高中物理人教版 (新课标)必修23.实验：研究平抛运动…备课课件ppt

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修23.实验：研究平抛运动…备课课件ppt，共22页。PPT课件主要包含了学习目标，实验要点梳理，ax2，v0t，频闪照相法等内容，欢迎下载使用。

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、实验目的1.用实验的方法描出平抛运动的轨迹。2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。3.根据平抛运动的轨迹求其初速度。二、实验原理1.利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹。2.建立坐标系，如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y＝ax2的形式(a是一个常量)，则轨迹是一条抛物线。
四、实验步骤(描迹法为例)1.安装调整
(1)将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上，其末端伸出桌面外，轨道末端切线水平。
(2)用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角，把木板调整到竖直位置，使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近。如图1所示。2.建坐标系：把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心所在木板上的投影点O，O点即为坐标原点，用重垂线画出过坐标原点的竖直线，作为y轴，画出水平向右的x轴。3.确定小球位置(1)将小球从斜槽上某一位置由静止滑下，小球从轨道末端射出，先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球经过的某一位置。(2)让小球由同一位置自由滚下，在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置，并在坐标纸上记下该点。(3)用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置。
4.描点得轨迹：取下坐标纸，将坐标纸上记下的一系列点用平滑曲线连起来，即得到小球平抛运动轨迹。
五、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，建立平面直角坐标系后，轨迹上各点的坐标应具有y＝ 的关系，而且同一轨迹对应的a是一个确定的值.(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a，看计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常量.
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，连接各点看是否在同一条直线上，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，用刻度尺测出它的坐标(x，y)，利用公式y＝____和x＝ ，求出小球做平抛运动的初速度v0(g已知)，多求几个点然后求出v0的平均值.
六、误差分析1.安装斜槽时，其末端切线不水平，导致小球离开斜槽后不做平抛运动产生误差。2.建立坐标系时，坐标原点的位置确定不准确，导致轨迹上各点的坐标不准确产生误差。3.小球每次自由滚下时的起始位置不完全相同，导致轨迹出现误差。4.确定小球运动的位置时，出现误差。5.量取轨迹上各点的坐标时，出现误差。
七、注意事项1.斜槽安装：实验中必须调整斜槽末端切线水平，将小球放在斜槽末端水平部分，若能使小球在平直轨道上的任意位置静止，斜槽末端的切线就水平了。2.方木板固定：方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。3.小球释放(1)小球每次必须从斜槽上同一位置滚下。(2)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。
4.坐标原点：坐标原点不是槽口的端点，而是小球出槽口时球心在木板上的投影点。5.初速度的计算：在轨迹上选取离坐标原点O较远的一些点来计算初速度。
八、其他方案1.喷水法。如图所示，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，且水平端加接一根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，可在装置一侧竖直放置一玻璃板，将平抛运动的轨迹描在玻璃板上。
用数码照相机可记录下平抛运动的轨迹，如图所示。由于相邻两帧照片间的时间间隔是相等的，只要测量相邻两照片上小球的水平位移，就可以判断平抛运动水平方向上的运动特点。
【例题1】 在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置图，则以下操作合理的是(　　)．
考点一 对实验装置和实验原理的考查
A．选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地B．选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要低于水面C．选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球D．除上述装置外，还可以用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像以获得平抛运动的轨迹
【解析】小球下落的速度很快，运动时间很短，用眼睛很难准确判断出小球落地的先后顺序，应听声音，选项A不合理；竖直管的上端A应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，A处的压强始终等于大气压，不受瓶内水面高低的影响，因此可以得到稳定的细水柱，选项B正确；只有每次从同一高度由静止释放钢球，钢球做平抛运动的初速度才相同，选项C错误；获得每秒15帧的录像就等同于做平抛运动实验时描方格图的方法，同样可以探究平抛运动的规律，选项D正确．【答案】BD
【例题2】 (1)平抛物体的运动规律可以概括为两点:①水平方向做匀速直线运动；②竖直方向做自由落体运动.如图所示为研究平抛运动的实验装置,现把两个小铁球分别吸在电磁铁C、E上，然后切断电磁铁C的电源,使一个小铁球从轨道A射出，并在射出时碰到碰撞开关S，使电磁铁E断电释放它吸着的小铁球，两铁球同时落到地面.这个实验(　　)
考点二 实验数据处理
A．只能说明上述规律中的第①条B．只能说明上述规律中的第②条C．不能说明上述规律中的任何一条D．能同时说明上述两条规律
(2)做杂技表演的汽车从高台水平飞出，在空中运动一段时间后着地．一架相机通过多次曝光，拍摄得到汽车在着地前后一段时间内的运动照片，如图所示(虚线为正方形格子)．
已知汽车长度为3.6 m，相邻两次曝光的时间间隔相等，第三个像是刚好着地的时刻，由照片可以推算出汽车离开高台时的瞬时速度大小为________m/s，高台离地面的高度为________m．(取g＝10 m/s2)【解析】(1)由于左端小铁球平抛的同时，右端小铁球开始做自由落体，且两球同时落地，说明平抛的小铁球在竖直方向上和右端小铁球做同样的运动，也做自由落体运动，但无法说明平抛小铁球在水平方向的运动，故只有B正确．
答案　(1)B　(2)12　11.25
【例题3】如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5 cm，如果g取10 m/s2，那么：
(1)照相机的闪光频率是________Hz；(2)小球运动中水平分速度的大小是________m/s；(3)小球经过B点时的速度大小是________m/s。