2018版 第3章 实验：探究平抛运动的规律

1、实验：探究平抛运动的规律一、实验目的1用实验的方法描出平抛运动的轨迹2判断平抛运动的轨迹是否为抛物线3根据平抛运动的轨迹求其初速度二、实验原理1利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹2. 建立坐标系，如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y=ax的形式(a是一个常量)，则轨迹是一条抛物线.3.测出轨迹上某点的坐标x、y,根据x=v0t,y=2gt2得初速度v0三、实验器材斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺一、实验步骤1. 按图1甲所示安装实验装置，使斜槽末端水平.图12. 以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点O,过O点画出竖直的y轴和水平的x轴.3. 使小

2、球从斜槽上同一位置由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果小球运动中碰到笔尖，就用铅笔在该位置画上一点.用同样方法，在小球运动路线上描下若干点.4. 将白纸从木板上取下，从O点开始连接画出的若干点描出一条平滑的曲线，如图乙所示.二、数据处理1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线(1) 原理：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角第1页坐标系后，轨迹上各点的坐标具有y=ax2的关系，且同一轨迹上a是一个特定的值(2)验证方法方法一：代入法用刻度尺测量几个点的x、y坐标，分别代入y=ax2中求出常数a,看计算得到的a值在误差范围内是否为一常数.方法二：图象法建立y-x2坐标系

3、，根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应y值的x2值，在y-x2坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，并求出该直线的斜率即为a值2计算平抛运动的初速度(1) 平抛轨迹完整(即含有抛出点)在轨迹上任取一点，测出该点离原点的水平位移x及竖直位移y,就可求出初速度v0.因x=v0t，y=2gt2，故v0=xj春.(2) 平抛轨迹残缺(即无抛出点)如图2所示，在轨迹上任取三点A、B、C,使A、B间及B、C间的水平距离相等，由平抛运动的规律可知，A、B间与B、C间所用时间相等，设为t,则l=hBChAB=gt2图2三、误差分析1仪器安装时，未检查斜槽末端是否水平会造成系统误差2描点不准确，测

4、量水平位移和竖直位移不准确会造成偶然误差四、注意事项1实验中必须调整斜槽末端的切线水平(将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平)2方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直.3. 小球每次必须从斜槽上同一位置滚下.4. 坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点.5小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜.6.在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度.实验探究1实验步骤和原理例(1)在做“研究平抛物体运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是.A停表B

5、. 坐标纸C. 天平D. 弹簧秤E. 重垂线(2) 实验中，下列说法正确的是.A. 应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下B. 斜槽轨道必须光滑C. 斜槽轨道末端可以不水平D. 为使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些E. 为了比较准确地找出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点都连接起来【解析】(1)还需要的器材是坐标纸和重垂线，故选B、E.(2)做平抛运动的实验时，斜槽末端必须水平，以保证小球做平抛运动为使小球运动轨迹相同，应使小球每次从斜槽上相同的位置无初速滚下描点法画物体运动的轨迹时，应用平滑的曲线连点，偏离轨迹较远的点应舍去故A、D正确.【答案】(1)BE(2)AD实

6、验探究2数据处理和误差分析例在“研究平抛物体运动”的实验中：(1)为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查方法是(2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴，竖直线是用来确定的.(3) 某同学建立的直角坐标系如图3所示，假设他在安装实验装置和其余操作时准确无误，只有一处失误，即是图3(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(填“偏大”、“偏小”或“不变”).【导学号：45732094】【解析】(1)水平时小球处处平衡，放在槽口能静止不动；(2)用重垂线确定竖直线最准确；(3)描绘的小球的运动轨迹时应是描绘球心的位置，因此坐标原点应在平抛起点的球心位置，即坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点；根据x=1V0t,y=2gt2，两式联立得：V0=xyi1