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1、
《研究平拋物體的運動》學(xué)習(xí)材料
教學(xué)目的:
1 .用實驗方法描出平拋物體的運動軌跡;
2 .從實驗軌跡求平拋物體的初速度。
實驗器材: 平拋運動實驗器(包括支架、斜槽、圖板、鐵夾子)坐標(biāo)紙、小球、重垂線、刻度尺、鉛筆
實驗原理:
拋物體的運動可以看作水平方向的勻速直線運動和豎直方向
的自由落體運動的合運動。建立以拋出點。為坐標(biāo)原點的平面直角
1
-gt ,求出小球的運動時間t
坐標(biāo)系(取初速度立方向為x軸正方向,重力方向即豎直向下為y 軸正方向。),用描點法描出小球的運動軌跡,測出軌跡上某一點的
再利用公式X=Vot求出初速度V
x:2gy
坐標(biāo)(X, Y)利
2、用公式y(tǒng)
實驗步驟:
1、把平拋運動實驗儀器放在桌面上,并把坐標(biāo)紙夾在圖板上,調(diào)節(jié)實驗器底部的螺絲,使斜槽 的水平?部分水平。同時,借助重垂線,通過調(diào)節(jié)底板螺絲使圖板位于豎直面上,且使坐標(biāo)紙的 豎直線沿豎直方向(必要時應(yīng)適當(dāng)調(diào)整坐標(biāo)紙位置)。
2、選定小球離開斜槽末端時所在的位置為坐標(biāo)原點 O,從坐標(biāo)點畫出豎直向下的 Y軸與水平向 右的X軸。
3、使小球由斜槽上的某一固定位置自由滾下、 并由O點開始做平拋運動,先用眼睛粗略地確定 出小球在某一 X值處的Y值,然后使小球從原來開始滑下時的位置自由滾下,在粗略確定的位 置附近,用鉛筆較準(zhǔn)確地確定小球通過的位置,并在坐標(biāo)紙上記下這一點。
4
3、、重復(fù)步驟3確定小球通過的其它位置(每次都應(yīng)使小球從斜槽上的同一位置自由滾下)
5、取下坐標(biāo)紙,根據(jù)描出的一系列位置,用平滑曲線描出小球做平拋運動的軌跡。
6、在軌跡上選取距。點遠些的3個點A、R C,用毫米刻度尺測出各點的橫坐標(biāo) X和坐標(biāo)軸Y, 并記在下表中:
X
Y
V0需
Vo
A點
B點
C點
D點
E點
F點
7、利用公式,由各組測量值分別求出小球做平拋運動的初速度 V0 x/g ,最后求出V0的平均 :2y
佰,并記在上表中。
注意事項:
1、應(yīng)使斜槽的水平槽的水平槽
4、部分水平, 這樣才能使小球離開斜槽時的速度沿水平方向, 以確 保小球做平拋運動。檢查方法:看小球是否能靜止在水平槽末端附近的任何位置。
2、小球每次應(yīng)從斜槽上的同一位置自由滾下。 這樣做才能使小球每次做平拋運動的初速度相同。
小球開始滾下的位置應(yīng)適當(dāng),使其軌跡能從圖板的左上角至右下角,以減小測量過程中產(chǎn)生的
誤差。
3、圖板應(yīng)處在豎直面內(nèi),并使小球的運動靠近圖板但不接觸。
4、實驗過程中要保持儀器及坐標(biāo)紙的位置不發(fā)生改變。
5、坐標(biāo)原點(小球做平拋運動的起點)不是槽口的端點,應(yīng)是小球在槽口時,球的球心在木板
上的水平投影點,即端點上r (小球半徑)處。
6、應(yīng)取距。點較遠的點計
5、算小球做平拋運動的初速度,以減小實驗誤差。
思考題:
1、在實驗過程中小球與斜槽之間的摩擦力對實驗誤差是否有影響
2、描出平拋運動的軌跡后,為計算其初速度,需測量的數(shù)據(jù)有 ,小球初
速度的計算式5=
3、實驗過程中采用由多個點分別得出小球做平拋運動的初速度,進而取它們的平均值作為測量
結(jié)果,這樣做的目的是
4、實驗過程中,應(yīng)使小球每次都從斜槽上的同一位置自由滾下的目的是
0
,應(yīng)使水平槽部分沿水平方向的目的是 5、右圖是平拋運動的實驗過程中描出的小球運動軌跡及測
量出的一些數(shù)據(jù),根據(jù)給出的數(shù)據(jù),計算平拋運動的初速度
(圖中。點為平拋運動的起點)
★例:某學(xué)生在“研究
6、平拋運動的實驗”的實驗中,忘記記下小球做平拋運動的起點位置O, A
點為物體運動一段時間后的位置,右圖為小球運動軌跡的一部分,根據(jù)右圖中的數(shù)據(jù)求出物體 做平拋運動的初速度 V (g取10m/s2)
解:A點至B點及B點至C點的水平位移相等,可見 A點至B點及B點至C點的時間相等(設(shè)
為T)
???平拋運動在豎直方向上的運動是自由落體運動
「?豎直方向上兩段連續(xù)相等時間內(nèi)的位移,Ybc、Yab之差
等于 aT2 (a=g)
即 Ybc - Yab = gT
T2解彳# T=
初速度v0華M^^ 2嗯
★小球從同一高度滑下而算出的初速度不同,引起誤差的原因可能是:
①重做實驗時坐標(biāo)紙位置發(fā)生改變,使描出的各點跡位置發(fā)生變化。
②重做次數(shù)太少,描繪的點子太稀,軌跡不平滑,使所選坐標(biāo)點發(fā)生偏差
③每次描點坐標(biāo)發(fā)生偏差。
④用直尺測x, y有誤差。
⑤槽口末端未保持水平,使算出 V0偏小。