科學(xué)探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)

科學(xué)探究：平拋運(yùn)動的特點(diǎn) 【教學(xué)目標(biāo)】 1用實(shí)驗(yàn)的方法描岀平拋運(yùn)動的軌跡。 2. 判斷平拋運(yùn)動的軌跡是否為拋物線。 3 ?根據(jù)平拋運(yùn)動的軌跡求其初速度。 【教學(xué)重點(diǎn)】 1. 用實(shí)驗(yàn)的方法描岀平拋運(yùn)動的軌跡。 2?根據(jù)平拋運(yùn)動的軌跡求其初速度。 【教學(xué)難點(diǎn)】 用實(shí)驗(yàn)的方法描岀平拋運(yùn)動的軌跡。 【教學(xué)過程】 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 用實(shí)驗(yàn)的方法描岀平拋運(yùn)動的軌跡。 2. 判斷平拋運(yùn)動的軌跡是否為拋物線。 3?根據(jù)平拋運(yùn)動的軌跡求其初速度。 二、 實(shí)驗(yàn)原理 1. 利用追蹤法逐點(diǎn)描岀小球運(yùn)動的軌跡。 2. 建立坐標(biāo)系，如果軌跡上各點(diǎn)的 y坐標(biāo)與x坐標(biāo)間的關(guān)系具有 y = ax 以水平槽末端端口上小球球心位置為坐標(biāo)原點(diǎn) 0,過0點(diǎn)畫岀豎直的y軸和水平的x軸 使小球從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下，把筆尖放在小球可能經(jīng)過的位置上，如果小球運(yùn)動中碰到 的形式（a是一個(gè)常量） 則軌跡是一條拋物線。 3?測岀軌跡上某點(diǎn)的坐標(biāo) x、y，根據(jù)??= ???? ??= 1g??，得初速度??= ?埠。 三、 實(shí)驗(yàn)器材 斜槽、小球、方木板、鐵架臺、坐標(biāo)紙、圖釘、重垂線、三角板、鉛筆、刻度尺 四、 實(shí)驗(yàn)步驟 1?按圖甲所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置，使斜槽末端水平。 筆尖，就用鉛筆在該位置畫上一點(diǎn)。用同樣方法，在小球運(yùn)動路線上描下若干點(diǎn)。 4 ?將白紙從木板上取下，從 0點(diǎn)開始連接畫岀的若干點(diǎn)描岀一條平滑的曲線，如圖乙所示 五、數(shù)據(jù)記錄處理 g= m/s 2。 選點(diǎn)編號 x y ??=巨？ g vo 1 2 3 4 5 1判斷平拋運(yùn)動的軌跡是不是拋物線 (1原理：若平拋運(yùn)動的軌跡是拋物線，則當(dāng)以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系后，軌跡上各點(diǎn) 的坐標(biāo)具有y = ax2的關(guān)系，且同一軌跡上 a是一個(gè)特定的值. (2)驗(yàn)證方法 方法一：代入法 用刻度尺測量幾個(gè)點(diǎn)的 x、y坐標(biāo)，分別代入 y= ax2中求岀常數(shù)a,看計(jì)算得到的a值在誤差范圍內(nèi) 是否為一常數(shù)。 方法二：圖象法 建立y-x2坐標(biāo)系，根據(jù)所測量的各個(gè)點(diǎn)的 x、y坐標(biāo)值分別計(jì)算岀對應(yīng) y值的x2值，在y-x2坐標(biāo)系 中描點(diǎn)，連接各點(diǎn)看是否在一條直線上，并求出該直線的斜率即為 a值。 2 ?計(jì)算平拋運(yùn)動的初速度 (1平拋軌跡完整(即含有拋出點(diǎn)) 在軌跡上任取一點(diǎn)，測岀該點(diǎn)離原點(diǎn)的水平位移 x及豎直位移y，就可求岀初速度??。因？?= ???? ??= ：g??，故?? = ??/2??。 (2)平拋軌跡殘缺(即無拋出點(diǎn)) 如圖所示，在軌跡上任取三點(diǎn) A、B、C，使A、B間及B、C間的水平距離相等，由平拋運(yùn)動的規(guī) 律可知，A、B間與B、C間所用時(shí)間相等，設(shè)為 t，則△ h= hBc — hAB = gt2 六、 誤差分析 1儀器安裝時(shí)，未檢查斜槽末端是否水平會造成系統(tǒng)誤差。 2 ?描點(diǎn)不準(zhǔn)確，測量水平位移和豎直位移不準(zhǔn)確會造成偶然誤差。 七、 注意事項(xiàng) 1實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端的切線水平（將小球放在斜槽末端水平部分，若小球靜止，則斜槽末端 水平）。 2?方木板必須處于豎直平面內(nèi)，固定時(shí)要用重垂線檢查坐標(biāo)紙豎線是否豎直。 3. 小球每次必須從斜槽上同一位置滾下。 4 .坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球?qū)绮劭跁r(shí)球心在木板上的投影點(diǎn)。 5.小球開始滾下的位置高度要適中， 以使小球做平拋運(yùn)動的軌跡由坐標(biāo)紙的左上角一直到達(dá)右下角 為宜。 6?在軌跡上選取離坐標(biāo)原點(diǎn) 0點(diǎn)較遠(yuǎn)的一些點(diǎn)來計(jì)算初速度。 【鞏固練習(xí)】 1. 在做“研究平拋物體的運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說法正確的是（ ） A. 安裝有斜槽的木板時(shí)，一定要注意檢查斜槽末端切線是否水平 B. 安裝有斜槽的木板時(shí)，只要注意小球不與木板發(fā)生摩擦即可 C. 每次實(shí)驗(yàn)都要把小球從同一位置由靜止釋放 D. 斜槽軌道必須光滑 答案：AC 2. 某物理實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置測量小球做平拋運(yùn)動的初速度。 在地面上沿拋岀的速度方向水 平放置一把刻度尺，讓懸掛在拋出點(diǎn)處的重錘的投影落在刻度尺的零刻度線上，則利用小球在刻度尺上 的落點(diǎn)位置，就可以直觀地得到小球做平拋運(yùn)動的初速度。下列各圖表示四位同學(xué)在刻度尺旁邊分別制 作岀的速度標(biāo)尺（圖中 P點(diǎn)為重錘的投影位置），其中可能正確的是（ ） 答案：A ms a (i2 0.4 n.e 0劇 n 1 ...T - ,1. , 1 ... J — HO 10 70 5D 4U 汕如』 M m/s <).2 ftj 116 11.8 t.l) 1.2 血 1ft 20 4U SO cnJ D | 3.在“探究平拋運(yùn)動的運(yùn)動規(guī)律” 的實(shí)驗(yàn)中，可以描繪岀小球平拋運(yùn)動的軌跡， 實(shí)驗(yàn)簡要步驟如下: A. 讓小球多次從 位置滾下，記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置。 B. 按圖安裝好器材，注意 ，記下平拋初位置 0點(diǎn)和過0點(diǎn)的豎直線。 C. 取下白紙，以 0為原點(diǎn)，以豎直線為 y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋運(yùn)動物體的軌跡。 完成上述步驟，正確的實(shí)驗(yàn)順序是 。 答案：同一 斜槽末端水平 BAC 4?如圖所示為一小球做平拋運(yùn)動的閃光照相照片的一部分，圖中背景方格的邊長均為 5cm，如果g 取10m/s 照相機(jī)的閃光頻率是 Hz。 小球運(yùn)動中水平分速度的大小是 m/s 小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小是 m/s。 ，那么： 7 / 6 答案：(1) 10 (2) 1.5 (3) 2.5 設(shè)計(jì)方案如圖甲所示，用輕質(zhì)線拴接一小 5 ?某科學(xué)興趣小組利用下列裝置驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動規(guī)律, MN為水平 球，在懸點(diǎn) 0正下方有水平放置的熾熱的電熱絲 P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷; 木板，已知懸線長為 L,懸點(diǎn)到木板的距離 00=h ( h>L )，重力加速度為 go 1.0 CtVlO 甲 (1)電熱絲P必須放在懸點(diǎn)正下方的理由是: (2)將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落在木板上的 C點(diǎn)，OC=x，則小球做平拋運(yùn)動的初速 度Vo= (3)在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時(shí)懸線與豎直方向的夾角 ??小球落點(diǎn)與0點(diǎn)的水 平距離x將隨之改變，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，以 X2為縱坐標(biāo)、cos?為橫坐標(biāo)，得到如圖乙所示圖像，則當(dāng) ？殳30 時(shí)，x為 答案：(1)保證小球沿水平方向拋岀 (2)?匕爲(wèi) 6?如圖所示，用底部帶孔的玻璃試管和彈簧可以組裝一個(gè)簡易“多功能實(shí)驗(yàn)器” ，利用該實(shí)驗(yàn)器, 一方面能測彈簧的勁度系數(shù)，另一方面可測量小球做平拋運(yùn)動的初速度。 ，然后由公式 (選填“同一”或“不 (1)用該裝置測量彈簧勁度系數(shù) k時(shí)需要讀出幾次操作時(shí)的 求出k的平均值。 (2)使用該裝置測量小球的初速度時(shí)，需要多次將彈簧的右端壓到 同”)位置。然后分別測岀小球幾次飛岀后的 ，再由公式 求出初速度的平均 值。 答案：(1)彈簧測力計(jì)的示數(shù) F 彈簧的伸長量???? ??= ?? ???? (2)同一 水平位移x 豎直高度y Vo=x