物理必修2实验部分

1、实验部分实验部分必修必修2：5.3实验：研究平抛运动实验：研究平抛运动7.5探究弹性势能的表达式探究弹性势能的表达式7.6实验：探究功与速度变化的关系实验：探究功与速度变化的关系7.9实验：验证机械能守恒定律实验：验证机械能守恒定律1.1.能描出平抛运动的轨迹，证明轨能描出平抛运动的轨迹，证明轨迹是一条抛物线。迹是一条抛物线。2.2.会计算平抛物体的初速度。会计算平抛物体的初速度。实验目的实验目的实实验验：研研究究平平抛抛运运动动一、实验方案与操作一、实验方案与操作1.1.描迹法描迹法（1 1）铅笔笔触描点）铅笔笔触描点注意事项注意事项 a.实验中必须保证斜槽末端的切线水平，方木板必须处在竖直

2、面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近木板但不接触。 b.小球每次必须从同一位置由静止滚下，即在斜槽上固定一个挡板。 c.坐标原点（平抛运动的起点）选为斜槽的末端。（因为每次笔触都接触的是小球下端） d.要在斜轨上适当高度释放小球，使它以适当的水平初速度抛出，其轨道由白纸左上角到达右下角，这样可以减小误差。e.在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确定y轴方向，再用直角三角板画出水平线作为x轴，建立直角坐标系。f.要在平抛轨迹上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可减小实验误差。分析实验误差的来源：分析实验误差的来源：1 1、如何保证小球的运动是平抛运动即、如何保证小球的

3、运动是平抛运动即初速度水平？初速度水平？2 2、如何保证小球每一次都以相同的速、如何保证小球每一次都以相同的速度水平抛出？度水平抛出？3 3、如何确定小球平抛的初始位置？、如何确定小球平抛的初始位置？4 4、斜槽和小球的摩擦是否会增加实验、斜槽和小球的摩擦是否会增加实验误差？误差？误差分析误差分析（平衡法平衡法）同一位置（在斜槽上固定一个挡板）同一位置（在斜槽上固定一个挡板）选为斜槽的末端。（因为每次笔触都接触的是小球下端）不会不会（2 2）通过带孔卡片来描点）通过带孔卡片来描点实验的操作探究实验的操作探究坐标原点（小球做坐标原点（小球做平抛运动的起点）平抛运动的起点）不是槽口的末端，不是槽口

4、的末端，应是小球在槽口时应是小球在槽口时球心在木板上的球球心在木板上的球心投影点。心投影点。 OOO O思考：如何选取坐标原点？思考：如何选取坐标原点？2.2.喷水法喷水法思考：如何保思考：如何保证水流出嘴口证水流出嘴口速度不变？速度不变？A AB B3.3.频闪照相法频闪照相法二、数据处理二、数据处理探究点探究点1 1：如何确定轨迹是否为抛物线？探究点探究点2:2:如何根据已有的轨迹求出平抛运动的初速度？实验的理论探究实验的理论探究1.1.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线？O Ox xy yxyMM1 1M2 2M3 31、轨迹上各点坐标应该满足y=ax22、取一点M的坐标代入方程可求出a值3

5、、再在轨迹上任取其它的一些点，量出坐标代入方程，求出不同的点对应a值，看看是否一样，若各组的a值差不多，则说明轨迹是一条抛物线。O Ox xy y实验的理论探究实验的理论探究2.2.如何根据已有的轨迹求出平抛运动物体的初速度？xyM2、由y=gt2/2求出时间1、在轨迹上取一个点量出它的水平位移x和竖直位移y3、由v0=x/t求出初速度思考：思考：M M应该离原点较近还是应该较远？应该离原点较近还是应该较远？ygxtxv20法一：法一： xxxy1y2若不知抛出点，如何求出平抛的初速度呢？若不知抛出点，如何求出平抛的初速度呢？取两段相等的水取两段相等的水平位移平位移x x0 0，则两，则两段时

6、间相同。段时间相同。由由y y2 2 - y- y1 1=gT=gT2 2可得出可得出时间时间t;t;再由再由v v0 0=x/T=x/T求出初求出初速度。速度。1200yygxv y法二：法二：若用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L，小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，测得L=1.6，重力加速度g=10m/s2，则v0= ，以a点为坐标原点建立直角坐标系，（水平向右和竖直向下为坐标轴正方向）可求得小球在b点的速度大小为 ，抛出点的坐标为 。（结果均保留两位有效数字）某同学在某同学在“研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动”的实验中，只记下斜槽的实验中，只记下斜槽末

7、端重锤线末端重锤线y的方向，而未记下斜槽末端的位置的方向，而未记下斜槽末端的位置O，根据测，根据测得的一段曲线，从中任取两点得的一段曲线，从中任取两点A和和B如图如图8所示，测得两所示，测得两点离点离y轴的距离分别为轴的距离分别为x1和和x2，并测得两点间的高度差为，并测得两点间的高度差为h，则平抛运动的则平抛运动的初速度初速度v0= ？ 法三：只知道纵轴和部分图象法三：只知道纵轴和部分图象如图所示，一个同学做平抛运动的实验时，只在白纸上如图所示，一个同学做平抛运动的实验时，只在白纸上画出初速度方向（即横轴），忘记在纸上记下斜槽末端画出初速度方向（即横轴），忘记在纸上记下斜槽末端的位置，并且只

8、有坐标纸上画出如图所示的一段曲线，的位置，并且只有坐标纸上画出如图所示的一段曲线，在曲线上取两点在曲线上取两点A A、B B，用刻度尺测得两点在水平方向距，用刻度尺测得两点在水平方向距离为离为s , As , A、B B到水平轴的距离分别为到水平轴的距离分别为 y y1 1和和y y2 2，则平抛物，则平抛物体初速度体初速度v v0 0的表达式为的表达式为 ；法四：只知道横轴和部分图象法四：只知道横轴和部分图象实验：探究功与速度变化的关系实验：探究功与速度变化的关系一、实验的设计可以是恒力做功。 例如：用一砝码盘牵引着小车做实验，可以通过改变砝码盘的质量，用W=FS表示功的大小。也可以是变力做功。 例如：用书上采用的通过增加每次牵引小车的