学案 4实验:研究平抛运动[目标定位 ] 1
学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹
会根据平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度
掌握描迹法、频闪照相法等探究实验的常用方法
一、描绘平抛运动的轨迹1
实验器材斜槽、小球、方木板、图钉、刻度尺、铅垂线、铅笔、坐标纸、铁架台
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 1 (2)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
用同样的方法,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 点开始通过画出的若干点描出一条平滑的曲线,如图乙所示
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,固定时要用铅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由静止释放
(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
二、计算平抛运动的初速度计算平抛运动的初速度可以分为两种情况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v 0
因 x=v 0t, y=12gt2,故 v0=xg2y
平抛轨迹残缺 (即无抛出点 ) 图 2 在轨迹上任取三点A、B、C(如图 2 所示 ),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Δh= hBC-hAB=gt2所以 t=hBC