5.3实验：研究平抛运动1—2020-2021学年人教版高中物理必修二课件23张PPT

5.3 实验：研究平抛运动 人教版 高中物理必修二 第五章曲线运动 平抛运动 那平抛运动的运动轨迹有什么特点呢？ 复习回顾： 平抛运动：物体以一定的水平速度抛后，只在重力作用下的运动。 平抛运动的规律： 水平方向：匀速直线运动，x = v0t 竖直方向：自由落体运动，y=gt2/2 研究平抛运动 思考： 1.要通过实验研究什么？ 2.我们该怎么研究呢？（请回顾直线运动的实验研究） 验证平抛运动的规律（运动轨迹的特点） 要用其它方法记录运动轨迹，采用运动合成 与分解方法，对水平和竖直方向的分运动进 行测量、研究。 思考： 3.先验证什么规律呢？ 4.如何根据测量的水平、竖直位移验证轨迹是抛物线呢？ 5.能否求出平抛的初速度？ 研究平抛运动 先验证轨迹方程 图象法，化曲为直，以x2为横坐标，以y为纵坐标 y-x2图象斜率与初速度有关，可计算初速度 O y x y = x？ O y x2 一、实验目的、原理、器材 1．实验目的 (1)用实验方法描出平抛运动的轨迹，并判断该轨迹是否为抛物线； (2)探究平抛运动竖直方向和水平方向运动的特点； (3)根据实验得到的轨迹求解做平抛运动的物体的初速度。 2．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=gt2/2得初速度 一、实验目的、原理、器材 3．实验器材 频闪照相机、铅笔、刻度尺、三角板、平抛实验装置、小钢球、白纸、复写纸、铅笔、刻度尺、三角板。 二、实验步骤 二、实验步骤 4．实验步骤(描迹法为例) (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。 (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。 重锤 二、实验步骤 (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经过的某一位置； 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。 三、误差分析和注意事项 误差分析 ①安装斜槽时，斜槽末端没有调水平，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，导致轨迹上的各点的坐标不准确。 ③小球每次由静止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描点不准确。 ⑤量取轨迹上各点坐标时测量不准确。 三、误差分析和注意事项 (7)注意事项 ①实验中必须保持斜槽末端水平。 ②要用重锤线检查木板、坐标纸上的竖直线是否竖直。 ③小球必须每次从斜槽上相同的位置无初速度自由滚下。 ④小球做平抛运动起点不是槽口的端点，应是小球在槽口时球心在木板上水平投影点。 ⑤要在斜槽上合适的高度释放小球，使其以较大的水平速度运动，从而减小相对误差。 ⑥要用平滑的曲线画出轨迹，舍弃个别偏差较大的点。 ⑦在轨迹上选点时，不要离抛出点过近，并且使所选取的点之间尽量远些。 四、研究平抛运动的轨迹 (5)数据处理（判断平抛运动的轨迹是不是抛物线） 方法一： ①测出相等时间T、2T、3T…内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移。 ②把测量的数据记录在表格中： ③通过根据分析水平分运动和竖直分运动的特点。 时间 T 2T 3 ... ...