63探究平拋運(yùn)動的規(guī)律

1、全日制高中物理必修教學(xué)案 第六章 曲線運(yùn)動6.3探究平拋運(yùn)動的規(guī)律班級_姓名_學(xué)號_學(xué)習(xí)目標(biāo): 1學(xué)會用實(shí)驗(yàn)方法描繪出平拋物體運(yùn)動的軌跡。2能根據(jù)運(yùn)動軌跡分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求出平拋物體的初速度。學(xué)習(xí)重點(diǎn): 描繪平拋物體運(yùn)動的軌跡。學(xué)習(xí)難點(diǎn): 根據(jù)運(yùn)動軌跡求平拋物體的初速度。主要內(nèi)容:一、實(shí)驗(yàn)原理 平拋運(yùn)動是以速度v0沿水平方向拋出后，物體只在重力作用下，加速度是重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動。根據(jù)運(yùn)動的合成與分解的知識，可以將平拋運(yùn)動看作是兩個分運(yùn)動的合運(yùn)動：一個分運(yùn)動是水平方向上的勻速直線運(yùn)動，其速度就是平拋運(yùn)動的初速度v0；另一個分運(yùn)動是豎直向下方向上的自由落體運(yùn)動。在以拋出點(diǎn)0為原點(diǎn)的平面直角

2、坐標(biāo)系中，用鉛筆試碰描跡法描繪出小球做平拋運(yùn)動的軌道曲線。測出曲線上某一點(diǎn)的坐標(biāo)(x、y)，利用y=1/2gt2求出運(yùn)動時間t，再利用公式x=v0t，求出小球做平拋運(yùn)動的初速度v0=x 。 二、實(shí)驗(yàn)器材 斜槽，金屬小球，木板(附豎直固定支架)，坐標(biāo)紙，圖釘，刻度尺，重錘線，鉛筆。 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1將斜槽放在實(shí)驗(yàn)桌上，其末端伸出桌面外，調(diào)節(jié)末端使其切線水平后固定。 檢查斜槽末端部分是否水平的方法：若將小球放在斜槽末端水平軌道的任何位置，小球都不滾動，則可以認(rèn)為斜槽末端水平(也可將小球放在斜槽末端，輕輕將其向兩邊撥動各一次，看其是否有明顯的運(yùn)動傾向)。精細(xì)的檢查方法是用水平儀調(diào)整。 2用圖釘把坐標(biāo)

3、紙釘在木板上，讓木板豎直固定，其左上方靠近槽口，用重錘線檢查坐標(biāo)紙上的豎線是否豎直，整個實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。用重錘線把木板校準(zhǔn)到豎直方向，使小球平拋的軌道平面與板面平行，保證在重復(fù)實(shí)驗(yàn)的過程中，木板與斜槽的相對位置保持不變。 3建立直角坐標(biāo)系xoy：以小球做平拋運(yùn)動的起點(diǎn)0為坐標(biāo)原點(diǎn)，從坐標(biāo)原點(diǎn)0畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸。 確定坐標(biāo)原點(diǎn)o的方法是：把小球放在槽口末端處，用鉛筆記下這時球的球心在坐標(biāo)紙板上的水平投影點(diǎn)o，即為坐標(biāo)原點(diǎn)(不是槽口端點(diǎn))。 4讓小球由斜槽的某一固定位置自由滾下，由0點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動。先用眼睛粗略地估計小球在某一x值處(如z=1 cm或2 cm等)的y值，然后用

4、鉛筆尖指著這個位置，讓小球從原釋放處開始滾下，看是否與鉛筆尖相碰，如此重復(fù)數(shù)次，較準(zhǔn)確地確定小球通過的這個位置，并在坐標(biāo)紙上記下這一點(diǎn)。 5依次改變x值，用與(4)同樣的方法確定小球通過其他各點(diǎn)的位置。 6取下坐標(biāo)紙，用刻度尺過0點(diǎn)畫出y軸和z軸當(dāng)?shù)?3)步未進(jìn)行時，將(4)(5)中所描出的各點(diǎn)用平滑曲線連接起來，這就畫出了小球做平拋運(yùn)動的軌跡曲線(所畫曲線可不通過個別偏差大的點(diǎn)，但必須保持曲線平滑，不允許出現(xiàn)凹陷處)。 7求小球平拋的初速度v0 在所描繪的軌跡曲線上選取A、B、C、D、E、F六個不同點(diǎn)不必是步驟(4)(5)中測出的點(diǎn)，測出它們的坐標(biāo)值。 將各點(diǎn)坐標(biāo)值代入v0=x中，求出小球做

5、平拋運(yùn)動的初速度v0，最后算出v0的平均值。 實(shí)驗(yàn)記錄：初速度v0的平均值_。四、注意事項(xiàng) （1）固定斜槽時，必須注意使通過斜槽末端點(diǎn)的切線保持水平，以使小球離開斜槽后做平拋運(yùn)動。 (2)木板必須處在豎直面內(nèi)，與小球運(yùn)動軌跡所在的豎直平面平行，使小球的運(yùn)動靠近圖紙但不接觸。 (3)在斜槽上設(shè)定位卡板，使小球每次都從定位卡板所確定的同一位置由靜止開始滾下，以保證重復(fù)實(shí)驗(yàn)時，小球做平拋運(yùn)動的初速度相等。 (4)應(yīng)在斜槽上適當(dāng)?shù)母叨忍庒尫判∏颍剐∏蚰芤赃m當(dāng)?shù)乃剿俣葤伋?，其運(yùn)動軌跡由圖板左上角到右下角。這樣可以充分利用坐標(biāo)紙，減小測量誤差。 （5）由平拋運(yùn)動方程求小球平拋的初速度時，應(yīng)在平拋軌跡上

6、選取離坐標(biāo)原點(diǎn)0較遠(yuǎn)的點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)來進(jìn)行計算，這樣既便于測量又減小了誤差。 五、誤差分析 (1)安裝斜槽時，其末端切線不水平，造成小球并非做平拋運(yùn)動，測量的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。 (2)建立直角坐標(biāo)系時，誤以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)(實(shí)際上應(yīng)以末端端口上的小球球心位置為坐標(biāo)原點(diǎn))。 (3)小球每次從槽上開始滾下的位置不相同，使得平拋初速度不相同。課堂訓(xùn)練：1在研究平拋物體運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長l=125厘米，若小球在平拋運(yùn)動途中的各個位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計算式為v0=_。(用l、g表示)，其值是_(取98米/秒2)2如圖所示是在“研究平

7、拋物體的運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中記錄的一段軌跡。已知物體是從原點(diǎn)O水平拋出，經(jīng)測量C點(diǎn)的坐標(biāo)為(60，45)。則平拋物體的初速度v0=_米/秒，物體經(jīng)過B點(diǎn)時的速度VB=_米/秒。3利用圖所示裝置研究平拋運(yùn)動，測定平拋初速時，應(yīng)注意： 在安裝斜槽軌道時，除了要使斜槽處于豎直平面內(nèi)，還應(yīng)_。本板應(yīng)固定在_，板面離斜槽末端中心應(yīng)_。小球每次均應(yīng)從_釋放。確定小球在斜槽上釋放的位置的依據(jù)是要保_。在固定于板面的紙上需建立以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)的坐標(biāo)系。建立坐標(biāo)系的方法是：先在紙上記錄下斜槽軌道的末端p點(diǎn)，則0點(diǎn)應(yīng)在_，然后利用_，畫出過o點(diǎn)的_，再畫出過o點(diǎn)的_。4如圖是研究小球的平拋運(yùn)動時拍攝的閃光照片的一部分，其背

8、景是邊長為5厘米的小方格，重力加速度取g=10米秒2。由此可知：閃光頻率為_赫；小球拋出時的初速度大小為_米秒；從拋出到C點(diǎn)，小球速度的改變最大為_米秒。課后作業(yè)：1有關(guān)“研究平拋物體運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中，小球在斜槽水平出口處的位置如圖所示，所謂末端的切線的起點(diǎn)O，即坐標(biāo)水平軸的原點(diǎn)應(yīng)該是 ( ) AA點(diǎn) BB點(diǎn) C C點(diǎn) DD點(diǎn)2安裝實(shí)驗(yàn)裝置的過程中，斜槽裝置末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是（ ） A保證小球運(yùn)動的軌跡是一條拋物線 B保證小球飛出時的速度不太大，也不太小 C保證小球飛出時，初速度水平 D保證小球在空中運(yùn)動的時間都相等3在“研究平拋物體運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中，如果小球每次從斜槽滾下的初

9、始位置不同，則下列說法錯誤的是 A小球平拋的初速度不同 B小球每次做不同的拋物線運(yùn)動 c小球在空中運(yùn)動的時間每次均不同 D小球通過相同的水平位移所用時間均不同4為了準(zhǔn)確地測出平拋軌道上某點(diǎn)的坐標(biāo)，需要注意的是 A選距原點(diǎn)近些的點(diǎn) B應(yīng)正確標(biāo)出乎拋小球的球心在木板上的水平投影點(diǎn) C用重錘線準(zhǔn)確地確定縱軸 D選距原點(diǎn)遠(yuǎn)一些的點(diǎn)5本實(shí)驗(yàn)測v0時產(chǎn)生誤差，與誤差無關(guān)的是 A弧形槽與球間有摩擦 B弧形槽末端切線不水平 C小球受空氣阻力 D小球每次自由滾下的位置不同6某同學(xué)在做“研究平拋物體運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)時忘記記下球做平拋運(yùn)動的起點(diǎn)位置O，A為物體運(yùn)動一段時間后的位置，根據(jù)圖求出物體做平拋運(yùn)動的初速度為(g

10、取10ms2) ( ) A20mS B20mS C10ms D10mS7在平拋曲線上取三點(diǎn)，此三點(diǎn)的坐標(biāo)是：A(20，5)，8(36，16)，C(52，37)（單位為cm）由此可以算出物體平拋時的初速度為(g取10ms2) ( )A15mS B16ms C18ms D20cm88試根據(jù)平拋運(yùn)動原理設(shè)計測量彈射器彈丸出射初速度的實(shí)驗(yàn)方法。提供實(shí)驗(yàn)器材：彈射器(含彈丸，如圖)；鐵架臺(帶有夾具)；刻度尺。(1)在方框中畫出實(shí)驗(yàn)示意圖。 (2)在安裝彈射器時應(yīng)注意：_(3)實(shí)驗(yàn)中需要測量的量(并在示意凰中用字母標(biāo)出)_。(4)由于彈射器每次射出的彈丸初速不可能完全相等，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的方法是_(5)計算公式；9某同學(xué)在做平拋實(shí)驗(yàn)時，未記下槽的末端點(diǎn)的位置，記下了重錘線方向y，只描出圖所