5.3 实验：探究平抛运动的特点课件（25张PPT）

(共25张PPT)
3．实验：探究平抛运动的特点
第五章 抛体运动
滚落的小球
飞出的赛车
投出的炸弹
抛出的篮球
思考：这几个物体的运动有什么样的共同点呢？
v0
v0
v0
竖直上抛运动
平抛运动
斜抛运动
1. 定义：以一定的初速度将物体抛出，如果物体只受重力的作用，这时的运动叫做抛体运动。
2. 平抛运动：初速度方向为水平方向的抛体运动叫做平抛运动。
v0
G
抛体运动
思考：平抛运动的轨迹是曲线，比较复杂。如果我们能把这个复杂的曲线运动分解为两个相对简单的、我们比较熟悉的直线运动，或许就能找到平抛运动的特点。
如果这两个分运动研究清楚了，平抛运动的规律自然就清楚了。
思路：沿竖直方向和水平方向分解。
化曲为直—运动的分解—等效替代
实验方案
方案一：频闪照相(或视频录制)的方法
(1)通过频闪照相(或录制视频)，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图所示)；
(2)以抛出点为原点，建立直角坐标系；
(3)通过频闪照片描出物体经过相等时间间隔所到达的位置；
(4)测量出经过T、2T、3T、…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移，并填入表格；
(5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点.
抛出时间 T 2T 3T 4T 5T
水平位移
竖直位移
结论 水平分运动特点
竖直分运动特点
方案一
y
x
O
x4
x3
x2
x1
h
5h
3h
7h
A
B
C
D
在误差允许的范围内，
四段水平位移近似相等；
且四段水平位移所用的时间相等。
竖直方向Δh=aT2
方案一
v0
C
O
A
B
平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动
方案一
平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动
B
C
v0
A
O
方案一
1.利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹。
2.建立坐标系，如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具
有y=ax2的形式(a是一个常量)，则轨迹是一条抛物线。
3.测出轨迹上某点的坐标x、y，据x=v0t、y= 得初速度
方案二：描轨迹法
【实验原理】
【实验器材】
斜槽、小球、木板、白纸（坐标纸）、图钉、铅垂线、刻度尺、铅笔等。
斜 槽
小 球
白 纸
木 板
铅垂线
铁架台
方案二：描轨迹法
1.调整木板竖直（利用重锤线）
2.调节斜槽末端水平
3.安装白纸和复写纸
4.确定坐标轴：小球在斜槽末端时，小球球心在白纸上的投影为原点
5.确定小球的释放点：同一组实验应使小球在同一位置释放
6.描绘运动轨迹：挡板在不同高度时记录小球撞击点（也可以用铅笔记录小球下落过程中的位置），用平滑的曲线连接。
【实验步骤】
方案二：描轨迹法
（1）判断平抛运动的轨迹是不是抛物线：
如图所示，在 x 轴上作出几个等距离的点
A1、A2、A3、…，把线段OA1 的长度记为l，则
OA2＝2l，OA3＝3l，由A1、A2、A3、…向下作垂线，
与轨迹的交点记为M1、M2、M3、…。若轨迹是一条抛物线，则各点的 y 坐标和 x 坐标应该具有 y＝ax2的形式（a 是待定常量），用刻度尺测量某点的 x、y 两个坐标值，代入y＝ax2 求出a。再测量其他几个点的x、y坐标值，代入y＝ax2，若在误差范围内都满足这个关系式，则这条曲线是一条抛物线。
【数据处理】
（2）求小球平抛的初速度 v0：
①在所描绘的轨迹曲线上选取 A、B、C、D、E、F 六个不同的点，测出它们的坐标值。
中，求出小球做平抛运动
②将各点坐标值代入 v0＝x
的初速度 v0。
③记录各点求得的初速度，最后算出初速度 v0 的平均值
v0，并做好记录。
【数据处理】
O
y
x
v0
v0=
= x
测出轨迹上某一点的坐标(x、y)代入可求出v0
P（x，y）
计算初速度
实验数据处理
计算平抛物体的初速度
在轨迹曲线上取几点A、B、C，使他们的水平间距x 相等。
用刻度尺测各点的坐标y
根据平抛运动的规律
（不确定抛出点O）
——各点的时间间隔T相等
x
x
x
A
B
C
1.实验中必须调整斜槽末端的切线水平。
2.方木板必须处于竖直平面内。
3.小球每次必须从斜槽上同一位置滚下。
4.坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。
5.小球开始滚下的位置高度要适中,一般以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。
6.在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度。
【注意事项】
o
x
y
方案三：喷水法
水平喷出的细水柱即为平抛运动的轨迹
如图，倒置的饮料瓶内装有水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，加上一个很细的喷嘴。
3.(多选)在探究平抛运动的特点实验中，某同学只记录了小球运动途中的A、B、C 三点的位置，取A 点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，当 g＝ 10 m/s2 时，下列说法正确的是（ ）
A. 小球抛出点的位置坐标是 ( 0，0 )
B. 小球抛出点的位置坐标是 ( ─10，─ 5 )
C. 小球平抛初速度为 2 m/s
D. 小球平抛初速度为 1 m/s
【正确答案】BD
4、在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l＝1.25cm，若小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0＝＿＿＿＿＿ (用l、g表示)，其值是 (g取9.8m／s2)．
d
a
b
c
解析：由平抛运动规律
Δy=gT 2= l
x=v0 T
∴ v0 = x/T=2l /T=
代入数字 l = 1.25cm=1/80 m
得到 v0 =0.70m/s
0.70m/s
5. 小刚同学通过实验，得到了某物体在Oxy平面上运动的一条运动轨迹，如图平面直角坐标系中的OP曲线所示。他根据物体运动轨迹的特点作出了猜想：如果物体在y方向做匀速直线运动，那么物体在x方向必定做匀加速直线运动。小刚同学的猜想是否成立？作图并给出你的分析过程。
在OP图线上取四点A、B、C、D，且满足：
测得A、B、C、D四点在x轴的横坐标满足：
则可以判断若物体在y方向做匀速直线运动时，在x方向上一定做匀加速直线运动。