成才之路 物理 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 必修2 曲线运动 第五章 第三节 实验：研究平抛运动 第五章 学习目标定位1 课堂情景切入2 知识自主梳理3 重点难点突破4 考点题型设计5 课 时 作 业 6 学习目标定位 *能够利用实验的方法得到平抛运动的轨迹 *能够利用平抛运动的轨迹研究平抛运动的规律 、计算平抛物体的初速度 课堂情景切入 做平抛运动的物体在运动中每时每刻都有不同的位置，如 何确定物体在不同时刻的位置坐标？怎样描绘物体的运动轨迹 呢？让我们通过实验来探究这个问题。 知识自主梳理 描迹法描绘平抛运动的轨迹 平抛 同一位置 轨迹 平滑的曲线 如图所示，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_， 且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_的轨迹。将它描在背后的 纸上，或用相机拍摄下来进行分析处理。 用细水流显示平抛运动的轨迹 水平 平抛运动 用数码照相机可记录平抛运动的轨迹 ，如图所示。由于相邻两帧照片间的时间 间隔是_的，只要测量相邻两照片 上小球的_位移，就很容易判断平 抛运动水平方向上的运动特点。 用频闪照相拍摄平抛运动的轨迹 相等 水平 重点难点突破 用描迹法研究平抛运动 1实验目的 (1)描出平抛运动的轨迹，并验证轨迹是一条抛物线。 (2)根据平抛运动的轨迹求其初速度。 4实验步骤 (1)安装调平 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。 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，用重锤线画 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： 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 。 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。 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。 (2)验证轨迹是抛物线 抛物线的数学表达式为yax2，将某点(如B点)的坐标x、y 代入上式求出常数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近似都成立，则说明所描绘 得出的曲线为抛物线。 6误差分析 (1)斜槽末端没有调水平，小球离开斜槽后不做平抛运动。 (2)确定小球运动的位置时不准确。 (3)量取轨迹上各点坐标时不准确。 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自由滚下。 (4)实验时，眼睛应平视运动小球，并较准确地确定小球通 过的位置。 (5)要在斜槽上较大的高度释放小球，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。 考点题型设计 对实验原理及操作过程的考查 (3)某同学建立的直角坐标系如图所示，设他在安装实验装 置和其他操作时准确无误，只有一处失误，即是_ _。 (4)该同学在轨迹上任取一点M，测得坐标为(x，y)，则初 速度的测量值为_，测量值比真实值要_(选填“偏 大”“偏小”或“不变”)。 A选用装置1研究平抛物体竖直分运动，应该用眼睛看A 、B两球是否同时落地 B选用装置2要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，竖 直管上端一定要低于水面 C选用装置3要获得钢球的平抛轨迹，每次不一定要从斜 槽上同一位置由静止释放 D除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运 动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹 答案：BD 解析：小球下落的速度很快，运动时间很短，用眼睛很难准 确判断出小球落地的先后顺序，应听声音，选项A不合理；竖 直管的上端应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，管上端 处的压强始终等于大气压，不受瓶内水面高低的影响，因此可 以得到稳定的细水柱，选项B正确；只有每次从同一高度由静 止释放钢球，钢球做平抛运动的初速度才相同，选项C错误； 获得每秒15帧的录像就等同于做平抛运动实验时描方格图的方 法，同样可以探究平抛运动的规律，选项D正确。 实验数据处理方法 (1)若以拍摄的第一点为坐标原点，水平向右和竖直向下为 正方向，则没有被拍摄到的小球位置坐标为_。 (2)小球平抛的初速度大小为_。 答案：(1)(588cm,588cm) (2)196m/s 对实验原理的理解和迁移应用 (1)实验前应对实验装置反复调节，直到_。 每次让小球从同一位置由静止释放，是为了_。 (2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了_。 (3)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹。 解析：(1)对实验装置反复调节的目的：斜轨末端水平，以 保证小球离开轨道时做平抛运动；A板水平，保证B板总处于 同一高度；插槽P0P0垂直斜轨并在斜轨末端正下方，以保证 B板在P0P0时小球的痕迹为抛出点；每次让小球从同一位置由 静止释放，是为了保证小球每次以相同初速度做平抛运动。 (2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了使记录纸上每两 点间的水平距离相等。 (3)如图所示。 答案：(1)斜轨末端水平、A板水平、插槽P0P0垂直斜轨并在 斜轨末端正下方 使小球每次做平抛运动的初速度都相同 (2) 使记录纸上每两点之间的水平距离相等 (3)如图所示 (1)乙图中，A处拍摄的频闪照片为_(选填“a”或 “b”) (2)测得图乙(a)中OP距离为45cm，(b)中OP距离为30cm， 则平抛物体的初速度为_m/s，P点速度为_m/s。 (g10m/s2) 课 时 作 业