人教版高一物理必修二5.3第五章《实验：研究平抛运动》教学教案设计 无答案

实验：研究平抛运动

知识回顾：

1、平抛运动：以一定的初速度将物体抛出，如果物体只受重力的作用，物体所做的运动叫做 抛体运动 。如果速度是沿 水平 的，这个运动叫做平抛运动。 2、平抛运动的性质：做平抛运动的物体只受到 重 力的作用，其加速度恒为g，又因重力与速度不在同一条直线上，所以平抛运动的性质是匀变速 曲线 运动。

3、平抛运动的处理方法：平抛运动是一种曲线运动，研究平抛运动时可以将平抛运动分解为： 水平方向的 匀速直线运动 和竖直方向的 自由落体 运动两个分运动 自主探究：

常见的几种获取平抛运动轨迹的方法(参考教材第14页)

(1)利用实验室的斜面小槽等器材装配如图所示的装置.钢球从斜槽上滚下,冲

过水平槽飞出后做 平抛 运动.每次都使钢球在斜槽上的 同一位置 位置滚下,钢球在空中做 平抛 运动的轨迹就是 一定 的.设法用铅笔描出小球 经过 的位置.通过多次实验,在 竖直白纸 上记录钢球所经过的多个位置,连起来就得到钢球做 平抛 的轨迹.怎样找出小球在运动过程中所经过的位置呢? .

(2)如图,倒置的饮料瓶内装着水,瓶塞内插着两根两端开口的细管,其中一根弯成水平, 且水平端加接一段更细的硬管作为喷嘴.水从喷嘴中射出,在空中形成 弯曲的细水柱 ,它显示了 平抛 运动的轨迹.设法把它描在背后的纸上就能进行分析处理了.插入瓶中的另一根细管的作用,是 从喷嘴射出

的水流速度 .这是因为该管上端与空气相通,A处水的压强始终 等于 大气压,不受瓶内 水面高低 的影响.因此,在水面降到A处以前的一段时间内,可以得到 的细水柱.

(3)用数码相机或数码摄像机记录平抛运动的轨迹.

可以用它拍摄小球从水平桌面飞出后做平抛运动的几张连续照片.如果用数学课上画函数图象的方格黑板做背景,就可以根据照片上小球的位置在方格纸上画出小球的轨迹.

实验：研究平抛运动

一、实验目的

1．用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。 2．从实验轨迹求平抛物体的初速度

二、实验原理

1、描点法描绘平抛运动的轨迹，利用实验器材描出物体做平抛运动时轨迹上的几个点，把这些点用平滑的曲线连接起来，就是平抛物体的轨迹。 1

2、利用平抛物体的运动规律y＝ gt2和x?v0t求出平抛的初速度。

2三、实验器材

附带金属小球的斜槽，木板及竖直固定支架，白纸，图钉，刻度尺，三角板，重锤，铅笔等

三、实验步骤

（一）描绘平抛运动的轨迹

① 安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直木板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的轨道上，如小球能在任意位置静止，就表明水平程度已调好。

② 调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方

向，并使木板平面与小球下落的竖直面平行，固定木板，然后把重锤线方向记录到钉在木板上的白纸上，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。

③ 确定坐标原点：把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O，O即为坐标原点。

④ 确定小球位置 ：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。

⑤描绘运动轨迹：取下白纸，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。

四、注意事项

1.斜槽末端的切线必须水平。

2.方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。

3.坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，应是小球在糟口时球的球心在木板上的水平投影点。

4.如果是用白纸，则应以小球在糟口时球的球心在木板上的水平投影点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确定y轴方向，再用直角三角板画出水平线作为x轴，建立直角坐标系。

5.每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。

6.要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。

五、数据处理 1、验证轨迹是抛物线

抛物线的数学表达式为y?ax2，将某点的坐标x、y代入上式求出常数a，再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立，若等式对各点的坐标都近似成立，则说明所描绘得出的曲线为抛物线。 2.计算平抛物体的初速度

在平抛运动的轨迹上选取分布均匀的若干个点，用刻度尺、三角板测出它们的坐1

标x、y，并记录在下面的表格中，已知g值，利用公式y＝ gt2和x?v0t，求

2出小球平抛的初速度，最后算出平均值。

当堂检测

1. (1)如何检验斜槽末端部分是否水平和木板面是否竖直?

(2).如何保证每次实验v0相同? (3)小球平抛的抛出点在哪?如何确定? (4).实验结果与斜面轨道不光滑有关吗?为什么? (5).根据得到的实验轨迹点,如何描绘平抛运动的轨迹?

2.如图某次实验所描绘平抛物体的运动轨迹；抛出点在O点，

A、B、C三点的坐标为A(x1=0.369m，y1=0.112m) 、B(x2=0.630m，y2=0.306m)、C(x3=0.721m，y3=0.441m)。试根据以上的测量结果计算物体平抛的初速度。

思考讨论：某同学做平抛物体运动的实验时，不慎未定好原点，而且只描出了平抛物体的一部分点，思考如何计算出平抛物体的初速度v0？

提示：纸带处理匀加速运动的公式： 。平抛运运动在竖直方向是匀加速运动，且加速度为 因此可以利用公式 先求出t，再利用水平方向公式 求出v0。

3.在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L=2.5cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的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），其值为 （取g=10m/s2）。