人教版 (新课标)必修2第五章 曲线运动3.实验：研究平抛运动…教案设计

实验六   研究平抛物体的运动

【目的和要求】

1、  指出平抛物体的运动轨迹。

2、  求出平抛物体的初速度。

【仪器和器材】

斜槽、坐标纸、图钉、木板、铅笔、小球和刻度尺

【实验原理】

平抛运动可看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成则

令小球做平抛运动，利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹，建立坐标系，测量出x、y，再利用公式求，求出平抛物体的初速度.

【实验方法和步骤】

1、              将固定有斜槽的木板放在实验桌上，检查调节斜槽末端至水平，检查木板是否水平.

2、              用图钉把坐标纸钉在竖直的木板上，固定时用重垂线检查坐标纸的竖线应在竖直方向，选择斜槽末端所在的点为坐标原点，从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴。

3、              使小球从斜槽的某一固定位置自由滑下，由O点开始做平抛运动。　

4、              先用眼睛粗略地确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值，然后用铅笔较准确地确定小球通过的位置，并在坐标纸上记下这一点. 以后依次改变x值，用同样的方法确定其他各点的位置， 要注意每次都使小球从斜槽上同一位置开始由静止运动.

【注意事项】

1、             保证斜槽末端点的切线水平，方木板竖直且与小球下落的平面平行，并使小球运动时靠近木板，但不接触。

2、             小球每次都从斜槽上同一位置由静止滚下。

3、             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，球的重心在木板上的水平投影点。

4、             小球在斜槽上开始滚下的位置要适当，以便使小球运动的轨迹由木板
的左上角到右下角。

5、             要选取距O点远些的点来计算小球的初速度，这样可减小误差。

【数据处理】

取下坐标纸，根据记下的一系列位置，用平滑曲线画出小球做平抛运动的轨迹，在轨迹上选取几个不同的点，测出它们的横坐标x和纵坐标y，利用公式求出小球做平抛运动的初速度,最后求初速度的平均值。

【实验练习】

1、在“研究平抛运动”的实验中，应注意如下三点：

①在安装斜槽轨道时，应注意______________________；

②在多次从静止开始释放小球时，应注意____________________；

③在纸上记录下斜槽轨道的末端O点后，需建立以O点为原点的坐标系，这时首先利用___________画出过O点___________________。

2、在“研究平抛物体运动”的实验中，为了正确描出小球的平抛运动的轨迹，在固定弧形槽时，应注意使____________．实验时每次使小球下滚时都应注意____________．记录纸上的竖直线要利用___________画出。

3、选修课本上《研究平抛物体的运动》这一实验的目的是：(1)_________________________；(2)________________________。在此实验中，我们要利用_____________线画出通过斜槽末端O点的竖直线。

4、利用图所示装置研究平抛运动，测定平抛初速时，应注意：①在安装斜槽轨道时，除了要使斜槽处于竖直平面内，还应____。②木板应固定在____，板面离斜槽末端中心应____。③小球每次均应从____释放。④确定小球在斜槽上释放的位置的依据是要保证____。⑤在固定于板面的纸上需建立以O点为原点的坐标系。建立坐标系的方法是：先在纸上记录下斜槽轨道的末端P点，则O点应在____，然后利用____，画出过O点的____，再画出过O点的____

6、如图是研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为5厘米的小方格，重力加速度取g=10米/秒2。由此可知：闪光频率为____赫；小球抛出时的初速度大小为____米/秒；从抛出到C点，小球速度的改变最大为____米/秒。

6、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．每次进行实验时，都要让小球从同一位置开始由静止释放

C．在实验过程中，小球与槽的摩擦不可避免，但这并不影响实验结果

D．为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量

7、给你一个米尺和玩具手枪，请你测量玩具手枪子弹射出枪口的速度

(1)实验原理：

(2)实验步骤：

(3)计算子弹速度的公式：

8、如图所示, 一个学生在做研究平抛物体运动的实验时, 用描点法在纸上画出了如图所示的一段曲线, 但是他只在纸上画出了初速度 的方向Ox, 而忘了记下斜槽轨道末端的位置. 请利用图中给出的曲线和Ox水平轴的方向, 测量出必要的数据, 计算出这个平抛运动的初速度.

【参考答案】                                                           

1、①轨道末端切线方向水平，②每次都从同一位置释放，③重垂线，竖直线

2、槽口水平，从同一高度滚下，重垂线

3、掌握描绘平抛物体的轨迹曲线的方法；掌握利用平抛物体的轨迹曲线求平抛物体的初速度的方法；重锤

4、①使槽末端的切线方向保持水平 ②竖直平面内，略大于小球的半径 ③斜槽上同一位置无初速  ④小球能滚出斜槽且小球的平抛运动轨迹在木板上白纸的范围内 ⑤P点正上方距P点距离等于小球半径处，重锤线，竖直线作为y轴，垂直y轴的x轴

5、10，2.5，4

6、AB

7、

8、在图中Ox轴上连续截出间隔长度等于x的相等间隔的点, 并过这些点做Ox轴的垂线, 与曲线相交, 如答图所示, 这些点之间的距离等于水平初速度v与时间间隔t的乘积, 即x=vt. 量出曲线上各点之间的竖直方向的距离、、、等, -=2gt2. 由上二式消t, 可得初速度 v=, 再由和计算出初速度v, 然后求平均得出结果.

【相关高考资料】

95全国高考25.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=1.25厘米.若小球在平抛运动途中的几个位置如图11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 .(取g=9.8米/秒2)

2；0．7m/s