高一物理培優(yōu)人教版必修2課件 第五章第三節(jié)《實驗研究平拋運動》

《高一物理培優(yōu)人教版必修2課件 第五章第三節(jié)《實驗研究平拋運動》》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高一物理培優(yōu)人教版必修2課件 第五章第三節(jié)《實驗研究平拋運動》（34頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進入物理課堂 第三節(jié)實驗 研究平拋運動 學習目標 1 學會描繪平拋運動軌跡的方法 2 根據(jù)運動軌跡求平拋物體的初速度 重點難點 1 描繪小球做平拋運動的軌跡 2 結(jié)合兩個方向上的分運動 對實驗數(shù)據(jù)進行處理 易錯問題 誤認為斜槽末端為拋出點 一 實驗?zāi)康? 用描跡法描出平拋物體的運動軌跡 2 根據(jù)運動軌跡求出平拋物體的初速度 基礎(chǔ)知識梳理 二 實驗原理物體的平拋運動可以看作是兩個分運動的合成 一個是水平方向的勻速直線運動 其速度等于平拋物體運動的初速度 另一個是豎直方向的自由落體運動 利用有孔的卡片確定做平拋運動的小球運動時經(jīng)過的若干不同位置 然后描出運動軌跡 建立坐標系 測出曲線上任一點的坐標x和y 利用公式和 就可求出小球的水平分速度 即平拋物體的初速度 三 實驗器材斜槽 白紙 圖釘 方木板 小球 刻度尺 重錘 細線 三角板 鉛筆 鐵架臺 四 實驗步驟1 安裝調(diào)整斜槽將白紙用圖釘釘在豎直的木板的左上角 如圖5 3 1所示 用平衡法調(diào)整斜槽末端水平 直到將小球輕放在斜槽的平直部分的末端 能使小球在平直軌道上的任意位置靜止即可 調(diào)整木板 確定坐標原點 圖5 3 12 用懸掛在槽口的重垂線把木板調(diào)整到豎直方向 并使木板平面與小球運動軌跡所在平面平行靠近 把小球放在槽口處 用鉛筆記下小球在槽口時球心在木板上的水平投影點O 用鉛筆在紙上把這個點記下來 O點即為坐標原點 再利用重垂線畫出通過O點的豎直線 3 描點 使小球由斜槽某一位置無初速度滾下 離開水平槽后做平拋運動 先用眼睛粗略確定小球的運動軌跡 然后使小球從同一位置無初速度滾下 把筆尖放在粗略確定的位置處 如果小球運動中碰到筆尖 用鉛筆在該位置記下這一點 用同樣方法 在小球運動路線上描下若干點 4 描繪平拋運動的軌跡 取下白紙 將紙上記下的一系列點 用平滑曲線連起來 即得到小球平拋運動的軌跡 核心要點突破 一 研究平拋運動時的注意事項和誤差分析1 注意事項 1 實驗中必須調(diào)整斜槽末端的切線水平 檢驗是否水平的方法是 將小球放在斜槽末端水平部分 將其向兩邊各輕輕撥動一次 看其是否有明顯的運動傾向 2 方木板必須處于豎直平面內(nèi) 固定時要用重垂線檢查坐標紙豎線是否豎直 3 小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下 4 坐標原點即小球平拋的起點不是槽口的端點 應(yīng)是小球在槽口時球心在木板上的投影點 5 小球開始滾下的位置高度要適中 以使小球平拋運動的軌跡由坐標紙的左上角一直到達右下角為宜 2 誤差分析 1 安裝斜槽時 其末端不水平 2 小球做平拋運動受空氣阻力影響 宜用密度大的金屬小球 3 小球每次滾下的初位置不盡相同 4 建立坐標系時 可能誤將斜槽末端端口作為坐標原點 二 數(shù)據(jù)處理1 判斷平拋運動的軌跡是不是拋物線如圖5 3 2所示 在x軸上作出等距離的幾個點A1 A2 A3 把線段OA1的長度記為l 則OA2 2l OA3 3l 由A1 A2 A3 向下作垂線 其與軌跡交點分別記為M1 M2 M3 若軌跡是一條拋物線 則各點的y坐標和x坐標之間應(yīng)該具有y ax2的關(guān)系 a是待定常量 用刻度尺測量某點的x y兩個坐標值代入y ax2求出a 再測量其他幾個點的x y坐標值 代入y ax2 若在誤差范圍內(nèi)都滿足這個關(guān)系式 則這條曲線是一條拋物線 2 計算平拋物體的初速度 1 在軌跡曲線上任取幾點 如A B C D 2 用刻度尺和三角板分別測出所取點的坐標x和y 3 根據(jù)平拋運動水平方向上是勻速直線運動 x v0t 及豎直方向上是自由落體運動 分別計算出小球的初速度v0 最后計算小球的初速度v0的平均值 圖5 3 2 特別提醒1 計算初速度時 要在平拋運動軌跡上選取距O點遠些的點 以使結(jié)果更準確 2 利用以上方法確定v0時 要以坐標原點為出發(fā)點 特別提醒 三 研究平拋運動的其他方法1 對比實驗法實驗裝置如圖5 3 3所示 1 研究水平方向上的分運動的性質(zhì) 圖5 3 3 把兩個小鐵珠分別吸在電磁鐵C D上 切斷電源 使兩個小鐵珠以相同的初速度分別從軌道A B同時射出 同步改變電磁鐵C D與軌道出口水平線之間的高度 多次重復以上步驟 我們看到兩個小鐵珠每次都發(fā)生相碰 因此可以得出兩個小鐵珠在水平方向的運動是相同的 即平拋運動在水平方向上的分運動是勻速直線運動 2 研究豎直方向上的分運動的性質(zhì) 把兩個小鐵珠分別吸在電磁鐵C E上 切斷電磁鐵C的電源 使一只小鐵珠從軌道A射出 并在射出時碰撞開關(guān)S 使電磁鐵E斷電釋放它吸著的小鐵珠 調(diào)整它的位置 讓電磁鐵E從N向M移動 多次重復以上步驟 我們看到兩個小鐵珠每次都發(fā)生相碰 因此可以得出兩個小鐵珠在豎直方向的運動是相同的 即平拋運動在豎直方向上的分運動是自由落體運動 2 噴水法圖5 3 4如圖5 3 4 倒置的飲料瓶內(nèi)裝著水 瓶塞內(nèi)插著兩根兩端開口的細管 其中一根彎成水平 加上一個很細的噴嘴 水從噴嘴中射出 在空中形成彎曲的細水柱 它顯示了平拋運動的軌跡 將它描在背后的紙上 進行分析處理 3 頻閃照相法頻閃照相是指每隔一定時間對同一物體進行一次照相 并將其位置呈現(xiàn)在同一張底片上的技術(shù) 它可以精確描述物體的運動情況 如圖5 3 5所示 圖5 3 5 1 通過對同一時刻兩小球位置的對比可知 在任一個相同時間內(nèi)下落的位移是相等的 即平拋運動的豎直分運動是自由落體運動 2 測量相鄰像間的水平距離 結(jié)果發(fā)現(xiàn)任意兩個相鄰的像間水平距離相等 說明平拋運動在水平方向的分運動是勻速直線運動 課堂互動講練 在做 研究平拋運動 實驗時 下列說法正確的是 A 安裝有斜槽的木板時 一定要注意木板是否豎直B 安裝有斜槽的木板時 要注意小球不和木板發(fā)生摩擦C 每次實驗都要把小球從同一位置由靜止釋放D 實驗的目的是描出小球的運動軌跡 分析平拋運動的規(guī)律 解析 做本實驗必須使斜槽末端切線水平 使木板豎直 以確保小球水平飛出和正確畫出坐標軸 小球每次從斜槽上同一位置由靜止開始滾下 可保證小球初速度不變 答案 ABCD 點評 1 應(yīng)保持斜槽末端的切線水平 釘有坐標紙的木板豎直 并使小球的運動靠近坐標紙但不接觸 2 小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下 在斜槽上釋放小球的高度應(yīng)適當 使小球以合適的水平初速度拋出 其軌跡在坐標紙的左上角到右下角間分布 從而減小測量誤差 2010年北京育才中學高一檢測 為一小球做平拋運動的閃光照相照片的一部分 圖中背景方格的邊長均為5cm 如果取g 10m s2 那么 圖5 3 6 1 閃光頻率是 Hz 2 小球運動中水平分速度的大小是 m s 3 小球經(jīng)過B點的速度大小是 m s 解析 平拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動 A B C三點水平間隔相等 故相鄰各點的時間間隔相等 設(shè)為T 在豎直方向 h gT2 即 5 3 0 05m gT2 解得T 0 1s 故閃光頻率 水平方向上有3 0 05m v0T 故水平分速度 豎直方向上B點速度為AC段豎直方向的平均速度 v0與vBy合成得B點速度大小為 點評 遇到根據(jù)平拋軌跡或平拋物體閃光照片計算初速度時 要注意上方的點不一定是拋出點 解決方法是在豎直方向列出 y aT2和水平方向列出 x v0T求解 答案 1 10 2 1 5 3 2 5 2010年啟東中學高一檢測 試根據(jù)平拋運動原理設(shè)計測量彈射器彈丸出射初速度的實驗方法 提供的實驗器材 彈射器 含彈丸 見示意圖5 3 7 鐵架臺 帶有夾具 米尺 圖5 3 7 1 畫出實驗示意圖 2 在安裝彈射器時應(yīng)注意 3 實驗中需要測量的量為 并在示意圖中用字母標出 4 由于彈射器每次射出的彈丸初速度不可能完全相等 在實驗中采取的方法是 5 計算公式 解析 1 實驗示意圖如圖5 3 8所示 2 彈射器必須保持水平 以保證彈丸初速度沿水平方向 3 應(yīng)測出彈丸下降的高度y和水平位移x 如圖5 3 8所示 4 在不改變高度y的條件下進行多次實驗測量水平位移x 得出水平位移x的平均值 以減小誤差 圖5 3 8 5 因為 所以 又 故 答案 見解析 點評 根據(jù)平拋運動的規(guī)律及各分運動間的等時性和獨立性的特點 可以重新設(shè)計實驗以達到探究平拋運動規(guī)律的目的 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全