高考物理 主题三 牛顿力学的局限性和相对论初步 实验 研究平抛运动学案 粤教版-粤教版高三全册物理学案

实验：研究平抛运动一、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＝ax2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＝gt2得初速度 v0＝x。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。四、实验步骤(以描迹法为例)1.安装调整(1)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。(2)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 1 所示。图 12.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，用重垂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(1)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经过的某一位置。(2)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。(3)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。五、数据处理1.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线：在 x 轴上作出等距离的几个点 A1、A2、A3…向下作垂线，垂线与抛体轨迹的交点记为 M1、M2、M3…用刻度尺测量各点的坐标(x，y)。(1)代数计算法：将某点(如 M3点)的坐标(x，y)代入 y＝ax2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都近似成立，则说明所描绘得出的曲线为抛物线。(2)图象法：建立 y－x2坐标系，根据所测量的各个点的 x 坐标值计算出对应的 x2值，在坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，若大致在一条直线上，则说明平抛运动的轨迹是抛物线。2.计算初速度：在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A、B、C、D、E、F，用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x，y)，并记录在下面的表格中，已知 g 值，利用公式 y＝gt2和 x＝v0t，求出小球做平抛运动的初速度 v0，最后算出 v0的平均值。ABCDEFx/mmy/mmv0＝x/(m·s－1)v0的平...