泰安五中物理高一平抛运动试验学案.docx

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泰安五中物理高一平抛运动试验学案

泰安五中物理高一学案

课题：

5、3实验：

研究平抛运动

编制者：

戚桂林编制时间：

2013、3、7审定：

学习目标：

1、知道平抛运动的条件及相应控制方法。

2、知道用实验获得平抛运动轨迹的方法。

3、知道判断运动轨迹是否为抛物线的方法。

4、知道测量初速度时需要测量的物理量。

5、会推导初速度的表达式，会计算平抛运动的初速度。

学习重难点：

学习重点：

1、知道用实验获得平抛运动轨迹的方法。

2、会推导初速度的表达式，会计算平抛运动的初速度。

学习难点：

1、会推导初速度的表达式，会计算平抛运动的初速度

㈠预习导学

【自主梳理】

1、实验目的

描绘平抛运动物体的，求出平抛运动物体。

2、实验原理

先采用描点法得到小球做平抛运动的轨迹曲线，然后以抛出点为坐标原点建立直角坐标系，测出曲线上任一点的坐标（x，y），再根据运动的合成与分解原理，把平抛运动分解为和，利用y=

gt2求出小球飞行时间t=

，利用x=v0t求出平抛运动物体的初速度v0=x

。

3、实验装置

实验装置如图1所示.则所用的器材有

4、实验步骤及要求

1.将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查斜槽末端。

2.用图钉把坐标纸钉在竖直的木板上，固定时要用重锤线检查坐标纸上的竖线是否竖直。

3.选定斜槽末端上方小球球心处为坐标原点O，从坐标原点O画出水平向右的x轴和竖直向下的y轴。

4.使小球从斜槽的某一固定位置由滚下，并由O点开始做平抛运动。

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，然后使小球从固定位置由静止滚下，在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地确定小球通过对位置，并在坐标纸上记下这一点。

5.依次改变x的值，用同样的方法确定其他各点的位置。

5、数据处理

取下坐标纸，根据记下的一系列位置，用平滑的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，根据重力加速度g的数值，利用公式v0=x

求出小球平抛运动的初速度，最后求出v0的平均值。

6、误差分析

小球初速度是否水平、运动轨迹是否与木板平行和空气阻力是产生系统误差的原因。

为了减小系统误差，实验中注意以下几点：

固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线呈水平。

检查斜槽末端的切线呈水平的方法是：

是否能使小球稳定的停留在槽口附近；

木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在竖直平面平行，并使小球的运动靠近木板但不接触；

要在斜槽上适当高度释放小球，使它以适当的初速度平抛，其轨迹从木板的左上角到达右下角，可以减小测量误差。

减小偶然误差的方法：

计算小球初速度时应选择距抛出点较远的一些点为宜，以便于测量和计算；

描绘轨迹时，应使平滑曲线尽可能过多数点，且使不在曲线上的点尽可能分布在曲线两侧；

在读取和处理实验数据时要求取三位有效数字。

㈡课堂导学

【合作探究】

考点一：

实验步骤及实验注意事项

例1.某同学设计了一个研究平抛运动的实验.实验装置示意图如图1所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽（图1中

、

……），槽间距离均为

.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上.实验时依次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨的一同位置由静止释放.每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离

.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图2所示.

（1）实验前应对实验装置反复调节，直到_______________.每次让小球从同一位置由静止释放，是为了_____________________.

（2）每次将B板向内侧平移距离

，是为了______________________.

（3）在图2中绘出小球做平抛运动的轨迹.

考点二：

实验记录、数据分析与处理

例2.如图4所示，甲是研究平抛运动的装置，乙是试验后在白纸上作的图.

（1）说明O点、Ox、Oy轴，是如何作出的.

（2）说明要求槽口切线水平的原因及判断方法.

（3）试验过程中需要经过多少次释放小球才能描出小球运动的轨迹，进行这一步骤的实验时应注意什么？

为什么？

（4）根据图乙给出的数据，计算该平抛运动的初速度

考点三：

实验设计与创新

例3.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，提供的实验器材有：

弹射器（含弹丸见图5）、铁架台（带有夹具）、米尺.

（1）画出实验示意图

（2）指出在安装弹射器时应注意的事项

（3）指出实验时需要测量的量.（在图中用字母标明）

（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什么?

（5）推导出初速度的计算公式.

【拓展延伸】

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，

①由图读出B点的坐标为（，）,C点的坐标为（，）。

②证明此轨迹是抛物线

③写出抛物线的函数表达式：

④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。

【反馈训练】

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／SB．2．0m／S

C．1．0m／sD．10m／S

7．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／SB．1．6m／s

C．1．8m／sD．2．0cm／8

【我的收获】

㈢课后导学

【巩固提升】

一、选择题

1.在用斜面小槽等装置做“探究平抛物体运动”实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差?

（　　　）

A．斜槽轨道末端切线必须水平B．斜槽轨道必须光滑

C．每次要平衡摩擦力D．小球每次应从斜槽同一高度释放

2.一个学生在“探究平抛物体运动”的实验中描出了如图1所示的几个实验点，其中偏差较大的实验点B产生的原因可能是（）

A．小球滚下的高度较其它各次高

B．小球滚下的高度较其它各次低

C．小球在运动中遇到其它各次没有遇到的阻碍

图1

D．小球开始滚下时，实验者已给它一个初速度

3．某同学用图2所示的装置进行实验，用小锤打击弹性金属片，球1（右侧球）沿水平方向飞出，同时球2（左侧球）被松开，做自由落体运动。

改变小锤打击金属片的作用力，使球1沿水平方向飞出的初速度大小发生变化。

根据实验情况，请你判断下列说法中正确的是（　）

A．两球的运动一个曲线，一个是直线，运动间没有共性的关系

B．球1（右侧球）的初速度越大，落到地上的时间越长

C．两球下落到地面的时间间隔相等，与球1的初速度大小无关

D．球2的运动正好是球1在竖直方向上的一个分运动

4．某同学在探究物体做平抛运动的实验时，他猜想到平抛运动的时间长短可能与下列因素相关，其中你认为正确的是（　）

A．抛出点距离地面的竖直高度

B．抛出点距离落地点的水平位移

C．物体抛出时的水平速度

D．物体的质量

二、填空题

5.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=1.25m。

若小球在平抛运动途中的几个位置如图3所示的a、b、c、d，则小球平抛的初速度的计算公式为

__________（用L、g表示），其值是_________（取

）。

6．在“探究平抛运动的规律”的实验中，分成两步进行：

（1）如图4（甲）所示。

当金属锤D打击金属片时，A球就水平飞出，B球同时竖直下落，两球同时落到地面。

这个实验说明A球_________（填写选项代号）。

A．水平方向的分运动是匀速直线运动

B．水平方向的分运动是匀加速直线运动

C．竖直方向的分运动是自由落体运动

D．竖直方向的分运动是匀速直线运动

（2）用一张印有小方格的纸作出其轨迹如图5（乙）所示，运动途中的三个位置分别为a、b、c，小方格的边长为L，则小球平抛运动的初速度为___________。