3 探究平抛运动的特点 核心 素养 目标 1.知道什么是平抛运动。 2.学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹。 3.通过实验,掌握平抛运动轨迹的获取过程和方法。 知识点一 什么是平抛运动 1.平抛运动定义:物体以一定的初速度沿水平方向抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动。 2.平抛运动的性质:匀变速曲线运动。 知识点二 描绘平抛运动的轨迹 1.实验目的 (1)用实验的方法描出平抛运动的轨迹。 (2)判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。 2.实验原理 用卡位法描点并绘制小球的平抛运动轨迹。 3.实验器材 斜槽轨道、坐标纸、小球、图钉、铅笔、刻度尺、重锤线。 4.实验步骤 (1)安装实验器材 将实验仪器置于桌面,调节调平螺丝,观察重垂线,使面板处于竖直平面内,卡好定位板。装好平抛轨道,使轨道的抛射端处于切线水平。 (2)在描迹记录纸后衬垫一张复写纸或打字蜡纸,并用压纸板将它们紧贴固定在面板上。使横坐标x轴在水平方向上,纵坐标y轴沿竖直方向向下,并注意使坐标原点的位置在平抛物体(钢球)的中心离开轨道处。 (3)把接球挡板置于最上方一格。 (4)将定位板在某一位置固定好。钢球紧靠定位板释放,球沿轨道向下运动,以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出,下落的钢球打在接球挡板上,小球将挤压记录纸,留下一个印迹点。 (5)将接球挡板向下移动一格,重复上述操作方法,得到第二个印迹点,如此继续下移接球挡板,直至最低点,即可得到平抛的钢球下落时的一系列印迹点。 (6)改变定位板的位置,即可改变钢球平抛的初速度,重复上述实验操作步骤,便可获得另一系列印迹点。 (7)描绘平抛运动的轨迹 取下记录纸,将各次实验所记录的点分别用平滑曲线连接起来,即可得到以不同的初速度做平抛运动的小钢球的轨迹图线。 5.数据处理 判断平抛运动的轨迹是否为抛物线:在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3…,向下作垂线,垂线与抛体轨迹的交点记为M1、M2、M3…用刻度尺测量各点的坐标(x,y)。 (1)代数计算法:将某点(如M1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。 6.误差分析 (1)用轨迹法时斜槽末端没有水平,使得小球离开斜槽后不做平抛运动。 (2)描点不准确。 (3)在轨迹上量取某点坐标(x,y)时出现误差。 7.注意事项 (1)斜槽安装: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,若没有明显的运动倾向,斜槽末端的切线就水平了。 (2)方木板固定: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)小球释放 ①小球每次必须从斜槽上同一位置滚下。 ②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。 (4)坐标原点: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。 要点一 平抛运动概念的理解 1.物理学中提出的平抛运动是一种理想化的模型,即把物体看成质点,抛出后只考虑重力作用,忽略空气阻力。实际中如果物体的重力远大于空气阻力,将物体水平抛出的运动也可视为平抛运动。 2.平抛运动的性质 由于做平抛运动的物体只受重力作用,由牛顿第二定律可知,其加速度恒为g,是匀变速运动,又重力与初速度方向不在同一直线上,物体做曲线运动,故平抛运动是匀变速曲线运动。 【典例1】 关于平抛运动,下列说法正确的是( ) A.平抛运动是匀速运动 B.平抛运动是加速度 ... ...
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