《實驗：探究平拋運動的特色》拋體運動PPT課件

《實驗：探究平拋運動的特色》拋體運動PPT課件

第一部分內容：必備知識·素養奠基

【實驗目的】

1.用實驗的方法描出平拋運動的軌跡。

2.判斷平拋運動的軌跡是否為拋物線。

3.依平拋運動的軌跡求其初速。

【實驗目的】

斜槽,_______________,白紙,小球,圖釘,鉛筆,有孔的卡片,刻度尺,重垂線

【實驗器材】

1.實驗的基本思想－___________。

2.實驗原理:

(1)以卡位法描點並繪製小球平拋運動的軌跡。

(2)建立座標系,測出軌跡上某點的座標x、y,

據x=___,y=______得初速v0=______。

實驗探究平拋運動的特徵PPT，第二部：關鍵能力·素養形成

【實驗過程】

一、實驗步驟

1.安裝實驗器材:

(1)將斜槽的平拋運動實驗器置於桌面上,裝好平拋軌道,調整斜槽末端切線水平;然後,調節調平螺絲,觀察重垂線或氣泡水準,使面板處於垂直平面內,卡好定位板,裝置如圖所示。

(2)給描跡記錄紙襯墊一張複寫紙或打字蠟紙,緊貼記錄面板用壓紙板固定在面板上。

2.建立座標系:把小球放在槽口處,用鉛筆記下小球在槽口(斜槽末端)時球心所在描跡記錄紙的投影點O,O點即為坐標原點,用重垂線畫出過座標原點的垂直直線,作為y軸,畫出過座標原點水平向右的直線,作為x軸。

3.確定小球的位置:

(1)把接球擋板拉到最上方一格的位置。

(2)將定位板定在某一位置固定好,小球緊靠定位板由靜止釋放,小球沿軌道向下運動,以一定的初速度由軌道的平直部分水平拋出。

(3)下落的小球打在向記錄面板傾斜的接球擋板,同時在記錄面板上留下一個印跡點。

(4)再將接球擋板向下拉一格,重複上述操作方法,打出第二個印跡點,如此繼續下拉接球擋板,直至最低點,即可得到平拋的小球下落時的一系列印跡點。

4.描點得軌跡:取下描跡記錄紙,將描跡記錄紙記下的一系列點用平滑曲線連起來,即得到小球做平拋運動的軌跡。

【思考·討論】

除上述獲得小球做平拋運動的軌跡的方法外,還可以如何獲得平拋運動的軌跡?(科學探究)

提示:利用頻閃照相法和噴水法取得平拋運動的軌跡。

二、資料處理

1.判斷平拋運動的軌跡是否為拋物線:

在x軸上作出等距離的幾個點A1、A2、A3…向下作垂線,垂線與拋體軌跡的交點記為M1、M2、M3…用刻度尺測量各點的座標(x, y)。

(1)代數計算法:將某點(如M3點)的座標(x,y)代入y=ax2求出常數a,再將其他點的座標代入此關係式看看等式是否成立,若等式對各點的座標都近似成立,則說明描繪得出的曲線為拋物線。

(2)影像法:建立y -x2座標系,根據所測量的各點的x座標值計算出對應的x2值,在座標系中描點,連接各點看是否在一條直線上,若大致在一條直線上,則說明平拋運動的軌跡是拋物線。

2.計算初速度:在小球平拋運動軌跡上選取分佈均勻的六個點－A、B、C、D、E、F,用刻度尺、三角板測出它們的座標(x,y) ,並記錄在下面的表格中,已知g值,利用公式y= gt2和x=v0t,求出小球做平拋運動的初速度v0,最後算出v0的平均值。

【注意事項】

1.斜槽安裝:實驗中必須調整斜槽末端的切線水平,將小球放在斜槽末端水平部分,若沒有明顯的運動傾向,斜槽末端的切線就水平了。

2.方木板固定:方木板必須在垂直平面內,固定時要用重垂線檢查座標紙豎線是否垂直。

3.小球釋放:

(1)小球每次必須從斜槽上同一位置滾下。

(2)小球開始滾下的位置高度要適中,以使小球平拋運動的軌跡由坐標紙的左上角一直到達右下角為宜。

4.座標原點:座標原點不是槽口的端點,應是小球出槽口時球心在木板上的投影點。

5.初速度的計算:在軌跡上選取離座標原點O點較遠的一些點來計算初速度。

實驗探究平拋運動的特徵PPT，第三部分內容：實驗研析素養遷移

類型一　實驗原理及操作

【典例1】用如圖1所示裝置研究平拋運動。將白紙和複寫紙對齊重疊並固定在垂直的硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑下後從Q點飛出,落在水平擋板MN上。由於擋板靠近硬板一側較低,鋼球落在擋板上時,鋼球側面會在白紙上擠壓出一個痕跡點。移動擋板,重新釋放鋼球,如此重複,白紙上將留下一系列痕跡點。

(1)下列實驗條件必須滿足的有____________。

A.斜槽軌道光滑

B.斜槽軌道末段水平

C.擋板高度等間距變化

D.每次從斜槽上相同的位置無初速釋放鋼球

(2)為定量研究,建立以水平方向為x軸、垂直方向為y軸的座標系。

a.取平拋運動的起始點為座標原點,將鋼球靜置於Q點,鋼球的____________(選填「最上端」「最下端」或「球心」)對應白紙上的位置即為原點;在決定y軸時____________(選填「需要」或「不需要」)y軸與重垂線平行。

b.若遺漏記錄平拋軌跡的起始點,也可按下述方法處理資料:如圖2所示,在軌跡上取A、B、C三點,AB和BC的水平間距相等且均為x ,測得AB和BC的垂直間距分別是y1和y2,則_________ (選填「大於」「等於」或「小於」)。可求得鋼球平拋的初速v0大小為____________(已知當地重力加速度為g,結果以上述字母表示)。

(3)為了得到平拋物體的運動軌跡,同學們也提出了以下三種方案,其中可行的是____________。

A.從細管水平噴出穩定的細水柱,拍攝照片,即可得到平拋運動軌跡

B.以頻閃照相法在同一底片上記錄平拋鋼球在不同時刻的位置,平滑連接各位置,即可得到平拋運動軌跡

C.將鉛筆垂直於垂直的白紙板放置,筆尖緊靠白紙板,鉛筆以一定初速度水平拋出,將會在白紙上留下筆尖的平拋運動軌跡

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