5.3 实验：研究平抛运动（共30张PPT）

(共30张PPT)
学习目标
1.能描出平抛运动的轨迹。
2.会计算平抛物体的初速度。
3.结合运动分解的知识，明确两个分运动的特点。
4.经历探究的过程，掌握探究性实验的一般方法。
5.养成严谨认真科学的实验态度。
探究思路：
1、设法通过实验得到平抛运动的轨迹
2、在平抛运动的轨迹上找到每隔相等的时间所达到的位置
3、测量两相邻位置间的水平、竖直位移，分析这些位移的特点
匀速直线运动的特点是什么？
相等时间内通过的位移相等
如果能证明在相等的时间发生的水平位移相等，则说明平抛运动在水平方向上的分运动确实为匀速直线运动。
如何确定相等的几段时间？
利用频闪照相
描绘平抛运动的轨迹
如何获得平抛物体运动的轨迹？
有没有其他的方法确定相等的时间？
利用竖直方向上的位移比
描绘平抛运动的轨迹
【方案一】
平抛运动演示仪
一、描绘平抛运动的轨迹
实验器材
实验器材:
斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。
铁架台
斜槽
木板
白纸
小球
铅垂线
实验步骤
①安装调整斜槽:用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板的左上角固定斜槽,并使其末端保持水平;
②调整木板:用悬挂在槽口的铅垂线把木板调整到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近,固定好木板;
③确定坐标轴:把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O,O即为坐标原点,再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线,即y轴;
④确定小球释放点:选择一个小球在斜槽上合适的位置由静止释放,使小球运动轨迹大致经过白纸的右下角;
⑤描绘运动轨迹:把笔尖放在小球可能经过的位置上,如果小球运动中碰到笔尖,用铅笔在该位置画上一点,用同样的方法,从同一位置释放小球,在小球运动路线上描下若干点.
注意事项
1、应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触；
2、小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，在斜槽上释放小球的高度应适当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差；
3、坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。
O
O′
坐标原点（平抛起点）
【方案二】
水平喷出的细水柱
显示平抛运动的轨迹
一、描绘平抛运动的轨迹
水平喷出的细水柱即为平抛运动的轨迹。
喷嘴（比细管更细的硬管）
使A 处的水的压强始终等于大气压
透明胶片
细管
【方案三】
频闪照相
一、描绘平抛运动的轨迹
二、研究平抛运动的特点
1、判断平抛运动的轨迹是抛物线
x
y
x
y
二、研究平抛运动的特点
2、计算平抛运动的初速度
研究平抛运动的特点
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。
结论：平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。
x
y
x
y
实验记录
重力加速度g=9.8m/s2
参考点 X坐标/m y坐标/m 运动时间/s 初速度/ms-1
初速度平均值/ms-1
A
B
C
D
E
F
没有记住原点v0如何求
x
y
没有记住原点v0如何求
x1
x2
y1
y2

如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景方格的边长为5cm，g=10m/s2，并把这一部分放在图中的坐标系内，则：（1）小球平抛运动的初速度v0=_____m/s；（2）闪光的时间间隔_______s；（3）小球过A点的速率vA=______m/s。（4）抛出点的坐标是________
1.5
0.1
1.8
(-5cm,0)
题型1.
求初速度题型典例模式解题
观察ABC水平、竖直间隔特点，时间特点
2、一学生做“研究平抛物体的运动”实验时，画运动轨迹只在白纸上画出了与初速度平行的Ox轴，忘了画坐标原点和Oy轴，而且也只画出了中间一部分轨迹，如图所示．如何只用一刻度尺得出小球的初速度(不需测实际数据只用物理量的符号代表所测量)．
测量方法：(简答)___________________．
得到的v0=_________________________．
解析:任取水平间距相等的三点1，2，3，如图示，测量水平间距s，竖直间距y1、y2．
练习1.在研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，某甲和某乙得到的记录纸分别如图所示，从图中明显看出甲的实验错误是
　　　　　　　　　　　　　 .
乙的实验错误是
　　　　　　　　　　　　　 .
槽底不水平
每次释放小球的高度不同
练习2.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)．
解析：由平抛运动规律
Δy=gT 2= l
x=v0 T
代入数字 l = 1.25cm=1/80 m
得到 v0 =0.70m/s
0.70m/s
题型3.在“研究平抛物体的运动”的实验中，某同学只在
竖直板面上记下了重锤线y的方向，但忘记了平
抛的初位置，在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹，
如图所示。现在曲线上取A、B两点，量出它们
到y轴的距离，AA’=x1，BB’=x2，以及AB的竖直距离h，
用这些可以求出求得小球平抛时的初速度为多大？
求初速度题型典例模式解题
解题关键点：是否给出真正的坐标原点，如果没有给出，需要用到相关运动学公式或者位移差公式
y1
y2
解析 设小球到达A点时，运动时间为t1，竖直方向的位移为y1；到达B点时，运动时间为t2，竖直方向的位移为y2。根据平抛运动的规律有 ??

其中y2－y1=h，所以 ??。

练习2、在“研究平抛运动”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2m/s
D.小球平抛初速度为1m/s
BD
练习3. 在做“研究平抛物体的运动”这一实验时，下面哪些说法是正确的 [ ]
A.安装弧形槽时，必须使槽的末端的切线方向保持水平
B. 进行实验时，每次都要让小球从同一位置由静止释放
C. 为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量
AB