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1、第三節(jié)、實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康? (1) 用實(shí)驗(yàn)的方法描出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡 (2) 判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是否為拋物線 (3) 根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡求其初速度 2．實(shí)驗(yàn)原理 (1) 用描跡法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡． (2) 建立坐標(biāo)系，測(cè)出軌跡上某點(diǎn)的坐標(biāo)x、y,據(jù)x=v01, y=2gt2得初速度v°=x 3．實(shí)驗(yàn)器材 斜槽、小球、方木板、鐵架臺(tái)、白紙、圖釘、重垂線、三角板、鉛筆、刻度尺． 核心探究 1．實(shí)驗(yàn)步驟 (1) 安裝調(diào)平 將帶有斜槽軌道的木板固定在實(shí)驗(yàn)桌上,其末端伸出桌面外,軌道末端水平．如圖137 所示． 圖 137 (2) 建坐標(biāo)系 用

2、圖釘將坐標(biāo)紙固定在木板上,把木板調(diào)整到豎直位置,使板面與小球的運(yùn)動(dòng)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(shí)球心在木板上的 投影點(diǎn)0, 0點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn)，用重垂線畫出過坐標(biāo)原點(diǎn)的豎直線，作為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釋放，小球從軌道末端射出，先用眼睛粗略確定做平拋 運(yùn)動(dòng)的小球在某一 x值處的y值，然后讓小球由同一位置自由滾下，用鉛筆較準(zhǔn)確地描出小 球通過的位置，并在坐標(biāo)紙上記下該點(diǎn)．用同樣的方法確定軌跡上其他各點(diǎn)的位置． (4) 描點(diǎn)得軌跡 取下坐標(biāo)紙，將坐標(biāo)紙上記下的一系列點(diǎn)，用平滑曲線連起

3、來(lái)，即得到小球平拋運(yùn)動(dòng)軌 跡． 2．?dāng)?shù)據(jù)處理 (1) 計(jì)算初速度 在小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上選取分布均勻的六個(gè)點(diǎn)一一A、B、C、D、E、F,用刻度尺、三角 板測(cè)出它們的坐標(biāo)(x, y),并記錄在預(yù)先設(shè)計(jì)好的表格中，已知g值，利用公式y(tǒng)=*gt2和 x=v01,求出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度V。，最后算出V。的平均值. (2) 驗(yàn)證軌跡是拋物線 拋物線的數(shù)學(xué)表達(dá)式為y=ax2,將某點(diǎn)(如B點(diǎn))的坐標(biāo)x、y代入上式求出常數(shù)a,再 將其他點(diǎn)的坐標(biāo)代入此關(guān)系式看看等式是否成立,若等式對(duì)各點(diǎn)的坐標(biāo)近似都成立,則說明 所描繪的曲線為拋物線． 3．誤差分析 (1) 斜槽末端沒有調(diào)水平,小球離開斜槽后不

4、做平拋運(yùn)動(dòng)． (2) 確定小球運(yùn)動(dòng)的位置時(shí)不準(zhǔn)確． (3) 量取軌跡上各點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)不準(zhǔn)確． 例題分析： 例題1(1)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)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 ． A. 游標(biāo)卡尺 B.秒表C.坐 標(biāo)紙D.天平E.彈簧測(cè)力計(jì)F.重垂 線 (2)(多選)實(shí)驗(yàn)中,下列說法正確的是( ) A. 應(yīng)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. 為了使描出的軌跡更好地反映真實(shí)運(yùn)動(dòng)，記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些 D. 斜槽軌道末端可以不水平 例題2．在利用斜槽軌道做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng), 通過描

5、點(diǎn)法畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡,下面列出了一些操 作要求,將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上 ． A. 通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平 B. 每次釋放小球的位置必須不同 C. 每次必須由靜止釋放小球 D. 記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴(yán)格地等距離下降 E. 小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不能與木塊上的白紙(或方格紙)相接觸 F. 將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點(diǎn)連成折線 例題3.圖138甲是“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖. 3

6、 甲 孔 丙 (1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到斜槽末端切線 .每次讓小球從同一位 置由靜止釋放，是為了每次平拋 . (2)圖乙是正確實(shí)驗(yàn)取得的數(shù)據(jù)，其中0為拋出點(diǎn)，則此小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為 m/s. (3) 在另一次實(shí)驗(yàn)中將白紙換成方格紙，每小格的邊長(zhǎng)L=5 cm，通過實(shí)驗(yàn)

7、，記錄了小 球在運(yùn)動(dòng)途中的三個(gè)位置，如圖丙所示，則該小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為 m/s； B 點(diǎn)的豎直分速度為 m/s. 研究平拋運(yùn)動(dòng)的注意事項(xiàng) 1. 在實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端的切線水平(檢驗(yàn)是否水平的的方法是：讓小球放在斜槽 末端任一位置，看其是否能靜止). 2. 方木板必須處于豎直平面內(nèi)，固定時(shí)要用重垂線檢查坐標(biāo)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(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球出槽口時(shí)球心在木板上的投影點(diǎn). 5. 小球開始滾下的位置高度要適中，以使小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡由坐標(biāo)紙的左上角上一 直到達(dá)右下角為宜. 6. 在軌跡上選取離坐標(biāo)原點(diǎn)0點(diǎn)

8、較遠(yuǎn)的一些來(lái)計(jì)算初速度. 變式訓(xùn)練 1 (多選)“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)的裝置如圖1310所示，在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)() A. 將斜槽的末端切線調(diào)成水平 B. 將木板校準(zhǔn)到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直 平面平行 C. 在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置0,作為小球做平拋運(yùn)動(dòng) 的起點(diǎn)和所建坐標(biāo)系的原點(diǎn) D. 測(cè)出平拋小球的質(zhì)量 2. 平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以概括為兩點(diǎn)：一是水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)；二是豎直 向上做自由落體運(yùn)動(dòng).為了研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)，可做這樣的實(shí)驗(yàn)：如圖1312 所示，用 小錘打擊彈性金屬片，A球水平飛出，同時(shí)B球被松開，做自由落 體運(yùn)動(dòng)，兩球同時(shí)落到地面，則這個(gè)實(shí)驗(yàn)()

9、 A. 只能說明上述規(guī)律中的第一條 B. 只能說明上述規(guī)律中的第二條 C. 不能說明上述規(guī)律中的任何一條 D. 能同時(shí)說明上述兩條規(guī)律 3. 某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，只畫出了 如圖1315 所示的曲線，于是他在曲線上取水 平距離Ax相等的三點(diǎn)A、B、C,量得Ax=0.2 m.又量出它 們之間的豎直距離分別為h1 = 0.1 m，h2 = 0.2 m，(g取10 m/s2)利 用這些數(shù)據(jù)，可求得： (2)物體經(jīng)過B時(shí)豎直分速度為 (3)拋出點(diǎn)在A點(diǎn)上方高度為 m處. 4如圖1318所示為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照相照片的 圖中背景方格的邊長(zhǎng)均為5 cm，如果

10、g取10 m/s2，那么: (1)照相機(jī)的閃光頻率是 Hz； (1)物體拋出時(shí)的初速度為 m/s； 囲巴 (2 )小球運(yùn)動(dòng)中水平分速度的大小是 m/s； (3) 小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小是 m/s. 5.用圖甲所示裝置做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)，根 據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)紙上描出了小球水平拋出后的運(yùn)動(dòng) 軌跡，但不慎將畫有軌跡圖線的坐標(biāo)紙丟失了一部 分，剩余部分如圖乙所示.圖乙中水平方向與豎直方向每小格的長(zhǎng)度代表0.10 m，P「P2 和P3是軌跡圖線上的3個(gè)點(diǎn)，?和P2、P2和P3之間的水平距離相等. 完成下列填空(重力加速度取10 m/s2)： (1) 設(shè)P］、P2和P3的橫坐標(biāo)分別為X］、x2和x3，縱坐標(biāo)分別為y「y2和兒，從圖中可讀 出嘰一y2l= m，ly］—y3l= m，lx］—x2l= m(保留兩位小數(shù)). (2) 若已測(cè)得拋出后小球在水平方向上做勻速運(yùn)動(dòng).利用(1)中讀取的數(shù)據(jù)，求出小球從 P］運(yùn)動(dòng)到P2所用的時(shí)間為 s，小球拋出后的水平速度為 m/s.