2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修2 第5章抛体运动5.3实验：探究平抛运动的特点(1)课件

一、实验目的(1)描出平抛物体的运动轨迹,并验证轨迹是一条抛物线.(2)根据运动轨迹求平抛物体的初速度.\n\n三、实验器材斜槽、小球、方木板、铁架台、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺.四、实验步骤1．安装调平将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上,其末端伸出桌面外,轨道末端切线水平.如图5－3－1所示.图5－3－1\n2．建立坐标系用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角,把木板调整到竖直位置,使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近,把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心在木板上的投影点O,O点即为坐标原点,用重垂线画出过坐标原点的竖直线,作为y轴,画出水平向右的x轴.\n3．确定球的位置将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,小球从轨道末端射出,先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值,然后让小球由同一位置自由滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置,并在坐标纸上记下该点.用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置.4．描点得轨迹取下坐标纸,将坐标纸上记下的一系列点,用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动轨迹.\n\n\n2．验证轨迹是抛物线抛物线的数学表达式为y＝ax2,将某点(如B点)的坐标x、y代入上式求出常数a,再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立,若等式对各点的坐标近似都成立,则说明所描绘得出的曲线为抛物线.\n六、误差分析(1)斜槽末端没有调水平,小球离开斜槽后不做平抛运动.(2)确定小球运动的位置时不准确.(3)量取轨迹上各点坐标时不准确.七、注意事项(1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是：将小球放在斜槽末端任一位置,看其是否能静止).(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.\n(3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下.(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.\n八、获得平抛运动轨迹的其他方法1.喷水法如图5－3－2所示,倒置的饮料瓶内装着水,瓶塞内插着两根两端开口的细管,其中一根弯成水平,加上一个很细的喷嘴.水从喷嘴中射出,在空中形成弯曲的细水柱,它显示了平抛运动的轨迹.将它描在背后的纸上,进行分析处理.图5－3－2\n2．频闪照相法用数码照相机可记录下平抛运动的轨迹,如图5－3－3所示.由于相邻两帧照片间的时间间隔是相等的,只要测量相邻两照片上小球的水平位移,就很容易判断平抛运动水平方向上的运动特点.图5－3－3\n[例1]在“探究平抛物体的运动规律”的实验中,可以描绘出小球做平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下：A．让小球多次从________位置上滚下,记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置.B．安装好器材,注意________,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线.C．取下白纸,以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画出平抛运动物体的轨迹.(1)完成上述步骤,将正确的答案填在横线上.(2)上述实验步骤的合理顺序是________________.\n[解析](1)A中为了保证小球每次平抛初速度相同,轨迹重合,应让小球从同一位置滚下.B中为了保证小球做平抛运动,要注意斜槽末端切线水平.(2)上述实验步骤的合理顺序是BAC.[答案](1)A.同一B．斜槽末端切线水平(2)BAC\n[例2]在研究平抛运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L＝1.25cm.若小球在做平抛运动途中的几个位置如图5－3－4中a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度v0＝__________(用L、g表示),其值是__________(g取9.8m/s2).图5－3－4\n\n[例3]试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法.提供的实验器材有：弹射器(含弹丸)、铁架台(带有夹具)、米尺.(1)在图5－3－5中画出实验示意图.图5－3－5\n(2)在安装弹射器时应注意：_______________________.(3)实验中需要测量的量(在示意图中用字母标出)：________________________________________________________.(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等,在实验中应采取的方法是__________________.(5)计算公式为____________________________________.[解析]如图所示.\n[答案]见解析