2017-2018届高中物理 第五章 曲线运动 第3节 实验：研究平抛运动课件 新人教版必修2.pptVIP

* 第五章 实验理论指导 典题案例导析 题型一 题型二 第3节 题型三 知能演练提升 三、实验器材 1．描迹法 斜槽轨道、小钢球、木板、白纸、图钉、重锤、直尺、三角板、铅笔等。 2．喷水法 饮料瓶、瓶塞、两端开口的细管(其中一根弯成直角，其一端接一段更细的硬管)、白纸、木板。 四、实验步骤 1．描迹法 实验装置如图5－3－1所示，钢球从 斜槽上滚下，冲过水平槽飞出后做平抛 运动。每次都使钢球在斜槽的同一位置 滚下，钢球在空中做平抛运动的轨迹就是一定的。用铅笔描出小球每次经过的位置，通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球经过的多个位置，连起来可得到钢球平抛运动的轨迹。 图5－3－1 2．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 3．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 五、数据处理 1．判断平抛运动的轨迹是抛物线 (1)如图5－3－4所示，在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3、…，把线段OA1的长度记为L，那么OA2＝2L、OA3＝3L、…，过A1、A2、A3、…向下作垂线，与轨迹的交点记为M1、M2、M3、… 图5－3－4 (2)设轨迹是一条抛物线，则M1、M2、M3、…各点的y坐标与x坐标应该具有的形式为y＝ax2，a是常量。 (3)用刻度尺测量某点的x、y两个坐标，代入y＝ax2中，求出常量a。 (4)测量其他几个点的x、y坐标，代入上式，看由各点坐标求出的a值是否相等。如果在误差允许范围内相等，就说明该曲线为抛物线。 六、注意事项 (1)利用描迹法做实验时必须调整斜槽末端的切线沿水平方面。 (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。 (3)小球每次必须从斜槽上同一位置滚下。 (4)坐标原点不能是槽口的端点，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，以使小球做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。 七、误差分析 (1)用描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。 八、它案设计 对比实验法研究平抛运动规律。 实验装置如图5－3－5所示。 图5－3－5 1．研究水平方向上的分运动的性质 (1)把两个小钢珠分别吸在电磁铁C、D上，切断电源，使两个小钢珠以相同的初速度分别从轨道A、B同时射出。 (2)同步改变电磁铁C、D与轨道出口水平线之间的高度，多次重复以上步骤。 我们看到两个小钢珠每次都发生相碰，因此可以得出两个小钢珠在水平方向的运动是相同的，即平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。 2．研究竖直方向上的分运动的性质 (1)把两个小钢珠分别吸在电磁铁C、E上，切断电磁铁C的电源，使一只小钢珠从轨道A射出，并在射出时碰撞开关ＴS，使电磁铁E断电释放它吸着的小钢珠。 (2)调整电磁铁E的位置，让电磁铁E从N向M移动，多次重复以上步骤。 我们看到两个小钢珠每次都发生相碰，因此可以得出两个小钢珠在竖直方向的运动是相同的，即平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。 [例1]　在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下： A.让小钢球多次从________位置上滚下，记下小球运动途中经过的一系列位置； B．安装好器材，注意斜槽末端水平和木板竖直，记下小球在斜槽末端时球心在木板上的投影点O和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是__________