《（新課標(biāo)）2018-2019學(xué)年高考物理 1.1.3 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（新課標(biāo)）2018-2019學(xué)年高考物理 1.1.3 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)課件.ppt（31頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、1.1.3實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng),一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?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。 二、實(shí)驗(yàn)原理 1.利用追蹤法逐點(diǎn)描出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡。 2.建立坐標(biāo)系，如果軌跡上各點(diǎn)的y坐標(biāo)與x坐標(biāo)間的關(guān)系具有yax2的形式(a是一個(gè)常量)，則軌跡是一條拋物線。,四、實(shí)驗(yàn)步驟(以描跡法為例) 1.安裝調(diào)整,(1)將帶有斜槽軌道的木板固定在實(shí)驗(yàn)桌上，其末端伸出桌面外，軌道末端切線水平。,圖1,(2)用圖釘將坐標(biāo)紙固定于豎直木板的左上角，把木板調(diào)整到豎直位置，使板面與小球的運(yùn)動(dòng)軌跡所在平面平行且靠近。如圖1所示。 2.建坐標(biāo)系：把小球放在槽

2、口處，用鉛筆記下小球在槽口(軌道末端)時(shí)球心所在木板上的投影點(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，畫出水平向右的x軸。 3.確定小球位置 (1)將小球從斜槽上某一位置由靜止滑下，小球從軌道末端射出，先用眼睛粗略確定做平拋運(yùn)動(dòng)的小球經(jīng)過的某一位置。 (2)讓小球由同一位置自由滾下，在粗略確定的位置附近用鉛筆較準(zhǔn)確地描出小球通過的位置，并在坐標(biāo)紙上記下該點(diǎn)。 (3)用同樣的方法確定軌跡上其他各點(diǎn)的位置。,4.描點(diǎn)得軌跡：取下坐標(biāo)紙，將坐標(biāo)紙上記下的一系列點(diǎn)用平滑曲線連起來，即得到小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡。 五、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

3、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yax2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，則說明所描繪得出的曲線為拋物線。,(2)圖象法：建立yx2坐標(biāo)系，根據(jù)所測量的各個(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。,六、誤差分析 1.安裝斜槽時(shí)，其末端切線不水平，導(dǎo)致小球離開斜槽后不做平拋運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生誤差。 2.建立坐標(biāo)系時(shí)，坐標(biāo)原點(diǎn)的位置確定不準(zhǔn)

4、確，導(dǎo)致軌跡上各點(diǎn)的坐標(biāo)不準(zhǔn)確產(chǎn)生誤差。 3.小球每次自由滾下時(shí)的起始位置不完全相同，導(dǎo)致軌跡出現(xiàn)誤差。 4.確定小球運(yùn)動(dòng)的位置時(shí)，出現(xiàn)誤差。 5.量取軌跡上各點(diǎn)的坐標(biāo)時(shí)，出現(xiàn)誤差。,七、注意事項(xiàng) 1.斜槽安裝：實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端切線水平，將小球放在斜槽末端水平部分，若能使小球在平直軌道上的任意位置靜止，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

5、口的端點(diǎn)，而是小球出槽口時(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較遠(yuǎn)的一些點(diǎn)來計(jì)算初速度。,八、其他方案 1.噴水法 如圖2所示，倒置的飲料瓶內(nèi)裝著水，瓶塞內(nèi)插著兩根兩端開口的細(xì)管，其中一根彎成水平，且水平端加接一根更細(xì)的硬管作為噴嘴。水從噴嘴中射出，在空中形成彎曲的細(xì)水柱，它顯示了平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，可在裝置一側(cè)豎直放置一玻璃板，將平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡描在玻璃板上。,圖2,2.頻閃照相法,用數(shù)碼照相機(jī)可記錄下平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，如圖3所示。由于相鄰兩幀照片間的時(shí)間間隔是相等的，只要測量相鄰兩照片上小球的水平位移，就可以判斷平拋運(yùn)動(dòng)水平方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。,圖3,試題案例 例1 (

6、2018鄭州高一檢測)在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中： (1)為使小球水平拋出，必須調(diào)整斜槽，使其末端的切線成水平方向，檢查方法是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)小球拋出點(diǎn)的位置必須及時(shí)記錄在白紙上，然后從這一點(diǎn)畫水平線和豎直線作為x軸和y軸，豎直線是用________________來確定的。,實(shí)驗(yàn)操作及原理,(3)某同學(xué)建立的直

7、角坐標(biāo)系如圖4所示，設(shè)他在安裝實(shí)驗(yàn)裝置和其余操作時(shí)準(zhǔn)確無誤，只有一處失誤，即是________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)該同學(xué)在軌跡上任取一點(diǎn)M，測得坐標(biāo)為(x，y)，則初速度的測量值為__________________，測量值比真實(shí)值要__________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。,圖4,針對(duì)訓(xùn)練1 (1)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中

8、還需要的有__________。 A.游標(biāo)卡尺B.秒表C.坐標(biāo)紙D.天平E.彈簧測力計(jì)F.重垂線 (2)(多選)實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是() A.應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下 B.斜槽軌道必須光滑 C.要使描出的軌跡更好地反映真實(shí)運(yùn)動(dòng)，記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些 D.斜槽軌道末端切線可以不水平,(3)(多選)引起實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差較大的原因可能是() A.安裝斜槽時(shí)，斜槽末端切線方向不水平 B.確定Oy軸時(shí)，沒有用重垂線 C.斜槽不是絕對(duì)光滑的，有一定摩擦 D.空氣阻力對(duì)小球運(yùn)動(dòng)有較大影響 解析(1)實(shí)驗(yàn)中需要在坐標(biāo)紙上記錄小球的位置，描繪小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，需要利用重垂線確定坐標(biāo)軸的y軸。故C、F

9、是需要的。 (2)使小球從斜槽上同一位置滾下，才能保證每次的軌跡相同，A正確；斜槽沒必要必須光滑，只要能使小球飛出的初速度相同即可，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中記錄的點(diǎn)越多，軌跡越精確，C正確；斜槽末端必須水平，才能保證小球離開斜槽后做平拋運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。,(3)小球從斜槽末端飛出時(shí)，斜槽切線不水平，y軸方向不沿豎直方向，空氣阻力對(duì)小球運(yùn)動(dòng)有較大影響，都會(huì)影響小球的運(yùn)動(dòng)軌跡或計(jì)數(shù)點(diǎn)的坐標(biāo)值，從而引起較大的實(shí)驗(yàn)誤差，而斜槽不絕對(duì)光滑只會(huì)影響小球平拋的初速度大小，不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差大小，故A、B、D正確。 答案(1)C、F(2)AC(3)ABD,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,例2 如圖5所示為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照相照片的一

10、部分，圖中背景方格的邊長均為5 cm，如果g取10 m/s2，那么：,試題案例,圖5,(1)照相機(jī)的閃光頻率是________Hz； (2)小球運(yùn)動(dòng)中水平分速度的大小是________m/s； (3)小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小是________m/s。,答案(1)10(2)1.5(3)2.5,針對(duì)訓(xùn)練2 某同學(xué)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)得到了如圖6所示的物體運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)的位置在運(yùn)動(dòng)軌跡上已經(jīng)標(biāo)出，則：,(1)小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0________(g取10 m/s2)。 (2)開始做平拋運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)x____________，y____________。,圖6,答案(1)

11、2 m/s(2)10 cm1.25 cm,實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì),試題案例 例3 如圖7所示，研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置放置在水平桌面上，利用光電門傳感器和碰撞傳感器可測得小球的水平初速度和飛行時(shí)間，底板上的標(biāo)尺可以測得水平位移。保持水平槽口距底板高度h0.420 m不變。改變小球在斜槽導(dǎo)軌上下滑的起始位置，測出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0、飛行時(shí)間t和水平位移d，記錄在表中。,(1)由表中數(shù)據(jù)可知，在h一定時(shí)，小球水平位移d與其初速度v0成__________關(guān)系，與________________無關(guān)。,圖7,(3)另一位同學(xué)分析并糾正了上述偏差后，另做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，竟發(fā)現(xiàn)測量值t依然大于自己得到的理論

12、值t理，但二者之差在37 ms之間，且初速度越大差值越小。對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的安裝進(jìn)行檢查，確認(rèn)斜槽槽口與底座均水平，則導(dǎo)致偏差的原因是____________________________________________________________________。,解析(1)由題表中數(shù)據(jù)可知，h一定時(shí)，小球的水平位移d與初速度v0成正比關(guān)系，與時(shí)間t無關(guān)。 (2)該同學(xué)計(jì)算時(shí)重力加速度取的是10 m/s2，一般情況下應(yīng)取9.8 m/s2，從而導(dǎo)致約3 ms的偏差。 (3)小球直徑過大、小球飛過光電門需要時(shí)間或光電門傳感器置于槽口的內(nèi)側(cè)，使測量值大于理論值。 答案(1)正比飛行時(shí)間t (2)計(jì)

13、算時(shí)重力加速度取值(10 m/s2)大于實(shí)際值 (3)見解析,針對(duì)訓(xùn)練3 如圖8所示為噴出細(xì)水流的數(shù)碼相片，照片中刻度尺的最小刻度為毫米，細(xì)水流是水平噴出的，試根據(jù)該照片研究：,圖8,(1)已知水流做平拋運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，找出研究其豎直分運(yùn)動(dòng)的方法，并證明豎直分運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)； (2)若取g10 m/s2，試求水流噴出的速度。 解析(1)根據(jù)水平方向是勻速運(yùn)動(dòng)，可以按水平方向的距離都等于2 cm選取幾個(gè)點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)這幾個(gè)點(diǎn)恰好落在坐標(biāo)紙的交點(diǎn)上，如(2，1)、(4，4)、(6，9)等，可見在相等的時(shí)間間隔內(nèi)，豎直方向的位移之比恰好等于135，證明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。,答案見解析,