3实验：研究平抛运动.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,5.3 实验：研究平抛运动,一、实验目的,1,用实验方法描出平抛物体的运动轨迹，验证其轨迹是抛物线2,由运动轨迹求平抛物体的初速度二、实验操作方案,1.,笔尖接触法,2.,带孔纸片（卡纸）法,3.,卡槽法,4.,喷水法,5.,频闪照相法,三、实验步骤,1.,安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明水平已调好2.,调整木板：用悬挂在槽口的,重垂线,把木板调整到,竖直,方向、并使木板平面与小球下落的竖直面,平行,然后,把重垂线方向,记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变3.,确定坐标原点,O,：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点,O,，,O,即为坐标原点4,描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。

保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始下滑，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置5.,计算初速度：取下白纸，以,O,点为原点画出竖直向下的,y,轴和水平向右的,x,轴，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹用公式,x,v,0,t,和,y,gt,2,/2,计算出小球的初速度,v,0,，最后计算出,v,0,的平均值，并将有关数据记入表格内在曲线上选取,A,、,B,、,C,、,D,、,E,、,F,六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标,x,和,y,四,.,注意事项,1,斜槽末端的切线必须水平2,方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触3,坐标原点,(,小球做平抛运动的起点,),不是槽口的端点，应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点4.,如果是用白纸，则应以小球在,槽,口时球的球心在木板上的水平投影点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重垂线，先根据重,垂,线方向确定,y,轴方向，再用直角三角板画出水平线作为,x,轴，建立直角坐标系5.,每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始滚下6.,要在平抛轨道上选取距,O,点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。

例,1.,在做,“,研究平抛运动,”,的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：,A,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,C,每次必须由静止释放小球,D,记录小球位置用的木条,(,或凹槽,),每次必须严格地等距离下降,E,小球运动时不应与木板上的白纸,(,或方格纸,),相触,F,将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连 成折线,ACE,例,2.,在,“,研究平抛物体的运动,”,实验时，已备有下列器材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的,(),A.,秒表,B.,天平,C.,重锤线,D.,测力计,C,例,3.,在研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次从斜槽,滚下的初始位置不同，则正确的是,(,),A,小球平抛的初速度不同,B,小球每次做不同的抛物线运动,C,小球在空中运动的时间每次均不同,D,小球通过相同的水平位移所用时间均不同,ABD,例,4.,在研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜,槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，甲,和乙得到的记录纸分别如图所示，从图中明显,看出甲的实验错误是,_,乙的实验错误是,_.,槽底不水平,每次释放小球的高度不同,O,甲,O,乙,例,5.,下列哪些因素会使本实验的误差增大（）,A,小球与斜槽之间有摩擦,B,建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点,C,安装斜槽时其末端不水平,D,根据曲线计算平抛运动的初速度时在曲线上取作计算的点离原点,O,较远,BC,例,6.,在,“,研究平抛运动,”,实验中，某同学只记录了小球运动,途中的,A,、,B,、,C,三点的位置，取,A,点为坐标原点，则各点的,位置坐标如图所示，当,g,10 m/s,2,时，下列说法正确的是,（,）,A.,小球抛出点的位置坐标是,(0,，,0),B.,小球抛出点的位置坐标是,(-10,，,-5),C.,小球平抛初速度为,2,m/s,D.,小球平抛初速度为,1,m/s,BD,例,7.,在做,“,研究平抛物体的运动,”,这一实验时，下面哪些说法是正确的,(),A.,安装弧形槽时，必须使槽的末端的切线方向保持水平,B.,进行实验时，每次都要让小球从同一位置由静止释放,C.,小球与槽的摩擦不可避免，但这不影响实验结果,D.,为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量,AB,例,8.,在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长,l,1.25cm,，若小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图中的,a,、,b,、,c,、,d,所示，则小球平抛的初速度的计算式为,v,0,(,用,l,、,g,表示,),，其值是,_(g,取,9.8m,s,2,),d,a,b,c,0.70m/s,例,9.,某同学设计了一个研究平抛运动的实验。

实验装置示意图如图,1,所示，,A,是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽（图中,PoPo,），槽间距离均为,d,把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板,B,上实验时依次将,B,板插入,A,板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放等打完一点后，把,B,板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离,d,解析,】,（,1,）实验前应对实验装置反复调节，直到斜轨末,端切线,水平，,A,板水平，插槽,PoPo,垂直斜轨并在斜轨末端正下方,；,每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使小球每次做平抛运动的初速度相同,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,_,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之间的水平距离等于小球在水平方向实际运动的距离在误差允许范围内,四段位移近似相等,四段位移所用时间相等,在水平方向相等时间内的位移相等,平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动,平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,例,10.,某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图。

在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调节在木板上固定一张白纸该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验：,O,a,b,c,A,实验前在白纸上画一条直线，并上标出,a,、,b,、,c,三点，且,ab,bc,，如图量出,ab,长度,L,=20.00cm,B,让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中,a,点，记下此时木板离桌面的高度,h,1,70.00cm,C,让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中,b,点，记下此时木板离桌面的高度,h,2,80.00,（,cm,）D,让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中,c,点，记下此时木板离桌面的高度,h,3,100.00cm,则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小,v,o,=,m/s,，钢球击中,b,点时其竖直分速度大小为,v,by,=,m/s,已知钢球的重力加速度为,g=,10m/s,2,，空气阻力不计2.0,1.5,解：,按题意画出运动示意图如图示：,L,80,70,100,L,c,a,b,由匀变速运动的特点,:h=gT,2,h=(100-80)-(80-70)=10 cm=0.1m,T=0.1s,v,0,=L/T=2 m/s,v,by,=(h,3,h,1,)/2T,=1.5 m/s,O,a,b,c,例,11,、如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方法获得的相片的一部分,图中背景方格的边长为,5cm,，,g=10m/s,2,，（,1,）小球平抛的初速度,v,o,=,m/s,（,2,）闪光频率,f=,H,2,（,3,）小球过,A,点的速率,v,A,=,m/s,A,B,C,解,：由自由落体运动规律，,y=gt,2,=20.05=0.1m,t=0.1s,f=10Hz,x=v,0,t,v,0,=x/t=30.05/0.1=1.5m/s,v,By,=(y,1,+y,2,)/2t=80.05/0.2=2m/s,v,Ay,=v,By,gt=2-1=1m/s,v,A,2,=v,Ay,2,+v,0,2,=1+2.25=3.25,v,A,=1.8m/s,1.5,10,1.8,例,12,.一个同学在研究平抛物体的运动实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离,S相等的三点A、B、C，量得,S=0.2m。

又量出它们之间的竖直距离分别为h1=0.1m，h2=0.2m，利用这些数据，可求得：,（1）物体抛出时的初速度为,m/s；,（2）物体经过B时竖直分速度为,m/s；,（3）抛出点在A点上方高度为,m处解析,:(1),先求,T,据,求得,:T=0.1s,=2m/s,（2）,=1.5m/s,（,3,）设抛出点在,A,点上方高度为,h,下落到点,A,的时间为,t,则有,:,由此两式可求得,h=0.0125m,。