高中物理第五章曲线运动3实验：研究平抛运动教学案新人教版必修2

高中物理第五章曲线运动3实验：研究平抛运动教学案新人

教版必修2

[学习目标] 1.学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹.2.会判断平抛运动的轨迹是不是抛物线.3.会根据平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度.4.掌握描迹法、频闪照相法等探究实验的常用方法.

一、描绘平抛运动的轨迹

1.实验原理

用描迹法(或喷水法或频闪照相法)得到物体平抛运动的轨迹.

2.实验器材

斜槽、小球、方木板、图钉、刻度尺、铅垂线、铅笔、白纸、铁架台.

3.实验步骤

(1)按图1甲所示安装实验装置，使斜槽末端水平(小球在斜槽末端点恰好静止).

图1

(2)以水平槽末端端口上小球球心在木板上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴.

(3)使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，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，就用铅笔在该位置画上一点.用同样方法，在小球运动路线上描下若干点.

(4)将白纸从木板上取下，从O点开始通过画出的若干点描出一条平滑的曲线，如图乙所示.

4.注意事项

(1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平(将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平).

(2)方木板必须处于竖直平面内，固定时要用铅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由静止释放.

(4)坐标原点不是槽口的端点，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，以使小球做平抛运动的轨迹由白纸的左上角一直到达右下角为宜.

二、数据处理

1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线

方法一公式法

(1)原理：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点，建立直角坐标系后，轨迹上各点的坐标应具有y＝ax2的关系，而且同一轨迹a是一个特定的值.

(2)验证方法

用刻度尺测量几个点的x、y两个坐标，分别代入y＝ax2中求出常量a，看计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数.

方法二图象法

建立y－x2坐标系，根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应的y值和x2值，在y－x2坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，并求出该直线的斜率即为a值.

2.计算初速度

在小球平抛运动轨迹上任取一点，用刻度尺(三角板)测出它们的坐标