《實(shí)驗(yàn)研究平拋運(yùn)動(dòng)》導(dǎo)學(xué)案

1、5.3實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、知道常見(jiàn)的幾種獲取平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法：2、掌握判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線方法：3、 會(huì)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡計(jì)算平拋物體的初速度;【重點(diǎn)難點(diǎn)】由實(shí)驗(yàn)理論分析探究平拋運(yùn)動(dòng)軌跡、初速度0【學(xué)法指導(dǎo)】通讀教材，理解與之相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，用紅筆畫出不懂的地方，完成學(xué)案和課后習(xí)題【知識(shí)鏈接】1.平拋運(yùn)動(dòng)的定義:2、條件: 3、待點(diǎn):【學(xué)習(xí)過(guò)程】一、實(shí)驗(yàn)原理,英速度等于平拋物體平拋運(yùn)動(dòng)可以看作是兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的和運(yùn)動(dòng)：一個(gè)水平方向的運(yùn)動(dòng)的.:另一個(gè)是豎宜方向的，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定作平拋運(yùn)動(dòng)的小球運(yùn)動(dòng)時(shí)的若干不同位置，然后描出運(yùn)動(dòng)軌跡，測(cè)出曲線上任一點(diǎn)的坐標(biāo)，利用公式.就可

2、求出小球的水平分速度，即平拋物體的速度巾=三、實(shí)驗(yàn)器材：斜槽軌道、小球、木板.白紙、圖釘、鉛垂線、直尺三角板、鉛筆等.四、實(shí)驗(yàn)步驟（1）案例一：利用平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器（如同4-77所示九注意事項(xiàng):a/斜槽末端切線必須水平b/毎次從同一位置無(wú)初速釋放小球，以使小球每一次拋出后軌跡相同，每次圖471描出的點(diǎn)在同一軌跡上C/安裝實(shí)驗(yàn)裝苣時(shí)，要注意使軌道末端與圖板相靠近，并保持它們的相對(duì)位置不變d/要用重垂線把圖板校準(zhǔn)到豎直方向，使小球運(yùn)動(dòng)靠近圖板，又不接觸圖板e(cuò)/坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口末端點(diǎn)，應(yīng)是球在槽口時(shí)，球心在圖板上的水平投影點(diǎn)0f/球的釋放高度要適當(dāng),使：1軌跡不至于太平也不至于太豎直，以減小測(cè)量誤差g

3、/il算初速度時(shí)，應(yīng)選離0點(diǎn)些的點(diǎn)、數(shù)據(jù)處理1，思考如何判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線：2、如何il算平拋物體的初速度?【例1】在''探究平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，可以描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟如下:A.讓小球多次從位置上滾下.記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位負(fù)B按圖安裝好器材，注意,記下平拋初位置0點(diǎn)和過(guò)0點(diǎn)的豎直線。C.取下白紙，以0為原點(diǎn)，以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋運(yùn)動(dòng)物體的軌跡。（1）完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上。上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是拓展如圖4-7-3所示是研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝苣簡(jiǎn)圖，圖4-7-4是實(shí)驗(yàn)后白紙上的軌跡圖。圖473（

4、I）說(shuō)明圖4-7-4中的兩條坐標(biāo)軸是如何作出的。 說(shuō)明判斷槽口的切線是否水平的方法。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要經(jīng)多次釋放小球才能描繪出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡，進(jìn)行這一步驟時(shí)應(yīng)注意二.求平拋運(yùn)動(dòng)的初速度【例2】在'研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)只在豎宜板而上記下了重錘線y的方向，但忘記了平拋的初 位置，在坐標(biāo)紙上描出了一段曲線的軌跡，如圖4-7-5所示。現(xiàn)在曲線上取月.£兩點(diǎn)，量出它們到y(tǒng)軸的距離,B曲，二BB0以及曲的豎直距離/h用這些可以求出求得小球平拋時(shí)的初速度為多大?課堂練習(xí)1. 在探究平拋物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律"的實(shí)驗(yàn)中，小球做平拋運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)原點(diǎn)位置應(yīng)是（設(shè)小球半徑為r）A. 斜槽

5、口末端0點(diǎn)B. 斜槽口 0點(diǎn)正上方r處C. 憎口 0點(diǎn)正前方r處D.小球位于槽末端時(shí)，球心在豎直木板上的水平投影點(diǎn)【解析由于在實(shí)驗(yàn)中描出的點(diǎn)都盛求心經(jīng)過(guò)的位 因此，所描軌跡的初始位鬣也應(yīng)是球心所經(jīng)位氨【答案】D1在做0探究平拋物體的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)描點(diǎn)法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下而列出一些操作要求，將你認(rèn)為正確選項(xiàng)前而的字母填在橫線上：bdf(a)實(shí)驗(yàn)所用的斜槽要盡量的光滑，以減小摩擦(b)通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平（C）每次釋放小球的位置必須相同(d)每次必須由靜止釋放小球Ce)記錄小球位置用的木條(或凹槽毎次必須嚴(yán)格地等距離下降(f)

6、小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相碰撞(g)將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點(diǎn)連成折線 2在做、探究平拋物體的運(yùn)動(dòng)實(shí)臉時(shí)，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要的是CFA-游標(biāo)卡尺B秒表 C-坐標(biāo)紙 D.天平 E-彈簧秤 F重垂線【訓(xùn)練測(cè)試】1、一個(gè)同學(xué)在研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中只畫出了如圖9所示的一部分曲線，于是他在曲線上取水平距離山相等的三點(diǎn)兒B、G量得山=0.2mo又量出它們之間的豎直距離分別為方嚴(yán)0. Im,入=0. 2m,利用這些數(shù)據(jù)，可求得:(1)物體拋出時(shí)的初速度為m/s：(2)物體經(jīng)過(guò)萬(wàn)時(shí)豎宜分速度為m/s：(3)拋出點(diǎn)在H點(diǎn)上方高度為C2、某同學(xué)做平拋運(yùn)動(dòng)

7、實(shí)驗(yàn)時(shí)，在白紙上只畫出了表示豎直向下方向的Y軸和平拋物體運(yùn)動(dòng)軌跡的后一部分,而且漏標(biāo)了拋出點(diǎn)的位置，如圖所示這位同學(xué)希望據(jù)此圖能測(cè)出物體的初速度，請(qǐng)你給他出出主意:簡(jiǎn)要說(shuō)明據(jù)此圖測(cè)定該物初速度的方法.(2)需要增加的測(cè)量工具有.(3)用測(cè)量出的物理量表示測(cè)量的結(jié)果：vo=.3、如圖所示，為一平拋物體運(yùn)動(dòng)的閃光照片示意圖，照片與實(shí)際大小相比縮小10倍對(duì)照片中小球位負(fù)進(jìn)行測(cè)量得：1與4閃光點(diǎn)豎宜距離為1.5 cm, 4與7閃光點(diǎn)豎宜距離為2.5 cm,齊閃光點(diǎn)之間水平距離均為0.5 cm.(1)小球拋出時(shí)的速度大小為多少?(2)驗(yàn)證小球拋出點(diǎn)是否在閃光點(diǎn)1處，若不在，則拋出點(diǎn)距閃光點(diǎn)1的實(shí)際水平距

8、離和豎直距離分別為多少?(空氣阻力不計(jì)，g= 10 m/s?)4、如圖所示為一小球作平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照片的一部分，圖中背景方格的邊長(zhǎng)均為1111111111i11111111i11111115皿，glQm/s ,那么:閃光頻率為Hz；小球運(yùn)動(dòng)的初速度的大小是m/s；小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為"j/So5、下圖是小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡中的三點(diǎn)，測(cè)得A、B間和B、C間的水平距離分別為XI和X2,且xi=X2=15厘處A、B間和B、C間的豎直距離分別為yi=15厘米，y2=25厘米，若g取10米/秒弓則小球血平拋的初速度為米/秒;小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為米/秒.BC6、某學(xué)生在做“研究平拋物體

9、運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，忘記記下小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)位置0, A為物體運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后的位根據(jù)圖1一7所示，求出物體做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為.(g 取 10 m / S-),【參考答案】» 172、答：（I）1.5(2 分) 0.0125畫出三條兩兩之間等距離（x）的打Y軸平行的豎線，分別與軌跡曲線交于A、B、C三點(diǎn)，過(guò)這三點(diǎn)各作一條垂宜于Y軸的線測(cè)量A、BZ間的豎直距離力和A、C之聞的豎直距離允根據(jù)以上數(shù)據(jù)可算出初速.（2）刻度尺3、解：（1）設(shè)14之間時(shí)間為7；豎直方向有：（25J5）X102X10m=g所以7=0.1 S水平方向：05X 10-X3X 10m=vor所以 vo=L5 ni/s

10、（2）設(shè)物體在1點(diǎn)的豎直分速度為uv14 豎直方向：L5X10 =X10ni=V|vr+-i?r2解得小=1 nVs因彷HO,所以1點(diǎn)不是拋出點(diǎn)設(shè)拋出點(diǎn)為0點(diǎn)，距1水平位移為Xiib豎宜位移為ym,有:水平方向X=VQtV = Gt 豎直方向：r 2、解得f=OJ Sx=O5 m=15 cm>'=0.05 m=5 cm即拋出點(diǎn)距1點(diǎn)水平位移為15 cm.豎直位移為5 cm.4、答：物體豎宜方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，無(wú)論A是不是拋出點(diǎn)，山丄="了2均成立（式中山丄為柑鄰兩閃光點(diǎn)豎宜距離之差，T為柑鄰兩閃光點(diǎn)的時(shí)間間隔）.水平方向有S"=vZS"即相鄰兩點(diǎn)的水

11、平間隔）F /Z77由Vo=y和T = 可得Vo = 2莎,代人數(shù)值得V, = iAfu/s。=-=s.故閃光頻率/ =丄=16*K 16T2T在B點(diǎn)時(shí)的豎直分速度Vg = A、C豊直間隔= 2£ = 2.8m/$,過(guò)B點(diǎn)時(shí)水平分速度v/=v,故Vg =Jv； +v；2 = 3Am/s5、答案：15: 2,0、6、答案：20m/s【學(xué)習(xí)反思】如何判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線？如何il算平拋物體的初速度？【例1】在''探究平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，可以描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟如下:A.讓小球多次從位置上滾下，記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位背B.按圖安裝

12、好器材，注意,記下平拋初位置0點(diǎn)和過(guò)0點(diǎn)的豎直線。C.取下白紙，以0為原點(diǎn)，以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋運(yùn)動(dòng)物體的軌跡。完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上。上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是【解析(1)彳中為了保證小球每次平拋初速康相同，軌跡豪合，應(yīng)讓小球從同T滾下。萬(wàn)中為了保證小 球做平拋運(yùn)動(dòng)要注意斜槽末端切線水平。上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是B、A. C。【點(diǎn)撥】為研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,就壽先得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：一是保證小球每次平拋 初速康相同；二是保證小球初速康分向水平。當(dāng)然,還需要力求準(zhǔn)確地記下小球經(jīng)過(guò)的一系列位爲(wèi)。拓展如鮒4-7-3所示是研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖

13、，圖4-7-4是實(shí)驗(yàn)后白紙上的軌跡圖。圖473(1)說(shuō)明圖4-7-4中的兩條坐標(biāo)軸是如何作出的。 說(shuō)明判斷槽口的切線是否水平的方法。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要經(jīng)多次釋放小球才能描繪出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡，進(jìn)行這一步驟時(shí)應(yīng)注意【解析】利用拴在口 處的遁錘線畫出y軸，川軸 與y軸垂直。將小球放在權(quán)口的 水平部分 < 小球既不向里滾 動(dòng)，也不向外滾動(dòng),說(shuō)明口的末端是水平的。應(yīng)注憲每次小球都從軌道上同一位畫由靜止釋放。二.求平拋運(yùn)動(dòng)的初速度【例2】在、研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)只在豎宜板而上記下了重錘線y的方向，但忘記了平拋的初 位置，在坐標(biāo)紙上描出了一段曲線的軌跡，如圖4-7-5所示?，F(xiàn)在曲線上取

14、63;兩點(diǎn)，量出它們到y(tǒng)軸的距離, 曲，三和以及曲的豎直距離/h用這些可以求出求得小球平拋時(shí)的初速度為多大?【解析】設(shè)小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,豎直方向的位移為n ；到達(dá)萬(wàn)點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為豎直方向的位B圖 4-7-5移為九根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有其中必-ya=A ,所以【點(diǎn)撥】平拋運(yùn)動(dòng)水平方向的分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)。由此列出方程求解即可求得其初速度。充分利用平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡及其特點(diǎn)是本題求解的關(guān)【例3】如圖4-7-7所示為頻閃攝影方法柏?cái)z的研究物體做平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的照片，圖中小B、Q為三個(gè)同時(shí)由同一點(diǎn)出發(fā)的小球0凡r為*球在光滑水平而上以速度y運(yùn)動(dòng)的軌跡：朋，為5球以

15、速度A被水平拋出后的運(yùn)動(dòng)軌跡：CL為C球自由下落的運(yùn)動(dòng)軌跡。通過(guò)分析上述三條軌跡可得出結(jié)論:【解析仔細(xì)觀察照片可以發(fā)現(xiàn),B、C兩球在任一曝光瞬間的位置總在同一水平線上，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)物體S在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)與自由落體運(yùn)動(dòng)相同；而萬(wàn)兩小球在任一«光瞬間的位總在同一豎直線上,說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)物體萬(wàn)在水平方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)與勻速直線運(yùn)動(dòng)相同。所以，做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)?！军c(diǎn)悟】本例提供了探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)的另一方法，簡(jiǎn)明且較準(zhǔn)確.但需要一定的設(shè)備，如有釧牛，不妨一試拓展如圖4-7-8所示，在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球H沿軌逍滑下，離開軌道末時(shí)撞開接觸開關(guān)

16、S,被電磁鐵吸住的小球S同時(shí)自由下落，改變整個(gè)裝樣的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)位于同一高度的萬(wàn)兩個(gè)小球總是同時(shí)落地該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)端(末端水平)置的高度做同象說(shuō)明了£球在離開軌道后(A.水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速宜線運(yùn)動(dòng)B.水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自D.豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)【解析】H球平拋的同時(shí)萬(wàn)球自由下落，且兩球在同一離度上,又兩球總是同時(shí)落地，這只能說(shuō)明H球在拋出后豎亙方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng).但并不能說(shuō)明彳球的水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)?！敬鹎亍緾6 利用單擺探究小球平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)il方案如圖47.15(a)所示在懸點(diǎn)0正下方有水平放置的熾熱的電熱絲.P,當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷：MN為水平木板，已知懸線長(zhǎng)為厶 懸點(diǎn)到木板的距離0(y=h (h>L)o(1) 電熱終p必須放在懸點(diǎn)正下方的理由是:(2)將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點(diǎn)，0，C=，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為內(nèi)(3)在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時(shí)懸線與豎直方向M 0 C(aN(b)cos 84-7-15的夾角小球落點(diǎn)與點(diǎn)的水平距離S將隨之改變，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn), 以r為縱坐標(biāo)、CO