课件23张PPT。5-4 实验:研究平抛运动复习回顾：
1.什么是平抛运动?
初速度沿水平方向只受重力作用的运动
2.平抛运动可以分解为哪两个分运动?
3.平抛运动的轨迹是什么? 水平方向上的匀速直线运动
竖直方向上的自由落体运动实验目的：(1)描绘出平抛物体的运动轨迹；
(2)判断轨迹是否是抛物线；
(3)求出平抛运动物体的初速度。阅读课本P.12页《参考案例》实验:研究平抛运动如何获得平抛运动的轨迹?1、如何获得小球做平抛运动的轨迹？方案一 ：描迹法方案二 ：径迹法oxy方案三 ：用频闪照相机得到物体运动的轨迹照相法实验 怎样得到平抛运动的轨迹?
方案一:实验器材：斜槽，金属小球，木板(附竖直固定支架)，坐标纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。描迹法(1)安装调整斜槽并使斜槽末端点的切线水平
(2)调整木板并固定使其处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行
(3)确定坐标原点O，建立直角坐标系
(4)由斜槽上某固定位置无初速释放小球，描绘小球运动轨迹
(5)求小球平抛的初速度v0实验步骤:(1)保证斜槽末端部分水平
(2)木板平面竖直且平行小球平抛的轨道平面
(3)坐标原点不在斜槽口的末端，应在槽口上方小球球心处
(4)小球应在同一位置无初速自由释放；释放的高度要适当
(5)实验过程中木板不能动实验注意事项: 如何检验斜槽末端部分是否水平 ？若将小球放在斜槽末端水平轨道的任何位置，小球都不滚动，则可以认为斜槽末端水平 讨论1:调节木板，使重锤的吊线与平板的边线平行、与平板面平行；使小球平抛的轨道平面与板面平行 怎么判断木板面是否竖直?讨论2:怎么确定坐标原点o，建立直角坐标系?把小球放在槽口末端处，用铅笔记下这时球的球心在坐标纸板上的水平投影点o，即为坐标原点(不是槽口端点)；再利用重锤线确定y轴方向和与之垂直的x轴方向。讨论3:OyxA4A3A2A1M4M3M2M1y32、如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线？ 假设轨迹是一条抛物线，则轨迹上各点应满足y=ax2 。测出轨迹上某点的坐标(x、y)，带入y=ax2中求出a，就可知道代表这个轨迹的可能关系式；再测几个点的坐标代入验证。3、怎样计算平抛物体的初速度？ 水平方向上的匀速直线运动
竖直方向上的自由落体运动平抛运动的两个分运动为：Oyxv0v0== x测出轨迹上某一点的坐标(x、y)代入可求出v0P（x，y）例1、在做“研究平抛运动”实验中应采取下列哪些措施可减小误差？（ ）
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽水平部分轨道必须水平
C．每次要平衡摩擦力
D．小球每次应从斜槽上同一高度释放B D例2、某同学使小球沿桌面水平飞出，用数码相机来拍摄小球作平抛运动的录像（每秒15帧）并将照片打印出来。问：他大约可以得到几桢小球正在空中运动的照片？ 若桌高 h=0.8m ，能拍 幅照片6例3、如图所示，在《研究平抛运动》的实验中，描绘得到的平抛物体的轨迹的一部分，抛出点的位置没有记录，试根据图中的数据求出平抛运动的初速度。物体在AB段和BC段运动的时间必相等，则有:解析:在轨迹上ABC三个点是水平间距相等的，故有：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=2.5cm。若小球在平抛运动途中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________●●●●abcd1m/s 想一想：动物管理员在森林里寻找到了一只丢失的猴子，立即用麻醉枪水平地射击，设子弹从枪口水平射出的瞬间，精明的猴子便从静止开始自由下落．猴子跑掉了吗？为什么？1、在《研究平抛运动》的实验中，为减少空气阻力对小球的影响，所以选择小球时，应选择下列的：（ ）
A、实心小铁球；
B、空心小铁球；
C、实心小木球；
D、以上三种球都可以；练一练A2、在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
A．通过调节使斜槽的末端保持水平
B．每次释放小球的位置必须不同
C．每次必须由静止释放小球
D．记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降
E．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相触
F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 A C E知识延伸： 3、一架飞机水平匀速飞行，从飞机上每隔1秒释放一个铁球，先后释放7个，若不计空气阻力，则7个球 （ ） A、在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是等间距的 B、在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点不是等间距的 C、在空中任何时刻总在飞机的正下方排成竖直的直线，它们的落地点是等间距的 D、在空中任何时刻总在飞机的正下方排成竖直的直线，它们的落地点是不等间距的Cyh9h4h16hxOABCD。1：4：9：16 …水平抛出的小球1s内、2s内、3s内… 的
竖直位移之比是5-4 实验 研究平抛运动
一、教学目标
1、知道平抛运动的条件及相应控制的方法
2、知道用实验获取平抛运动轨迹的方法
3、知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法
4、知道测量初速度时需要测量的物理量
5、会推导平抛初速度的表达式，会计算平跑运动的初速度
二、教学重点: 描绘平抛物体运动的轨迹。
三、教学难点: 根据运动轨迹求平抛物体的初速度。
四、问题设计：
1、怎样用实验的方法获取平抛运动的轨迹？
2、如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线？
3、怎样计算平抛物体的初速度？
五、教学方法：
看书、讨论、实验研究、归纳、总结
六、教学过程：
1、如何判断平抛运动的轨迹是否为抛物线？
假定上面的是某物体做平抛运动的轨迹，那么在X轴上做出等距离的几个点及轨迹上对应的各点，用刻度尺测量各点的x、y两个坐标,带入y=ax2，即可判断物体的轨迹是否为抛物线。
2、怎样计算平抛物体的初速度？
平抛运动可以看作水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的合成，则有
在以抛出点0为原点的平面直角坐标系中，用铅笔试碰描迹法描绘出小球做平抛运动的轨道曲线。测出曲线上某一点的坐标(x、y)，利用y=1/2gt2求出运动时间t，求出小球做平抛运动的初速度v0==x 。
由此可见为了测量平抛运动的初速度，需要在实验中测量哪些物理量？
3、怎样用实验的方法获取平抛运动的轨迹？
方案一：
⑴实验器材
斜槽，金属小球，木板(附竖直固定支架)，坐标纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。
⑵实验步骤
1．将斜槽放在实验桌上，其末端伸出桌面外，调节末端使其切线水平后固定。
（检查斜槽末端部分是否水平的方法：若将小球放在斜槽末端水平轨道的任何位置，小球都不滚动，则可以认为斜槽末端水平，也可将小球放在斜槽末端，轻轻将其向两边拨动各一次，看其是否有明显的运动倾向。精细的检查方法是用水平仪调整。）
2．用图钉把坐标纸钉在木板上，让木板竖直固定，其左上方靠近槽口，用重锤线检查坐标纸上的竖线是否竖直，整个实验装置如图所示。用重锤线把木板校准到竖直方向，使小球平抛的轨道平面与板面平行，保证在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。
3．建立直角坐标系XOY：以小球做平抛运动的起点O为坐标原点，从坐标原点O画出竖直向下的Y轴和水平向右的X轴。
确定坐标原点O的方法是：把小球放在槽口末端处，用铅笔记下这时球的球心在坐标纸板上的水平投影点O，即为坐标原点(不是槽口端点)。
4．让小球由斜槽的某一固定位置自由滚下，由0点开始做平抛运动。先用眼睛粗略地估计小球在某一X值处(如X=1 cm或2 cm等)的y值，然后用铅笔尖指着这个位置，让小球从原释放处开始滚下，看是否与铅笔尖相碰，如此重复数次，较准确地确定小球通过的这个位置，并在坐标纸上记下这一点。
5．依次改变X值，用与(4)同样的方法确定小球通过其他各点的位置。
6．取下坐标纸，用刻度尺过O点画出y轴和z轴[当第(3)步未进行时]，将(4)(5)中所描出的各点用平滑曲线连接起来，这就画出了小球做平抛运动的轨迹曲线(所画曲线可不通过个别偏差大的点，但必须保持曲线平滑，不允许出现凹陷处)。
7．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六个不同点[不必是步骤(4)(5)中测出的点]，测出它们的坐标值。
②将各点坐标值代入v0=x中，求出小球做平抛运动的初速度v0，最后算出v0的平均值。
③实验记录：
次 数
物 理 量
1
2
3
4
5
6
7
测x坐标（米）
测y坐标（米）
算飞行时间t=（秒）
算初速度v0= x（米/秒）
初速度v0的平均值
⑶注意事项：
①固定斜槽时，必须注意使通过斜槽末端点的切线保持水平，以使小球离开斜槽后做平抛运动。
②木板必须处在竖直面内，与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，使小球的运动靠近图纸但不接触。
③在斜槽上设定位卡板，使小球每次都从定位卡板所确定的同一位置由静止开始滚下，以保证重复实验时，小球做平抛运动的初速度相等。
④应在斜槽上适当的高度处释放小球，使小球能以适当的水平速度抛出，其运动轨迹由图板左上角到右下角。这样可以充分利用坐标纸，减小测量误差。
⑤由平抛运动方程求小球平抛的初速度时，应在平抛轨迹上选取离坐标原点0较远的点的坐标数据来进行计算，这样既便于测量又减小了误差。
⑷、误差分析
①安装斜槽时，其末端切线不水平，造成小球并非做平抛运动，测量的数据不准确。
②建立直角坐标系时，误以斜槽末端端口位置为坐标原点(实际上应以末端端口上的小球球心位置为坐标原点)。
④小球每次从槽上开始滚下的位置不相同，使得平抛初速度不相同
方案二
将喷嘴调节水平，则从喷嘴流出的细水柱就显示了平抛运动的轨迹。设法把它描在背后的纸上就能进行分析处理了
方案三：
用数码相机记录平抛运动的轨迹。
典型例题：
例1、在做“研究平抛运动”实验中应采取下列哪些措施减小误差？（ BD ）
A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽水平轨道必须水平
C．每次要平衡摩擦力 D．小球每次应从斜槽同一高度释放
例2、某同学使小球沿桌面水平飞出，用数码相机来拍摄小球作平抛运动的录像（每秒15帧）并将照片打印出来。问：他大约可以得到几桢小球正在空中运动的照片？
例3、如图所示，在《研究平抛运动》的实验中，，描绘得到的平抛物体的轨迹的一部分，抛出点的位置没有记录，试根据图中的数据求出平抛运动的初速度?
同步练习
1、《研究平抛物体的运动》实验的目的是：（ AB ）
A、描出平抛物体的运动轨迹，求出平抛物体的初速度；
B、描出平抛物体的运动轨迹，求出重力加速度；
C、描出平抛物体的运动轨迹，求出平抛物体的运动时间；
D、描出平抛物体的运动轨迹，求出平抛物体的位移；
2、在做《研究平抛物体的运动》这一实验时，下列说法中正确的是：（ AC ）
A、安装斜槽时，一定要检查斜槽末端是否水平；
B、安装斜槽时，只要注意将斜槽放稳就行了；
C、每次实验时都要将小球从同一位置由静止释放；
D、每次实验时可以将小球从不同位置由静止释放；
3、在《研究平抛物体运动》的实验中，下列说法中正确的是：（ C ）
A、实验中要考虑减少小球和木板的摩擦；
B、实验中由于小球的位移不大所以摩擦力的影响较小，可以忽略不计；
C、实验中小球受斜槽的摩擦力无法排除，但不会影响实验结果；
D、实验中小球受斜槽的摩擦力所产生的影响很大，所以实验结果只是近似值；
4、在《研究平抛物体运动》的实验中，下列关于小球运动的说法中正确的是：（ D ）
A、小球在斜槽的倾斜段上的运动是变加速运动；
B、小球在斜槽的水平段上的运动是匀速运动；
C、小球在离开斜槽水平段后做匀加速直线运动；
D、小球在离开斜槽水平段后做匀加速曲线运动；
5、在《研究平抛物体的运动》的实验中，为减少空气阻力对小球的影响，所以选择小球时，应选择下列的：（ A ）
A、实心小铁球； B、空心小铁球；
C、实心小木球； D、以上三种球都可以；
6.下列哪些因素会使该实验的误差增大 ： ( BC )
A.小球与斜槽间有摩擦
B.安装斜槽时其末端不水平
C.建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点
D.根据曲线计算平抛运动初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远
7.如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，下列说法中错误的是： ( C )
A.小球平抛的初速度不同
B.小球每次均沿不同的抛物线运动
C.小球在空中运动的时间每次均不相同
D.小球通过相同的水平位移，所用时间均不相同
8.做出平抛运动的轨迹后，为计算初速度，实验中需测量的数据有：
(1) 某点的坐标X和Y ；
(2)其初速度v0的表达式为： 。
9 .在做“研究平抛物体的运动”的实验中，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹.为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上： ACE
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次释放小球的位置必须不同
C.每次必须由静止释放小球
D.记录小球位置用的有孔的卡片每次必须严格地等距离下降
E.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
F.将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
10.“研究平抛物体的运动”实验中，为了描出物体的运动轨迹，实验应有下列各个步骤：
A.以O为原点，画出与y轴相垂直的水平x轴.
B.把事先做好的有缺口的纸片用手按在竖直木板上，使由斜槽上滚下抛出的小球正好从纸片的缺口中通过，用铅笔在白纸上描下小球穿过这个缺口的位置.
C.每次都使小球从斜槽上固定的标卡位置开始滚下，用同样的方法描出小球经过的一系列位置，并用平滑的曲线把它们连接起来，这样就描出了小球做平抛运动的轨迹.
D.用图钉把白纸钉在竖直木板上，并调整固定好木板；且安装斜槽.
E.把斜槽末端拉高一个小球半径处定为O点，在白纸上把O点描下来，利用重锤线在白纸上画出过O点向下的竖直线，定为y轴.
在上述的实验步骤中，缺少的步骤F是 ， 调节斜槽末端使之水平
在实验中，实验步骤的正确顺序是 。DFEABC
11、在《研究平抛物体的运动》的实验中，进行斜槽安装时，要检查斜槽末端是否＿＿＿＿，其检查的方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；在竖直木板安装时，要用＿＿＿＿＿检查坐标纸上的竖线是否＿＿＿＿＿。
12、在《研究平抛物体的运动》的实验中，用铅笔确定小球通过的位置时，将铅笔垂直于竖直木板铅笔尖轻轻靠在坐标纸上，小球滚下时与铅笔发生＿碰撞＿，这样坐标纸上将会留下＿痕迹＿＿＿，从而得到小球通过的位置。
13、在《研究平抛物体的运动》的实验中，，在坐标纸画出小球做平抛运动的轨迹时，将记录的位置用＿平滑曲线＿＿连接，记录的位置越＿多＿（填“多”或“少”）得到的轨迹越真实。
14、如图所示为某次实验所描绘的平抛物体运动的轨迹，抛出点在O点，A、B、C三点的坐标为A（x1=0.369m，y1=0.112m）、B（x2=0.630m，y2=0.306m）、C（x3=0.721m，y3=0.441m）。试根据以上的测量结果计算出物体作平抛运动的初速度。
2.44m/s
2.52m/s
2.40m/s
15、一个同学做“平抛物体运动”的实验，只在纸上记下重锤y方向，忘记在纸上记下斜槽末端位置，并在坐标纸上描下如图所示曲线．现在我们在曲线上取Ａ、Ｂ两点，用刻度尺分别量出它们到y轴的距离AC＝a，BD=b,以及ＡＢ的竖直距h，从而求小球的初速度为多少？
