§5.3实验:研究平抛运动
【学习目标】
1.知道用实验获得平抛运动轨迹的方法;
2.掌握判断平抛运动轨迹是否是抛物线的方法,推导平抛初速度的测量式并计算初速度. 【学习过程】 一、实验原理
1. 判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
2抛物线的解析式是yax.取起抛点为坐标原点,在轨迹线上任取若干点Mi(xi,yi),假
2若轨迹线是抛物线,则将各点坐标值代入解析式yax求得的a应该在误差允许范围内相同.
2. 求平抛初速度
如图所示为平抛运动的轨迹,O点是起点.测量B点的坐标为x、y,设O-B运动时间为t,初速度为v0,则: xv0t y12gt
2用此式计算初两式消掉t,初速度 .测量了某位置坐标(x,y就可以速度. 拓展:
右图为案例二的实验装置.设A、B间的高度差为h,大气压强为P0,A点的压强 ,喷嘴B处压强 ,可见,喷嘴B处出射的水有相同的初速度. 二、实验步骤
(教材给同学们提供了三种研究平抛运动的案例,本节课,以案例一为例开展研究.)
1.安装调平:将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上,其末端伸出桌面外,轨道末端切线水平,如图所........示.
2.建坐标系:用图钉把坐标纸固定在竖直木板上,把木板调整....面.使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近,把小球放在..铅笔记下小球在槽口(轨道末端时球心所在木板上的投影点,O...........................O...原点,沿重垂线的方向画出过坐标原点的竖直线,作为轴,过........................y....平向右的轴. ....x..3.确定球的位置:将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,小球从轨道末端射出,先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值,然后让小球由同一位置自由滚下,在粗略确定的位置附近利用带孔的...........硬纸板较准确地找出小球通过的位置,并在坐标纸上用铅笔记下该点.用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置.
4.描绘轨迹:取下坐标纸,将坐标纸上记下的一系列点,用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动轨迹.
到竖直平....槽口处.用.点即为坐标.....O点画出水.....
三、数据处理
计算初速度:在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点A、B、C、D、E、F,用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x,y,并记录在下面的表格中。 已知g值,利用公式v0x.g求出小球做平抛运动的初速度v0,最后算出v0的平均值. 2y
四、注意事项
1.实验中必须调整斜槽末端的切线水平.检验是否水平的方法是:将小球放在斜槽末端水平部分,将其向两边各轻轻拨动一次,看其是否有明显的运动倾向.
2.方木板必须处于竖直平面内,固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直. 3.小球每次必须从斜槽上同一位置滚下.
4.坐标原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,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. 【导析探究】
导析1: 研究平抛运动的基本思路
【例1】在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下: A.让小球多次从________位置滚下,记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置. B.按图安装好器材,注意________,记下初位置O点和过O点的竖直线. C.取下白纸,以O为原点,以竖直线为y轴、作y轴垂线为x