2016-2017学年高中物理 第5章 曲线运动新人教版必修2_3

成才之路 物理 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 必修 2 曲线运动 第五章 第三节 实验：研究平抛运动 第五章 学习目标定位1 课堂情景切入2 知识自主梳理3 重点难点突破4 考点题型设计5 课 时 作 业6 学习目标定位 * 能够利用实验的方法得到平抛运动的轨迹 * 能够利用平抛运动的轨迹研究平抛运动的规律、计算平抛物体的初速度 课堂情景切入 做平抛运动的物体在运动中每时每刻都有不同的位置，如何确定物体在不同时刻的位置坐标？怎样描绘物体的运动 轨迹呢？让我们通过实验来探究这个问题。 知识自主梳理 描迹法描 绘 平抛运 动 的 轨 迹 平抛 同一位置 轨迹 平滑的曲线 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 _，且加上一个很细的喷嘴。 水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示了 _的轨迹。 将它描在背后的纸上，或用相机拍摄下来进行分析处理。 用 细 水流 显 示平抛运 动 的 轨 迹 水平 平抛运动 用数码照相机可记录平抛运动的轨迹，如图所示。由于相邻两帧照片间的 时间间隔是 _的，只要测量相邻两照片上小球的 _位移，就很容易判断平抛运动水平方向上的运动特点。 用 频闪 照相拍 摄 平抛运 动 的 轨 迹 相等 水平 重点难点突破 用描迹法研究平抛运 动 1 实验 目的 (1)描出平抛运动的轨迹，并验证轨迹是一条抛物线。 (2)根据平抛运动的轨迹求其初速度。 4 实验 步 骤 (1)安装调平 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。 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 锤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： 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在某一 x值 处的 y值。 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。 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。 (2)验证轨迹是抛物线 抛物线的数学表达式为 y ax2，将某点 (如 B点 )的坐标 x、 y代入上式求出常数 a，再将其他点的坐标代入 此关系式看看等式是否成立，若等式对各点的坐标近似都成立，则说明所描绘得出的曲线为抛物线。 6 误 差分析 (1)斜槽末端没有调水平，小球离开斜槽后不做平抛运动。 (2)确定小球运动的位置时不准确。 (3)量取轨迹上各点坐标时不准确。 7注意事 项 (1)实验中必须保持斜槽末端水平。 (2)要用重锤线检查木板、坐标纸上的竖直线是否竖直。 (3)小球必须每次从斜槽上相同的位置自由滚下。 (4)实验时，眼睛应平视运动小球，并较准确地确定小球通过的位置。 (5)要在斜槽上较大的高度释放小球，使其以较大的水平速度运动，从而减小相对误差。 (6)要用平滑的曲线画出轨迹，舍弃个别偏差较大的点。 (7)在轨迹上选点时，不要离抛出点过近，并且使所选取的点之间尽量远些。 考点题型设计 对实验 原理及操作 过 程的考 查 (3)某同学建立的直角坐标系如图所示，设他在安装实验装置和其他操作时准确无误，只有一处失误，即是 _ _。 (4)该同学在轨迹上任取一点 M，测得坐标为 (x， y)，则初速度的测量值为 _，测量值比 真实值要 _(选填 “偏大 ”“偏小 ”或 “不变 ”)。 A选用装置 1研究平抛物体竖直分运动，应该用眼睛看 A、 B两球是否同时落地 B选用装置 2要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，竖直管上端一定要低于水面 C选用装置 3要获得钢球的平抛轨迹，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放 D除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒 15帧的录像获得平抛轨迹 答案： BD 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 应 低于水面， 这 是因 为竖 直管与空气相通， 管上端 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。 实验 数据 处 理方法 (1)若以拍摄的第一点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向，则没有被拍摄到的小球位置坐标为 _。 (2)小球平抛的初速度大小为 _。 答案： (1)(58 8cm,58 8cm) (2)1 96m/s 对实验 原理的理解和迁移 应 用 (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 d，是为了 _。 (3)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹。 解析： (1)对实验 装置反复 调节 的目的： 斜 轨 末端水平 ，以保 证 小球离开 轨 道 时 做平抛运 动 ； A板水平，保 证 B板 总处 于同一高度； 插槽 P0P0垂直斜 轨 并在斜 轨 末端正下方， 以保 证 B板在 P0P0时 小球的痕迹 为 抛出点；每次 让 小球从同 一位置由静止 释 放，是 为 了保 证 小球每次以相同初速度做平抛 运 动 。 (2)每次将 B板向内 侧 平移距离 d，是 为 了使 记录纸 上每两 点 间 的水平距离相等。 (3)如 图 所示。 答案： (1)斜轨末端水平、 A板水平、插槽 P0P0垂直斜轨并在斜轨末端正下方 使小球每次做平抛运 动的初速度都相同 (2)使记录纸上每两点之间的水平距