人教版 (新课标)必修23.实验：研究平抛运动…导学案

这是一份人教版 (新课标)必修23.实验：研究平抛运动…导学案，共6页。学案主要包含了实验原理，实验器材，实验步骤，注意事项，误差分析等内容，欢迎下载使用。
6.3探究平抛运动的规律班级________姓名________学号_____学习目标: 1．学会用实验方法描绘出平抛物体运动的轨迹。2．能根据运动轨迹分析实验数据，求出平抛物体的初速度。学习重点: 描绘平抛物体运动的轨迹。学习难点: 根据运动轨迹求平抛物体的初速度。主要内容:一、实验原理      平抛运动是以速度v0沿水平方向抛出后，物体只在重力作用下，加速度是重力加速度g的匀变速曲线运动。根据运动的合成与分解的知识，可以将平抛运动看作是两个分运动的合运动：一个分运动是水平方向上的匀速直线运动，其速度就是平抛运动的初速度v0；另一个分运动是竖直向下方向上的自由落体运动。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，再利用公式x=v0t，求出小球做平抛运动的初速度v0=x  。    二、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。    三、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0为坐标原点，从坐标原点0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z=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0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：初速度v0的平均值­­_____________。四、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。 五、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)。    (3)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。课堂训练：1．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各个位置如图中的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__________(取9．8米/秒2)2．如图所示是在“研究平抛物体的运动”的实验中记录的一段轨迹。已知物体是从原点O水平抛出，经测量C点的坐标为(60，45)。则平抛物体的初速度v0=________米/秒，物体经过B点时的速度VB=____________米/秒。3．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本板应固定在___________，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_______________________。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0点应在________________，然后利用___________________，画出过o点的______________，再画出过o点的______________。4．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。课后作业：1．有关“研究平抛物体运动”的实验中，小球在斜槽水平出口处的位置如图所示，所谓末端的切线的起点O，即坐标水平轴的原点应该是  (  )   A．A点    B．B点   C ．C点  D．D点2．安装实验装置的过程中，斜槽装置末端的切线必须是水平的，这样做的目的是（     ）  A．保证小球运动的轨迹是一条抛物线  B．保证小球飞出时的速度不太大，也不太小  C．保证小球飞出时，初速度水平  D．保证小球在空中运动的时间都相等3．在“研究平抛物体运动”的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则下列说法错误的是  A．小球平抛的初速度不同  B．小球每次做不同的抛物线运动  c．小球在空中运动的时间每次均不同  D．小球通过相同的水平位移所用时间均不同4．为了准确地测出平抛轨道上某点的坐标，需要注意的是    A．选距原点近—些的点    B．应正确标出乎抛小球的球心在木板上的水平投影点    C．用重锤线准确地确定纵轴    D．选距原点远一些的点5．本实验测v0时产生误差，与误差无关的是    A．弧形槽与球间有摩擦  B．弧形槽末端切线不水平    C．小球受空气阻力  D．小球每次自由滚下的位置不同6．某同学在做“研究平抛物体运动”的实验时忘记记下球做平抛运动的起点位置O，A为物体运动一段时间后的位置，根据图求出物体做平抛运动的初速度为(g取10m／s2)    (  )  A．20m／S  B．2．0m／S  C．1．0m／s  D．10m／S7．在平抛曲线上取三点，此三点的坐标是：A(20，5)，8(36，16)，C(52，37)（单位为cm）由此可以算出物体平抛时的初速度为(g取10m／s2)    (  )A．1．5m／S  B．1．6m／s C．1．8m／s  D．2．0cm／88．试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法。提供实验器材：弹射器(含弹丸，如图)；铁架台(带有夹具)；刻度尺。(1)在方框中画出实验示意图。    (2)在安装弹射器时应注意：_______________(3)实验中需要测量的量(并在示意凰中用字母标出)______________________。(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速不可能完全相等，在实验中应采取的方法是________(5)计算公式；9．某同学在做平抛实验时，未记下槽的末端点的位置，记下了重锤线方向y，只描出图所示的一段轨迹，轨迹上A、B两点到Y轴的距离分别为xl、x2，A、B两点的竖直距离为h，则小球平抛速度v0=____________________。10．从H高处以vl的速度平抛小球I，同时从地面以初速度v2竖直上抛小球Ⅱ，在小球Ⅱ尚未到达最高点之前，两球在空中相遇，它们从抛出到相遇经历的时间为__________________，抛出时两球的水平距离为___________________。