《實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)》拋體運(yùn)動(dòng)PPT課件
第一部分內(nèi)容：必備知識(shí)·素養(yǎng)奠基
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
1.用實(shí)驗(yàn)的方法描出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。
2.判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是否為拋物線。
3.根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡求其初速度。
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
斜槽,_______________,白紙,小球,圖釘,鉛筆,有孔的卡片,刻度尺,重垂線
【實(shí)驗(yàn)器材】
1.實(shí)驗(yàn)的基本思想——___________。
2.實(shí)驗(yàn)原理:
(1)用卡位法描點(diǎn)并繪制小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。
(2)建立坐標(biāo)系,測(cè)出軌跡上某點(diǎn)的坐標(biāo)x、y,
據(jù)x=___,y=______得初速度v0=______。
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實(shí)驗(yàn)探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)PPT，第二部分內(nèi)容：關(guān)鍵能力·素養(yǎng)形成
【實(shí)驗(yàn)過程】
一、實(shí)驗(yàn)步驟
1.安裝實(shí)驗(yàn)器材:
(1)將帶有斜槽的平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器置于桌面上,裝好平拋軌道,調(diào)整斜槽末端切線水平;然后,調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲,觀察重垂線或氣泡水準(zhǔn),使面板處于豎直平面內(nèi),卡好定位板,裝置如圖所示。
(2)給描跡記錄紙襯墊一張復(fù)寫紙或打字蠟紙,緊貼記錄面板用壓紙板固定在面板上。
2.建立坐標(biāo)系:把小球放在槽口處,用鉛筆記下小球在槽口(斜槽末端)時(shí)球心所在描跡記錄紙的投影點(diǎn)O,O點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn),用重垂線畫出過坐標(biāo)原點(diǎn)的豎直線,作為y軸,畫出過坐標(biāo)原點(diǎn)水平向右的直線,作為x軸。
3.確定小球的位置:
(1)把接球擋板拉到最上方一格的位置。
(2)將定位板定在某一位置固定好,小球緊靠定位板由靜止釋放,小球沿軌道向下運(yùn)動(dòng),以一定的初速度由軌道的平直部分水平拋出。
(3)下落的小球打在向記錄面板傾斜的接球擋板上,同時(shí)在記錄面板上留下一個(gè)印跡點(diǎn)。
(4)再將接球擋板向下拉一格,重復(fù)上述操作方法,打出第二個(gè)印跡點(diǎn),如此繼續(xù)下拉接球擋板,直至最低點(diǎn),即可得到平拋的小球下落時(shí)的一系列印跡點(diǎn)。
4.描點(diǎn)得軌跡:取下描跡記錄紙,將描跡記錄紙記下的一系列點(diǎn)用平滑曲線連起來,即得到小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。
【思考·討論】
除上述獲得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡的方法外,還可以如何獲取平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡?(科學(xué)探究)
提示:利用頻閃照相法和噴水法獲取平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。
二、數(shù)據(jù)處理
1.判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是否為拋物線:
在x軸上作出等距離的幾個(gè)點(diǎn)A1、A2、A3…向下作垂線,垂線與拋體軌跡的交點(diǎn)記為M1、M2、M3…用刻度尺測(cè)量各點(diǎn)的坐標(biāo)(x,y)。
(1)代數(shù)計(jì)算法:將某點(diǎn)(如M3點(diǎn))的坐標(biāo)(x,y)代入y=ax2求出常數(shù)a,再將其他點(diǎn)的坐標(biāo)代入此關(guān)系式看看等式是否成立,若等式對(duì)各點(diǎn)的坐標(biāo)都近似成立,則說明描繪得出的曲線為拋物線。
(2)圖像法:建立y -x2坐標(biāo)系,根據(jù)所測(cè)量的各個(gè)點(diǎn)的x坐標(biāo)值計(jì)算出對(duì)應(yīng)的x2值,在坐標(biāo)系中描點(diǎn),連接各點(diǎn)看是否在一條直線上,若大致在一條直線上,則說明平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線。
2.計(jì)算初速度:在小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上選取分布均勻的六個(gè)點(diǎn)——A、B、C、D、E、F,用刻度尺、三角板測(cè)出它們的坐標(biāo)(x,y),并記錄在下面的表格中,已知g值,利用公式y(tǒng)= gt2和x=v0t,求出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0,最后算出v0的平均值。
【注意事項(xiàng)】
1.斜槽安裝: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,若沒有明顯的運(yùn)動(dòng)傾向,斜槽末端的切線就水平了。
2.方木板固定: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.小球釋放:
(1)小球每次必須從斜槽上同一位置滾下。
(2)小球開始滾下的位置高度要適中,以使小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡由坐標(biāo)紙的左上角一直到達(dá)右下角為宜。
4.坐標(biāo)原點(diǎn):坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn),應(yīng)是小球出槽口時(shí)球心在木板上的投影點(diǎn)。
5.初速度的計(jì)算:在軌跡上選取離坐標(biāo)原點(diǎn)O點(diǎn)較遠(yuǎn)的一些點(diǎn)來計(jì)算初速度。
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實(shí)驗(yàn)探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)PPT，第三部分內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)研析·素養(yǎng)遷移
類型一 實(shí)驗(yàn)原理及操作
【典例1】用如圖1所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)。將白紙和復(fù)寫紙對(duì)齊重疊并固定在豎直的硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點(diǎn)飛出,落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低,鋼球落在擋板上時(shí),鋼球側(cè)面會(huì)在白紙上擠壓出一個(gè)痕跡點(diǎn)。移動(dòng)擋板,重新釋放鋼球,如此重復(fù),白紙上將留下一系列痕跡點(diǎn)。
(1)下列實(shí)驗(yàn)條件必須滿足的有____________。
A.斜槽軌道光滑
B.斜槽軌道末段水平
C.擋板高度等間距變化
D.每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球
(2)為定量研究,建立以水平方向?yàn)閤軸、豎直方向?yàn)閥軸的坐標(biāo)系。
a.取平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),將鋼球靜置于Q點(diǎn),鋼球的____________(選填“最上端”“最下端”或“球心”)對(duì)應(yīng)白紙上的位置即為原點(diǎn);在確定y軸時(shí)____________(選填“需要”或“不需要”)y軸與重垂線平行。
b.若遺漏記錄平拋軌跡的起始點(diǎn),也可按下述方法處理數(shù)據(jù):如圖2所示,在軌跡上取A、B、C三點(diǎn),AB和BC的水平間距相等且均為x,測(cè)得AB和BC的豎直間距分別是y1和y2,則_________ (選填“大于”“等于”或“小于”)。可求得鋼球平拋的初速度v0大小為____________(已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,結(jié)果用上述字母表示)。
(3)為了得到平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,同學(xué)們還提出了以下三種方案,其中可行的是____________。
A.從細(xì)管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱,拍攝照片,即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡
B.用頻閃照相法在同一底片上記錄平拋鋼球在不同時(shí)刻的位置,平滑連接各位置,即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡
C.將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置,筆尖緊靠白紙板,鉛筆以一定初速度水平拋出,將會(huì)在白紙上留下筆尖的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡
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