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课件网) 第2课时 实验:研究平抛运动 【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。 3.根据平抛运动的轨迹求其初速度。 【实验原理】 1.利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹。 2.建立坐标系,如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关 系具有y=ax2的形式(a是一个常量),则轨迹是一条抛物 线。 3.测出轨迹上某点的坐标x、y,根据x=v0t,y= gt2得 初速度v0=x 。 【实验器材】 斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺 【实验过程】 一、实验步骤 1.安装调整: (1)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。 (2)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。如图所示。 2.建坐标系:把小球放在槽口处, 用铅笔记下小球在槽口(轨道末端) 时球心所在木板上的投影点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。 3.确定小球位置: (1)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。 (2)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。 (3)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。 二、数据处理 1.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,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.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.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。 3.小球每次自由滚下时起始位置不完全相同,导致轨迹出现误差。 4.确定小球运动的位置时不准确,会导致误差。 5.量取轨迹上各点坐标时不准确,会导致误差。 【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。 5.初速度的计算: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。 类型一 实验器材及操作 【典例1】(1)在做“研究平抛物体的运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是_____。? A.停表 B.坐标纸 C.天平 D.弹簧秤 E.重垂线 (2)实验中,下列说法正确的是_____。? A.应使小球每次从斜槽上相同的位置无初速 ... ...
