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1、实验目的：实验目的：(1)(1)用实验方法用实验方法描绘描绘出平抛物体的出平抛物体的运动轨迹运动轨迹；(2)(2)从实验轨迹从实验轨迹求求出平抛运动物体的出平抛运动物体的初速度初速度。实验实验:研究平抛运动研究平抛运动如何获得平抛运动的轨迹如何获得平抛运动的轨迹?实验原理：实验原理：平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：动：一是水平方向的匀速直线运动。一是水平方向的匀速直线运动。另一个是竖直方向的自由落体运动。另一个是竖直方向的自由落体运动。1、令小球做平抛运动，利用描迹法描出、令小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线
2、，建小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系。立坐标系。测出曲线上的某一点的坐标测出曲线上的某一点的坐标x和和y，2 2、怎样计算平抛物体的初速度？、怎样计算平抛物体的初速度？水平方向上的匀速直线运动水平方向上的匀速直线运动 竖直方向上的自由落体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：平抛运动的两个分运动为：OOyxv0v0=x测出轨迹上某一点的坐测出轨迹上某一点的坐标标(x、y)代入可求出代入可求出v0P（x，y）1 1、如何获得小球做平抛运动的轨迹？、如何获得小球做平抛运动的轨迹？方案一方案一 ：描迹法描迹法方案二方案二 ：径迹法径迹法oxyv0方案三方案三 ：用用频
3、闪照相机频闪照相机得到物体运动的轨迹得到物体运动的轨迹照相法照相法实验实验 怎样得到平抛运动的轨迹怎样得到平抛运动的轨迹?方案一方案一:实验器材：实验器材：斜槽，斜槽，铁架台，铁架台，金属小球，木金属小球，木板板(附竖直固定支架附竖直固定支架)，有孔的卡片有孔的卡片，坐标坐标纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。描迹法描迹法实验仪器实验仪器实验仪器实验仪器方案一方案一:描迹法描迹法实验器材：实验器材：刻度尺刻度尺1、安装调整斜槽、安装调整斜槽：用图钉：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，并使板的左上角固定斜槽，并使其末端的切线其末
4、端的切线保持水平保持水平。可用平衡法调整斜槽，即将可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平直轨末端处，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表道上的任意位置静止，就表明水平已调好。明水平已调好。实验步骤实验步骤:2、调整木板、调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向、并使整到竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近直面平行且靠近,然后然后把重锤线方向把重锤线方向记录到钉在记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与
5、斜槽的相对位置保持不变。程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。3、确定坐标原点、确定坐标原点O：把小：把小球放在槽口处，用铅笔记下球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的球在槽口时球心在白纸上的水平投影点水平投影点O，O即为坐标即为坐标原点。原点。4描绘运动轨迹描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白用铅笔在卡片缺口处的
6、白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。保证小球每次保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下从斜槽上的同一位置由静止开始滑下，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。（新教材做法）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.5、计算初速度、计算初速度：取下白纸，以：取下白纸，以O点为原点画出竖直向点为原点画出竖直向下的下的y轴和水平向右的轴和水平向右的x轴，用平
7、滑的曲线把这些位置轴，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。xy 用公式用公式xv0t和和ygt2/2计算出小球的初速度计算出小球的初速度v0，最，最后计算出后计算出v0的平均值。并将的平均值。并将有关数据记入表格内。有关数据记入表格内。在曲线上选取在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点，六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和和y。几个问题的思考几个问题的思考几个问题的思考几个问题的思考 问题探究问题探究1 1：如何检验斜槽末端部分是否：如何检验斜槽末端部分是否水平水平？若将小球放在斜槽末端水平
8、轨道的任何位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置，小球都不滚动，则可以认为斜槽末端水平水平。重锤的吊线与平板的边线平行、与平板面平行；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使小球平抛的轨道平面与板面平行。问题与探究问题与探究2 2：怎么判断木板面是否竖直：怎么判断木板面是否竖直?几个问题的思考几个问题的思考几个问题的思考几个问题的思考问题探究问题探究4 4：每次都是从同一高度由静止释放的原因每次都是从同一高度由静止释放的原因？保证做平抛运动的初速度相等，描述的保证做平抛运动的初速度相等，描述的是同一条轨迹是同一条轨迹。问题
9、探究问题探究3 3：怎么确定坐标原点：怎么确定坐标原点o o，建立直角坐标系，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球心在坐标纸板上的水平投影点o o，即为坐标原，即为坐标原点点(槽口末端正上方槽口末端正上方R R处处)；再利用重锤线确定；再利用重锤线确定y y轴方向和与之垂直的轴方向和与之垂直的x x轴方向。轴方向。(1)(1)保证斜槽保证斜槽末端末端的切线必须水平。的切线必须水平。(2)(2)木板木板平面平面竖直竖直且且平行于平行于小球小球平抛平抛的的轨道平轨道平面，面，并使小球的运动靠近木板但不接触。并
10、使小球的运动靠近木板但不接触。(3)(3)坐标原点坐标原点不在斜槽口的末端，不在斜槽口的末端，应在应在槽口上槽口上方小球方小球球心处球心处实验注意事项实验注意事项:OO(4)(4)小球小球应在应在同一位置无初速自由释放同一位置无初速自由释放；释放；释放的高度要适当，使小球以合适的水平初速的高度要适当，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；角间分布，从而减小测量误差；(5)(5)实验过程中实验过程中木板不能动木板不能动(6)(6)要在平抛轨道上选取距要在平抛轨道上选取距O O点远些的点来计点远些的点来计算球的初速
11、度，这样可使结果的误差较小。算球的初速度，这样可使结果的误差较小。实验注意事项实验注意事项:yh9h4h16hxOABCDX1X2X3X4。1：4：9：16 思考：水平抛出的小球思考：水平抛出的小球1s1s内、内、2s2s内、内、3s3s内内 的竖直位移之比是的竖直位移之比是思考：怎么判定思考：怎么判定o o点就是平抛运动的起点点就是平抛运动的起点 OOyxA4A3A2A1M4M3M2M1y3思考、如何判断平抛运动的轨迹是不思考、如何判断平抛运动的轨迹是不是是抛物线抛物线？假设轨迹是一条抛物线，则轨迹上各点应满足假设轨迹是一条抛物线，则轨迹上各点应满足y=axy=ax2 2。测出轨迹上某点的坐
12、标。测出轨迹上某点的坐标(x x、y y)，带入，带入y=axy=ax2 2中求出中求出a a，就可知道代表这个轨迹的可能，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。关系式；再测几个点的坐标代入验证。例例1 1、如图所示，在、如图所示，在研究平抛运动研究平抛运动的的实验中，描绘得到的平抛物体的轨迹的一实验中，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。中的数据求出平抛运动的初速度。h1h2ssABC物体在物体在ABAB段和段和BCBC段运动的段运动的时间必相等，则有时间必相等，则有:解析解析
13、:在轨迹上在轨迹上ABCABC三个点是水三个点是水平间距相等的，故有：平间距相等的，故有：例例2、在在研研究究平平抛抛物物体体运运动动的的实实验验中中，用用一一张张印印有有小小方方格格的的纸纸记记录录轨轨迹迹，小小方方格格的的边边长长l1.25cm，若若小小球球在在平平抛抛运运动动中中先先后后经经过过的的几几个个位位置置如如图图中中的的a、b、c、d所所示示，则则小小球球平平抛抛的的初初速速度度的的计计算算式式为为v0(用用l、g表示表示)，其值是，其值是 (g取取9.8ms2)d da ab bc c解析：解析：由平抛运动规律由平抛运动规律y y=gTgT 2 2=l lx x=v v0 0
14、 T T v v0 0=x x/T T=2=2l l/T T=代入数字代入数字 l l=1.25cm=1/80 m=1.25cm=1/80 m得到得到 v v0 0=0.70m/s=0.70m/s 0.70m/s0.70m/s实验实验实验实验 研究平研究平研究平研究平抛运动抛运动抛运动抛运动的规律的规律的规律的规律例例3 3如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的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方法获得的相片的一部分,图中背景方格的边长为图中背景方格的边长为5cm5cm，g=10m/sg=10m/s2 2，则，则（1 1）小球平抛的初速度）小球平抛的初速度v vo o
15、=m/sm/s（2 2）闪光频率）闪光频率f=f=H H2 2（3 3）小球过）小球过A A点的速率点的速率v vA A=m/sm/sA AB BC C解解：由自由落体运动规律，：由自由落体运动规律，y=gt y=gt 2 2=20.05=0.1m=20.05=0.1mt=0.1s t=0.1s f=10Hzf=10Hzx=vx=v0 0 t t v v0 0 =x/t=30.05/0.1=1.5m/s=x/t=30.05/0.1=1.5m/sv vByBy=(y=(y1 1+y+y2 2)/2t=80.05/0.2=2m/s)/2t=80.05/0.2=2m/sv vAyAy=v=vByBy gt=2-1=1m/s gt=2-1=1m/sv vA A2 2=v=vAyAy2 2+v+v0 02 2=1+2.25=3.25=1+2.25=3.25v vA A=1.8m/s=1.8m/s1.51.510101.81.8