实验：研究平抛运动预习导学课堂讲义一、实验步骤(以斜面小槽法为例)1．按图5－3－1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5－3－1预习导学3实验：研究平抛运动预习导学课堂讲义2．以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴．3．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．4．将白纸从木板上取下，从O点开始通过画出的若干点描出一条平滑的曲线，如图乙所示．预习导学3实验：研究平抛运动预习导学课堂讲义二、数据处理1．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线(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，轨迹上各点的坐标具有y＝ax2的关系，且同一轨迹上a是一个特定的值(2)验证方法方法一：代入法用刻度尺测量几个点的x、y坐标，分别代入y＝ax2中求出常数a，看计算得到的a值在误差范围内是否为一常数．预习导学3实验：研究平抛运动预习导学课堂讲义方法二：图象法建立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y值的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．计算平抛运动的初速度(1)平抛轨迹完整(即含有抛出点)在轨迹上任取一点，测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y，就可求出初速度v0.因x＝v0t，y＝12gt2，故v0＝xg2y.预习导学3实验：研究平抛运动预习导学课堂讲义(2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)如图5－3－2所示，在轨迹上任取三点A、B、C，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－hABg，所以初速度v0＝xt＝xghBC－hAB.图5－3－2预习导学3实验：研究平抛运动预习导学课堂讲义三、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)．2．方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重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滚下．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．6．在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度．预习导学3实验：研究平抛运动预习导学课堂讲义【例1】在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度．实验简要步骤如下：A．让小球多次从________位置上滚下，记下小球运动途中经过的一系列位置；B．安装好器材，注意斜槽末端水平和木板竖直，记下小球在斜槽末端时球心在木板上的投影点O和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是________．C．测出曲线上某点的坐标x、y，用v0＝________算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值．预习导学3实验：研究平抛运动预习导学课堂讲义D．取下白纸，以O为原点，以过O点的竖直线为y轴，水平线为x轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹．上述实验步骤的合理顺序是________(只排列序号即可)．答案A．同一B．将小球放在斜槽末端，小球不滚动C．xg2yBADC预习导学3实验：研究平抛运动预习导学课堂讲义解析A项中要记下小球运动途中经过的一系列位置，不可能在一次平抛中完成，每一次平抛一般只能确定一个位置，要确定多个位置，要求小球每次的轨迹重合，小球开始平抛时的初速度必须相同，因此小球每次必须从同一位置上滚下．B项中用平衡法，即将小球放到斜槽末端任一位置，如果斜槽末端是水平的，小球受到的支持力和重力是平衡的．小球不会滚动．如果斜槽末端不是水平的，小球将发生滚动．C项中将x＝v0t及y＝12gt2联立即可求v0＝xg2y.实验步骤合理顺序是BADC.预习导学3实验：研究平抛运动预习导学课堂讲义【例2】某学生在做“研究平抛运动”的实验中，描出了如图5－3－3所示的几个实验点，其中偏差较大的实验点B出现的原因可能是()A．小球滚下的高度较其他各次高B．小球滚下的高度较其他各次低C．小球滚下时具有一定的初速度D．以上说法均有可能答案B图5－3－3解析小球滚下的高度越低，其做平抛运动的初速度越小，其轨迹线越陡，越靠近y轴，所以可能原因为B.预习导学3实验：研究平抛运动预习导学课堂讲义【例3】在研究平抛运动的实验中，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图5－3－4所示的装置，先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板竖直立于槽口附近．使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口方向平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；将木板再向远离槽口方向平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，得到痕迹C.若测得木板每次移动的距离均为x＝10.00cm.A、B间距离y1＝4.78cm，B、C间距离y2＝14.58cm.(g取9.80m/s2)预习导学3实验：研究平抛运动预习导学课堂讲义图5－3－4(1)根据以上直接测量的物理量求得小球的初速度为v0＝________(用题中所给字母表示)．(2)小球的初速度的测量值为________m/s.预习导学3实验：研究平抛运动预习导学课堂讲义答案(1)xgy2－y1(2)1.0解析(1)由题意知小球由A到B和由B到C经历的时间相等，设为T，则在竖直方向上由Δy＝aT2得y2－y1＝gT2，又x＝v0T，解得v0＝xgy2－y1.(2)将已知数据代入可得v0＝1.0m/s.预习导学3实验：研究平抛运动预习导学课堂讲义再见