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(共19张PPT)
3.实验:探究平抛运动的特点
01
02
03
实验自主学习
实验互动探究
实验典例突破
01
实验自主学习
【实验目的】
1.学会用实验的法描绘平抛运动的轨迹。
2.会根据轨迹计算平抛运动的初速度。
3.掌握描迹法等探究实验的常用法。
【实验器材】
斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、铅垂线、三角板、铅笔、刻度尺。
【实验原理与设计】
1.实验的基本思想:用_______(或喷水法或_________法)得到物体平抛运动
的轨迹。
2.实验原理:
使小球做平抛运动,利用_______描绘小球的运动轨迹,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=,可得v0=x。
描迹法
频闪照相
描迹法
v0t
gt2
3.实验设计:
(1)判断平抛运动的轨迹是不是抛物线。
(2)求平抛初速度。
02
实验互动探究
【实验过】
一、实验步骤(以斜面小槽法为例)
1.按实验原理图甲所示安装实验装置,使斜槽末端水平。调节调平螺丝,使背板处于竖直平面内,卡好倾斜挡板N。将一张白纸衬垫一张复写纸,紧贴在背板上。
2.以水平斜槽末端端口上钢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.使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下,从末端飞出后做平抛运动。钢球落在倾斜的挡板上,就会挤压复写纸,在白纸上留下印痕。
4.上下调节挡板N,通过多次实验,在白纸上记录钢球所经过的多个位置。
5.将白纸从木板上取下,从O点开始连接画出的若干点描出一条平滑的曲线,如图乙所示。
二、数据收集与分析
1.在x轴上作出等距离的几个点B1、B2、B3……向下作垂线,垂线与抛体轨迹的交点记为M1、M2、M3……,再过M1、M2、M3……作y轴的垂线分别交于A1、A2、A3……用刻度尺测量各点的坐标(x,y)。
(1)代数计算法:将某点(如M3点)的坐标(x,y)代入y=ax2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都近似成立,则说明所描绘得出的曲线为抛物线。
(2)图像法:建立y -x2坐标系,根据所测量的各个点的x坐标值计算出对应的x2值,在坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上,若大致在一条直线上,则说明平抛运动的轨迹是抛物线。
2.计算初速度:在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A、B、C、D、E、F,用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x,y),并记录在下面的表格中。
项目 A B C D E F
x/mm
y/mm
v0=x/(m·s-1)
v0的平均值/(m·s-1)
已知g值,利用公式y=gt2和x=v0t,求出小球做平抛运动的初速度v0,最后算出v0的平均值。
【误差分析】
1.实验原理不完善造成系统误差:
(1)安装斜槽时,其末端切线不水平,导致小球离开斜槽后不做平抛运动。
(2)小球每次自由滚下时起始位置不完相同,导致轨迹出现误差。
2.测量、操作不够准确造成偶然误差:
(1)建立坐标系时,坐标原点的位置确定不准确,导致轨迹上各点的坐标不准确。
(2)确定小球运动的位置时不准确,会导致误差。
(3)量取轨迹上各点坐标时不准确,会导致误差。
【实验探究】
实验中为什么要使小球从斜槽上同一位置无初速度释放
提示:使小球从斜槽上同一位置无初速度释放的目的是使小球每次做平抛运动时的初速度相同,以保证小球每次做平抛运动的轨迹相同。
03
实验典例突破
类型一 实验仪器与实验操作
【典例1】(2025·聊城高一检测)某学习小组用实验探究“平抛运动规律”。
(1)在图1中用小锤敲击铁片,观察到A、B两个小球__________,则说明平抛运动在竖直向做__________运动。
(2)在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下,观察到P、Q两个小球撞在一起,则说明平抛运动在______向上做__________运动。
(3)图3是实验室内研究平抛运动的装置。以下实验过的一些做法,其中合理的有____(多选)。
A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
C.每次小球应从同一位置由静止释放
【解析】(1)由于同时处于任意高度时,做平抛运动和自由落体运动的小球都会同时落地,说明平抛运动在竖直向上做自由落体运动。
(2)在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下,观察到P、Q两个小球撞在一起,则说明平抛运动在水平向上做匀速直线运动。
(3)为保证小球做平抛运动,安装斜槽轨道时,应使其末端保持水平,故A正确。
为保证小球做平抛运动的初速度相同,每次小球应从同一位置由静止释放,故B错误,C正确。
答案:(1)同时落地　自由落体 (2)水平　匀速直线　(3)A、C
类型二 实验数据处理
【典例2】为了研究平抛运动的特点,用频闪照相的法记录做平抛运动的小球每隔相等时间T的位置,如图甲所示。以左边第一个小球(平抛起始点)的中心为原点,沿水平向右竖直向下的向建立平面直角坐标系,用平滑曲线把这些位置连接起来,如图乙所示,其中M1、M2、M3……为图甲中记录的小球的位置。已知重力加速度为g。
(1)根据____________________________________可以判断小球在水平向上做__________________运动。
(2)有同学进一步猜测,小球在竖直向上做自由落体运动,请你利用题中所给信息,提出一种判断该同学的猜测是否成立的法: 。
(3)若(2)中猜测成立,测得某小球中心点的横坐标为x,纵坐标为y,据此可以计算出小球的初速度大小为________________。
【解析】(1)相邻两点间的水平距离相等,由于时间间隔相等,因此可以判断水平向上做匀速直线运动。
(2)根据自由落体公式y=gt2,算出相应纵坐标的值与图乙中相应的值对比。
(3)根据y=gt2,可得下落时间t=,在水平向上由x=v0t,
可得初速度大小v0=x。
答案:(1)相邻两点间的水平距离相等　匀速直线　(2)根据自由落体公式,算出相应纵坐标的值,与图乙中相应的值对比　(3)x3.实验:探究平抛运动的特点
实验自主学习
【实验目的】
1.学会用实验的法描绘平抛运动的轨迹。
2.会根据轨迹计算平抛运动的初速度。
3.掌握描迹法等探究实验的常用法。
【实验器材】
斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、铅垂线、三角板、铅笔、刻度尺。
【实验原理与设计】
1.实验的基本思想:用描迹法(或喷水法或频闪照相法)得到物体平抛运动的轨迹。
2.实验原理:
使小球做平抛运动,利用描迹法描绘小球的运动轨迹,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=v0t和y=gt2,可得v0=x。
3.实验设计:
(1)判断平抛运动的轨迹是不是抛物线。
(2)求平抛初速度。
实验互动探究
【实验过】
一、实验步骤(以斜面小槽法为例)
1.按实验原理图甲所示安装实验装置,使斜槽末端水平。调节调平螺丝,使背板处于竖直平面内,卡好倾斜挡板N。将一张白纸衬垫一张复写纸,紧贴在背板上。
2.以水平斜槽末端端口上钢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.使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下,从末端飞出后做平抛运动。钢球落在倾斜的挡板上,就会挤压复写纸,在白纸上留下印痕。
4.上下调节挡板N,通过多次实验,在白纸上记录钢球所经过的多个位置。
5.将白纸从木板上取下,从O点开始连接画出的若干点描出一条平滑的曲线,如图乙所示。
二、数据收集与分析
1.在x轴上作出等距离的几个点B1、B2、B3……向下作垂线,垂线与抛体轨迹的交点记为M1、M2、M3……,再过M1、M2、M3……作y轴的垂线分别交于A1、A2、A3……用刻度尺测量各点的坐标(x,y)。
(1)代数计算法:将某点(如M3点)的坐标(x,y)代入y=ax2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都近似成立,则说明所描绘得出的曲线为抛物线。
(2)图像法:建立y -x2坐标系,根据所测量的各个点的x坐标值计算出对应的x2值,在坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上,若大致在一条直线上,则说明平抛运动的轨迹是抛物线。
2.计算初速度:在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A、B、C、D、E、F,用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x,y),并记录在下面的表格中。
项目 A B C D E F
x/mm
y/mm
v0=x/(m·s-1)
v0的平均值/(m·s-1)
已知g值,利用公式y=gt2和x=v0t,求出小球做平抛运动的初速度v0,最后算出v0的平均值。
【误差分析】
1.实验原理不完善造成系统误差:
(1)安装斜槽时,其末端切线不水平,导致小球离开斜槽后不做平抛运动。
(2)小球每次自由滚下时起始位置不完相同,导致轨迹出现误差。
2.测量、操作不够准确造成偶然误差:
(1)建立坐标系时,坐标原点的位置确定不准确,导致轨迹上各点的坐标不准确。
(2)确定小球运动的位置时不准确,会导致误差。
(3)量取轨迹上各点坐标时不准确,会导致误差。
【实验探究】
实验中为什么要使小球从斜槽上同一位置无初速度释放
提示:使小球从斜槽上同一位置无初速度释放的目的是使小球每次做平抛运动时的初速度相同,以保证小球每次做平抛运动的轨迹相同。
实验典例突破
类型一 实验仪器与实验操作
【典例1】(2025·聊城高一检测)某学习小组用实验探究“平抛运动规律”。
(1)在图1中用小锤敲击铁片,观察到A、B两个小球__________,则说明平抛运动在竖直向做
__________运动。
(2)在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下,观察到P、Q两个小球撞在一起,则说明平抛运动在______向上做__________运动。
(3)图3是实验室内研究平抛运动的装置。以下实验过的一些做法,其中合理的有____(多选)。
A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
C.每次小球应从同一位置由静止释放
【解析】(1)由于同时处于任意高度时,做平抛运动和自由落体运动的小球都会同时落地,说明平抛运动在竖直向上做自由落体运动。
(2)在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下,观察到P、Q两个小球撞在一起,则说明平抛运动在水平向上做匀速直线运动。
(3)为保证小球做平抛运动,安装斜槽轨道时,应使其末端保持水平,故A正确。
为保证小球做平抛运动的初速度相同,每次小球应从同一位置由静止释放,故B错误,C正确。
答案:(1)同时落地　自由落体
(2)水平　匀速直线　(3)A、C
类型二 实验数据处理
【典例2】为了研究平抛运动的特点,用频闪照相的法记录做平抛运动的小球每隔相等时间T的位置,如图甲所示。以左边第一个小球(平抛起始点)的中心为原点,沿水平向右竖直向下的向建立平面直角坐标系,用平滑曲线把这些位置连接起来,如图乙所示,其中M1、M2、M3……为图甲中记录的小球的位置。已知重力加速度为g。
(1)根据________________________可以判断小球在水平向上做____________运动。
(2)有同学进一步猜测,小球在竖直向上做自由落体运动,请你利用题中所给信息,提出一种判断该同学的猜测是否成立的法: __。
(3)若(2)中猜测成立,测得某小球中心点的横坐标为x,纵坐标为y,据此可以计算出小球的初速度大小为________________。
【解析】(1)相邻两点间的水平距离相等,由于时间间隔相等,因此可以判断水平向上做匀速直线运动。
(2)根据自由落体公式y=gt2,算出相应纵坐标的值与图乙中相应的值对比。
(3)根据y=gt2,可得下落时间t=,在水平向上由x=v0t,可得初速度大小v0=x。
答案:(1)相邻两点间的水平距离相等　匀速直线　(2)根据自由落体公式,算出相应纵坐标的值,与图乙中相应的值对比　(3)x
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