《實驗：探究平拋運動的特點》拋體運動PPT課件
第一部分內容：必備知識·素養(yǎng)奠基
【實驗目的】
1.用實驗的方法描出平拋運動的軌跡。
2.判斷平拋運動的軌跡是否為拋物線。
3.根據平拋運動的軌跡求其初速度。
【實驗目的】
斜槽,_______________,白紙,小球,圖釘,鉛筆,有孔的卡片,刻度尺,重垂線
【實驗器材】
1.實驗的基本思想——___________。
2.實驗原理:
(1)用卡位法描點并繪制小球平拋運動的軌跡。
(2)建立坐標系,測出軌跡上某點的坐標x、y,
據x=___,y=______得初速度v0=______。
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實驗探究平拋運動的特點PPT，第二部分內容：關鍵能力·素養(yǎng)形成
【實驗過程】
一、實驗步驟
1.安裝實驗器材:
(1)將帶有斜槽的平拋運動實驗器置于桌面上,裝好平拋軌道,調整斜槽末端切線水平;然后,調節(jié)調平螺絲,觀察重垂線或氣泡水準,使面板處于豎直平面內,卡好定位板,裝置如圖所示。
(2)給描跡記錄紙襯墊一張復寫紙或打字蠟紙,緊貼記錄面板用壓紙板固定在面板上。
2.建立坐標系:把小球放在槽口處,用鉛筆記下小球在槽口(斜槽末端)時球心所在描跡記錄紙的投影點O,O點即為坐標原點,用重垂線畫出過坐標原點的豎直線,作為y軸,畫出過坐標原點水平向右的直線,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,小球沿軌道向下運動,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,同時在記錄面板上留下一個印跡點。
(4)再將接球擋板向下拉一格,重復上述操作方法,打出第二個印跡點,如此繼續(xù)下拉接球擋板,直至最低點,即可得到平拋的小球下落時的一系列印跡點。
4.描點得軌跡:取下描跡記錄紙,將描跡記錄紙記下的一系列點用平滑曲線連起來,即得到小球做平拋運動的軌跡。
【思考·討論】
除上述獲得小球做平拋運動的軌跡的方法外,還可以如何獲取平拋運動的軌跡?(科學探究)
提示:利用頻閃照相法和噴水法獲取平拋運動的軌跡。
二、數據處理
1.判斷平拋運動的軌跡是否為拋物線:
在x軸上作出等距離的幾個點A1、A2、A3…向下作垂線,垂線與拋體軌跡的交點記為M1、M2、M3…用刻度尺測量各點的坐標(x,y)。
(1)代數計算法:將某點(如M3點)的坐標(x,y)代入y=ax2求出常數a,再將其他點的坐標代入此關系式看看等式是否成立,若等式對各點的坐標都近似成立,則說明描繪得出的曲線為拋物線。
(2)圖像法:建立y -x2坐標系,根據所測量的各個點的x坐標值計算出對應的x2值,在坐標系中描點,連接各點看是否在一條直線上,若大致在一條直線上,則說明平拋運動的軌跡是拋物線。
2.計算初速度:在小球平拋運動軌跡上選取分布均勻的六個點——A、B、C、D、E、F,用刻度尺、三角板測出它們的坐標(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,求出小球做平拋運動的初速度v0,最后算出v0的平均值。
【注意事項】
1.斜槽安裝:實驗中必須調整斜槽末端的切線水平,將小球放在斜槽末端水平部分,若沒有明顯的運動傾向,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,固定時要用重垂線檢查坐標紙豎線是否豎直。
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,以使小球平拋運動的軌跡由坐標紙的左上角一直到達右下角為宜。
4.坐標原點:坐標原點不是槽口的端點,應是小球出槽口時球心在木板上的投影點。
5.初速度的計算:在軌跡上選取離坐標原點O點較遠的一些點來計算初速度。
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實驗探究平拋運動的特點PPT，第三部分內容：實驗研析·素養(yǎng)遷移
類型一 實驗原理及操作
【典例1】用如圖1所示裝置研究平拋運動。將白紙和復寫紙對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點飛出,落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側較低,鋼球落在擋板上時,鋼球側面會在白紙上擠壓出一個痕跡點。移動擋板,重新釋放鋼球,如此重復,白紙上將留下一系列痕跡點。
(1)下列實驗條件必須滿足的有____________。
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,建立以水平方向為x軸、豎直方向為y軸的坐標系。
a.取平拋運動的起始點為坐標原點,將鋼球靜置于Q點,鋼球的____________(選填“最上端”“最下端”或“球心”)對應白紙上的位置即為原點;在確定y軸時____________(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,也可按下述方法處理數據:如圖2所示,在軌跡上取A、B、C三點,AB和BC的水平間距相等且均為x,測得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____________(已知當地重力加速度為g,結果用上述字母表示)。
(3)為了得到平拋物體的運動軌跡,同學們還提出了以下三種方案,其中可行的是____________。
A.從細管水平噴出穩(wěn)定的細水柱,拍攝照片,即可得到平拋運動軌跡
B.用頻閃照相法在同一底片上記錄平拋鋼球在不同時刻的位置,平滑連接各位置,即可得到平拋運動軌跡
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,將會在白紙上留下筆尖的平拋運動軌跡
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