2018-2019學年高中物理 第五章 曲線運動 3 實驗研究平拋運動課件 新人教版必修2.ppt

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3實驗：研究平拋運動,,1．學會描繪平拋運動軌跡的方法．2．根據(jù)平拋軌跡研究平拋運動規(guī)律．,教學目標,,,【重點】(1)實驗原理的認識和實驗過程的探究．(2)探究解決實際操作過程中的困難．【難點】利用平拋運動的軌跡來研究平拋運動的規(guī)律．,重點難點,,,本次課程主要是通過實驗來研究平拋運動，學生通過對實驗中種種問題的探究，掌握科學認識物理規(guī)律的方法；課前讓學生來探究怎樣描繪平拋運動的軌跡，怎樣研究平拋運動的規(guī)律.,教學建議,,,【導入一】平拋運動規(guī)律的復習：1．平拋運動的定義：物體以一定的水平速度拋出后，只在重力作用下的運動．2．平拋運動的規(guī)律：(1)水平方向：勻速直線運動，x＝v0t(2)豎直方向：自由落體運動，y＝0.5gt2我們知道物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，所有的理論都是基于實驗的，本節(jié)課我們就一起通過實驗來研究平拋運動的這些規(guī)律．,新課導入,,,【導入二】教師介紹自制電磁控制打擊裝置：將子彈裝入能發(fā)射的固定在板前的玩具手槍，固定板后電磁鐵與電源相連，控制電路通斷的兩根金屬絲搭在槍口處，帶有銜鐵的玩具被吸在電磁鐵上，槍口與玩具在同一水平面，發(fā)射的子彈斷開搭在一起的兩根金屬絲，吸在電磁鐵上的玩具同時下落，子彈總是擊中玩具，這說明什么問題？我們今天用實驗的方法研究解決它.,新課導入,,,學習互動,【實驗目的】1．知道平拋運動條件及相應控制方法．2．知道通過實驗獲得平拋運動軌跡的方法和判斷運動軌跡是否為拋物線的方法．3．知道測量初速度時需要測量的物理量，會推導平拋運動初速度的表達式并計算出初速度.,,學習互動,考點一,x＝v0t,,學習互動,【實驗器材】斜槽、小球、方木板、鐵架臺、________、圖釘、鉛垂線、三角板、鉛筆、________．【實驗步驟】1．安裝調(diào)平：將帶有斜槽軌道的木板固定在實驗桌上，其末端伸出桌面外，軌道末端________．如圖5－3－1所示．,,圖5－3－1,坐標紙,刻度尺,水平,,學習互動,[想一想]實驗中為什么調(diào)整斜槽末端水平？怎樣檢驗是否已調(diào)水平？2．建立坐標系：用圖釘將坐標紙固定于豎直木板的左上角，把木板調(diào)整到豎直位置，使板面與小球的運動軌跡所在平面平行且靠近，把小球放在槽口處，用鉛筆記下小球在槽口(軌道末端)時球心在木板上的投影點O，O點即為___________，用鉛垂線畫出過坐標原點的豎直向下的y軸，畫出水平向右的x軸．3．確定球的位置：將小球從斜槽上某一位置由靜止?jié)L下，小球從軌道末端射出，先用眼睛粗略確定做平拋運動的小球在某一x值處的y值，然后讓小球由___________自由滾下，在粗略確定的位置附近用鉛筆較準確地描出小球通過時的位置，并在坐標紙上記下該點．用同樣的方法確定軌跡上其他各點的位置．,,坐標原點,同一位置,,學習互動,[想一想]為什么每次均讓小球由同一位置自由滾下？4．描點得軌跡：取下坐標紙，將坐標紙上記下的一系列點用________曲線連起來，即得到小球平拋運動的軌跡．[想一想]獲得平拋運動軌跡的其他方法還有哪些？【數(shù)據(jù)處理】1．計算初速度在小球平拋運動軌跡上選取分布均勻的六個點——A、B、C、D、E、F，用刻度尺、三角板測出它們的坐標(x，y)，并記錄在下面的表格中，已知g值，利用公式________和________，求出小球做平拋運動的初速度v0，最后算出v0的平均值．,,平滑,x＝v0t,,學習互動,,,學習互動,2．驗證軌跡是拋物線拋物線的數(shù)學表達式為________，將某點(如B點)的坐標x、y代入上式求出常數(shù)a，再將其他點的坐標代入此關(guān)系式看看等式是否成立，若等式對各點的坐標都近似成立，則說明所描繪的曲線為拋物線．【誤差分析】1.斜槽末端沒有調(diào)水平，小球離開斜槽后不做平拋運動．2．確定小球運動的位置時不準確．3．量取軌跡上各點坐標時不準確．,,y＝ax2,,學習互動,【注意事項】1．方木板必須處于豎直平面內(nèi)，固定時要用鉛垂線檢查坐標紙豎線是否豎直.2．小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下．3．坐標原點不是槽口的端點，應是小球在槽口時球心在木板上的投影點．4．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．5．在軌跡上選取離坐標原點O點較遠的一些點來計算初速度．,,備用習題,,1．圖為用頻閃攝影方法拍攝的研究平拋運動規(guī)律的照片，圖中A、B、C為三個同時由同一點出發(fā)的小球，AA′為A球在光滑水平面上以速度v運動的軌跡，BB′為B球以速度v被水平拋出后的運動軌跡，CC′為C球自由下落的運動軌跡．通過分析上述三條軌跡可得出結(jié)論：________________________________________________________________________________________________________________________________________________,備用習題,,,[答案]做平拋運動的物體在水平方向做勻速直線運動，在豎直方向做自由落體運動,[解析]仔細觀察照片可以發(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，說明平拋運動物體在豎直方向上的運動特點與自由落體運動相同；而A、B兩小球在任一曝光瞬間的位置總在同一豎直線上，說明平拋運動物體在水平方向上的運動特點與勻速直線運動相同．由此可得結(jié)論：做平拋運動的物體在水平方向做勻速直線運動，在豎直方向做自由落體運動．,備用習題,,,2．在探究平拋運動的規(guī)律時，可以選用如圖所示的各種裝置，以下說法正確的是(),,[答案]D,[解析]選用裝置1研究平拋物體的豎直分運動，應該用耳朵聽A、B兩球是否同時落地，選項A錯誤．豎直管上端A一定要高于水面，才能保證水離開噴嘴時的速度相同，選項B錯誤．從斜槽上同一位置由靜止釋放鋼球，才能保證每次平拋的初速度相同，選項C錯誤．當然D項的做法是可以的．,備用習題,,3．(數(shù)據(jù)處理)在“研究平拋物體的運動”的實驗中，圖為在一次實驗中用的方格紙，方格邊長L＝20cm，通過實驗，記錄了小球運動途經(jīng)的三個位置，則該小球做平拋運動的初速度為________m/s；B點的豎直分速度為________m/s.(g取10m/s2),,[答案]34,[解析]從圖中可以看出從A到B和從B到C所用的時間相等，豎直方向由Δy＝gT2可以得到時間間隔為T＝0.2s，再由水平方向x＝vT求得平拋運動的初速度為3m/s,B點的豎直分速度等于從A到C的平均豎直分速度，大小為4m/s.,,自我檢測,,,1．(實驗操作)在做“研究平拋運動”的實驗時：(1)除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要的是________．A．游標卡尺B．秒表C．坐標紙D．天平E．彈簧測力計F．鉛垂線(2)實驗中，下列說法正確的是________．A．應使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下B．斜槽軌道必須光滑C．斜槽軌道末端可以不水平D．要使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應適當多一些E．為了比較準確地描出小球運動的軌跡，應該用一條曲線把所有的點連接起來,,自我檢測,,[答案](1)CF(2)AD,,[解析](1)實驗還需要的器材是坐標紙和鉛垂線，描出的軌跡在坐標紙上，方便數(shù)據(jù)處理，鉛垂線是用來確定豎直木板是否豎直并確定縱坐標．(2)做“研究平拋運動”的實驗時，斜槽末端必須水平，以保證小球做平拋運動，使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下，以使小球在斜槽末端速度相同；在描畫小球運動軌跡時，應用平滑的曲線連點，偏離軌跡較遠的點可舍去．,,自我檢測,2．(數(shù)據(jù)處理)在“研究平拋物體運動”的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長L＝1.6cm，若小球在平拋運動途中的幾個位置如圖5－3－2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________．(g取10m/s2)小球在b點的速率為________．(取兩位有效數(shù)字),,,,,,圖5－3－2,,自我檢測,,,,,,,自我檢測,3．(實驗創(chuàng)新)試根據(jù)平拋運動原理設計“測量彈射器彈丸出射初速度”的實驗方案，提供的實驗器材為彈射器(含彈丸，如圖5－3－3所示)、鐵架臺(帶有夾具)、米尺．(1)畫出實驗示意圖；(2)在安裝彈射器時應注意________________________；(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，在實驗中應采取的方法是______________________；(5)計算公式為_______________________．,,,,,,圖5－3－3,,自我檢測,,,