实验五探究平抛运动的规律实验五探究平抛运动的规律 过程分析导引过程分析导引实验典例精析实验典例精析知能优化演练知能优化演练实实验验五五探探究究平平抛抛运运动动的的规规律律知识要点归纳知识要点归纳知识要点归纳知识要点归纳实验目的目的1用描迹法描出平抛物体的运用描迹法描出平抛物体的运动轨迹迹2根据运根据运动轨迹求出平抛物体的初速度迹求出平抛物体的初速度实验原理原理平抛运平抛运动可以看作是两个分运可以看作是两个分运动的合成：一个的合成：一个是水平方向的匀速直是水平方向的匀速直线运运动，其速度等于平抛，其速度等于平抛物体运物体运动的初速度；另一个是的初速度；另一个是竖直方向的自由直方向的自由实验器材实验器材斜槽斜槽(附金属小球附金属小球)、木板及竖直固定支架、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、细线、刻度尺、三角板、重锤、白纸、图钉、细线、刻度尺、三角板、重锤、铅笔铅笔过程分析导引过程分析导引一、实验步骤一、实验步骤1描绘平抛物体的运动轨迹描绘平抛物体的运动轨迹(1)将将斜斜槽槽放放在在桌桌面面上上，让让其其末末端端伸伸出出桌桌面面边边缘缘外外，调调节节末末端端，使使槽槽末末端端切切线线水水平平，随随之之将将其其固定，如图固定，如图451所示所示(2)在在带带有有支支呆呆的的木木板板上上，用用图图钉钉钉钉好好白白纸纸，并并让让竖竖直直放放置置的的木木板板左左上上方方靠靠近近槽槽口口，使使小小球球滚滚下飞出后的轨道平面跟板面平行，如图下飞出后的轨道平面跟板面平行，如图451所示所示图451(3)把小球飞离斜槽末端时的球心位置投影到把小球飞离斜槽末端时的球心位置投影到白纸上，在白纸上标出白纸上，在白纸上标出O的位置，过的位置，过O点用重点用重垂线画出竖直线，定为垂线画出竖直线，定为y轴轴(4)让小球每次都从斜槽上同一适当位置由静止让小球每次都从斜槽上同一适当位置由静止滚下，移动笔尖在纸上的位置，当小球恰好与滚下，移动笔尖在纸上的位置，当小球恰好与笔尖正碰时，在白纸上依次记下这些点的位置笔尖正碰时，在白纸上依次记下这些点的位置.(5)把白纸从木板上放下来，用三角板过把白纸从木板上放下来，用三角板过O点作点作与竖直方向垂直的与竖直方向垂直的x轴，再将上面依次记下的点轴，再将上面依次记下的点连成平滑曲线，这就是平抛小球的运动轨迹连成平滑曲线，这就是平抛小球的运动轨迹二、数据处理二、数据处理在分析实验结果时，一般是根据方格纸记录的轨在分析实验结果时，一般是根据方格纸记录的轨迹求抛体的初速度迹求抛体的初速度v0，解答依据有两条：其一是，解答依据有两条：其一是研究平抛物体的运动实验的原理；其二是匀变速研究平抛物体的运动实验的原理；其二是匀变速直线运动的规律，在水平方向上直线运动的规律，在水平方向上xv0t，在竖，在竖直方向上直方向上yaT2即可求出即可求出v0.三、误差分析三、误差分析1安装斜槽时，其末端切线不水平而产生误差安装斜槽时，其末端切线不水平而产生误差.2建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点，实际上应以末端端口上的小球球心位置为原点，实际上应以末端端口上的小球球心位置为坐标原点坐标原点3小球每次滚下的初位置不同而产生误差小球每次滚下的初位置不同而产生误差4由于空气阻力存在，并不是真正的平抛由于空气阻力存在，并不是真正的平抛四、本卷须知四、本卷须知1实验中必须保持斜槽末端水平实验中必须保持斜槽末端水平2要用重垂线检查木板、坐标纸上的竖线是否要用重垂线检查木板、坐标纸上的竖线是否竖直竖直3小球必须每次从斜槽上相同的开始位置自由小球必须每次从斜槽上相同的开始位置自由滚下滚下4实验时，眼睛应平视运动小球，并较准确地实验时，眼睛应平视运动小球，并较准确地确定通过的位置确定通过的位置5要用平滑曲线画出轨迹，舍弃个别偏差较大要用平滑曲线画出轨迹，舍弃个别偏差较大的点在轨迹上选点时，不要离抛出点过近，的点在轨迹上选点时，不要离抛出点过近，并且使所选取的点之间尽量远离并且使所选取的点之间尽量远离6要在斜槽上适当的高度释放小球，使它水平要在斜槽上适当的高度释放小球，使它水平抛出时以较大的水平速度运动，从而减小相对抛出时以较大的水平速度运动，从而减小相对误差误差 (2019年湖北黄冈中学月考年湖北黄冈中学月考)在在“研究平抛研究平抛物体的运动的实验中，用如图物体的运动的实验中，用如图452所示所示的实验装置：的实验装置：实验典例精析实验典例精析对实验原理及操作步骤的考查对实验原理及操作步骤的考查例例例例1 1图452(1)将两个完全相同的斜滑轨固定在同一竖直面将两个完全相同的斜滑轨固定在同一竖直面内，它们的最下端水平，把两个质量相等的小钢内，它们的最下端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的顶点由静止同时释放，滑道球，从斜面的顶点由静止同时释放，滑道2与光与光滑水平面吻合，观察到滑水平面吻合，观察到_，说明，说明_.(2)在教材在教材“研究平抛物体的运动的实验中可以研究平抛物体的运动的实验中可以测出小球经过曲线上任意位置的瞬时速度实验测出小球经过曲线上任意位置的瞬时速度实验简要步骤如下：简要步骤如下：A让小球多次从让小球多次从_位置无初速滚下，记位置无初速滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列的位置下小球穿过卡片孔的一系列的位置B按教材图安装好器材，注意调整按教材图安装好器材，注意调整_，记下斜槽末端记下斜槽末端O点和过点和过O点的竖直线点的竖直线C测出曲线上某点的位置坐标测出曲线上某点的位置坐标x、y，用，用v_算出该点的瞬时速度算出该点的瞬时速度D取下白纸，以取下白纸，以O点为原点，以竖直线为轴建点为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹完成上述步骤，将正确的答案填在横线上完成上述步骤，将正确的答案填在横线上上述实验步骤的理顺序是上述实验步骤的理顺序是_ 在做在做“研究平抛物体的运研究平抛物体的运动的的实验时，让小球多次沿同一小球多次沿同一轨道运道运动，通，通过描点法画出描点法画出小球平抛运小球平抛运动的的轨迹迹(1)为了能了能较准确地描准确地描绘运运动轨迹，下面列出一迹，下面列出一些操作要求，将你些操作要求，将你认为正确的正确的选项的字母代号的字母代号填在横填在横线上：上：_.对注意事项及数据处理的考查对注意事项及数据处理的考查例例2a通过调节使斜槽的末端保持水平通过调节使斜槽的末端保持水平b每次释放小球的位置必须不同每次释放小球的位置必须不同c每次必须由静止释放小球每次必须由静止释放小球d记录小球位置时每次改变的记录小球位置时每次改变的x值必须相同值必须相同e小球运动时不应与木板上的坐标纸相接触小球运动时不应与木板上的坐标纸相接触f取下坐标纸，将球的各位置用直尺将点连成取下坐标纸，将球的各位置用直尺将点连成折线折线(2)若用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的若用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为边长为L1.25 cm，小球在平抛运动途中的几个，小球在平抛运动途中的几个位置如图位置如图453中的中的a、b、c、d所示，则小球平所示，则小球平抛的初速度的计算式为抛的初速度的计算式为v0_(用用L、g表示表示),其值是其值是_；小球在；小球在b点的速度大小为点的速度大小为_.(取取g9.8 m/s2)图453【解解析析】(1)只只有有斜斜槽槽的的末末端端保保持持水水平平，小小球球才才具具有有水水平平初初速速度度，其其运运动动才才是是平平抛抛运运动动每每次次从从斜斜槽槽上上同同一一高高度度处处由由静静止止释释放放小小球球，是是为为了了使使小小球球有有相相同同的的初初速速度度，如如果果小小球球在在运运动动过过程程中中与与木木板板上上的的坐坐标标纸纸接接触触，就就会会改改变变它它的的运运动动，便便不不是平抛运动故选项是平抛运动故选项a、c、e正确正确b选选项项中中，每每次次释释放放小小球球的的位位置置必必须须相相同同，以以保保证证小小球球有有相相同同的的水水平平初初速速度度；d选选项项中中改改变变x的的值值应应视视小小球球运运动动过过程程中中的的实实际际情情况况而而定定，每每次次改改变变x的的值值不不一一定定相相同同；f选选项项中中应应根根据据记记下下的的一一系系列列位位置置，用用平平滑滑的的曲曲线线画画出出小小球球做做平平抛抛运运动动的的轨轨迹迹.(2)因小球在水平方向的运动为匀速直线运动，由因小球在水平方向的运动为匀速直线运动，由图中可看出相邻两点的水平位移均为图中可看出相邻两点的水平位移均为2L，故每相，故每相邻两点之间的时间间隔是相等的，设为邻两点之间的时间间隔是相等的，设为T，由于，由于平抛运动在竖直方向是自由落体运动，在水平方平抛运动在竖直方向是自由落体运动，在水平方向是匀速直线运动，根据运动学知识可知：向是匀速直线运动，根据运动学知识可知：v02L/TsgT2创新实验创新实验例例3 (2019年灵璧一中月考年灵璧一中月考)有人想设计制作有人想设计制作一一“平抛运动扫描仪平抛运动扫描仪”，所用的器材有：已用过，所用的器材有：已用过的医用吊针的医用吊针(整套，见图整套，见图454甲所示甲所示)；竖直；竖直木板木板1块；厚为块；厚为0.5 cm的光滑小木条；钉子；白的光滑小木条；钉子；白纸纸1张；图钉张；图钉4枚；小钢球枚；小钢球1个；重垂线；直尺个；重垂线；直尺1把；染了红墨水的水；铁架台把；染了红墨水的水；铁架台图454(1)证明从针头滴出的水滴的出口速度大小是不变证明从针头滴出的水滴的出口速度大小是不变的的(2)请你帮他设计这一请你帮他设计这一“平抛运动扫描仪平抛运动扫描仪”，并写出，并写出实验方案和步骤实验方案和步骤【解析】【解析】(1)要证明从针头出来的所有水滴速度要证明从针头出来的所有水滴速度大小不变，只要证明针头处的压强在出水过程中大小不变，只要证明针头处的压强在出水过程中是不变的即可打开塑料管上的开关，待流出一是不变的即可打开塑料管上的开关，待流出一部分水稳定后，瓶口处的压强总是等于外界大气部分水稳定后，瓶口处的压强总是等于外界大气压强，针头处压强，针头处A的压强是的压强是pAp0gh，A处水的处水的将针头用透明胶贴在小木条的外边缘，注意针将针头用透明胶贴在小木条的外边缘，注意针头与小木条平行；头与小木条平行；将白纸用将白纸用4 4个图钉固定在针头右侧的木板上；个图钉固定在针头右侧的木板上；在针头出口处下方挂重垂线在针头出口处下方挂重垂线( (如图如图4 45 54 4乙所乙所示示) )；打开塑料管上的开关，待稳定时，我们看到红打开塑料管上的开关，待稳定时，我们看到红色的水从针头口呈线状水平射出，并靠近但不接色的水从针头口呈线状水平射出，并靠近但不接触白纸做平抛运动触白纸做平抛运动【答案】见解析【答案】见解析本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进入入课件目件目录按按ESC键退出全屏播放退出全屏播放谢谢使用使用