【教案】高中物理 实验：研究平抛运动 导学案
2014-11-13 23:10:00 来源：
江西西山高中部 点击阅读数：
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实验：研究平抛运动 导学案
【知识整合】
一、实验目的
“研究平抛物体运动”实验的实验目的是_________，__________。
二、实验原理
平抛物体的运动，可以看做水平方向的_________运动 和坚直方向的_______运动的合运动，因而物体在任意时刻t的坐标x和y可以用下列公式求出：
x=v0t （1）
y=1/2gt2 ( 2）
从（1）和（2）消去t，得 _____因此，平抛物体的运动轨迹为一抛物线。根据抛物线上任一点的坐标（x，y），由（2）式可以求出运动的时间；代入（1）式即可求得v0，这就是做平抛运动的物体的初速度。
三、实验器材：有孔的硬纸片、白纸、图钉、斜槽、 方木板 、重锤____、___。
四、实验步骤
①安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜槽，即 ________就表明水平已调好。
②调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直面______。然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。
③确定坐标原点O：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在图板上的水平投影点O，O点即为坐标原点。用铅笔记录在白纸上描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘，然后用铅笔在卡片的缺口上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。保证小球每次从槽上开始滚下的位置相同，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。取下白纸用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。
④计算初速度，以O点为原点先根据_____画出____轴，再画出______ 轴，并在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和y，代入上面的公式即可求出初速度。
【重难点阐释】
1、实验中必需保证斜槽末端的切线水平，木板竖直。将小球放在斜槽末端的平直部分，如果小球在几个位置上都能保持静止，则说明该部分已基本水平．由于抛出去的小球是在一个竖直面内运动，所以木板也必须在竖直面内，且木板所在平面必须与小球运动平面平行，否则小球可能与木板发生碰撞导致失败。
2、本实验中，小球做平抛运动的起点不是槽口的端点，而是球在槽口时，球的球心在木板上的水平投影点，该投影点的位置要比槽口的端点位置高一些。
3、小球每次从斜槽上同一位置滚下,否则初速度就没有定值。
【典型例题】
例1.在研究平抛物体的运动实验中,某同学在建立直角坐标系时,有一处失误,假设他在安装实验装置和进行其他操作时准确无误
(1)观察图1可知,他的失误之处是：_____________。
(2)他根据记录建立坐标系,运用根据实验原理测得平抛初速度与真实值相比 ______________。(选填“偏大”、”相等”、“偏小”)
例2. 在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录平抛小球的运动轨迹，小方格的边长，若小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d点所示，则小球做平抛运动的初速度是多大？
【课堂练习】
1、做“研究平抛物体的运动”实验时，已有下列器材：有孔的硬纸片、白纸、图钉、斜槽、刻度尺、小球．不需要的器材是( )
A．秒表 B．平木板
C．重锤线 D．铅笔
2．在“研究平抛物体的运动”实验中，如果小球每次从斜槽上不同位置释放，则各次相比相同的是( )
A．小球的初速度
B．小球的运动轨迹
C．小球在空中下落同一高度所用的时间
D．小球通过相同水平位移所用的时间
3．安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是( )
A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小
B．保证小球飞出时，初速度水平
C．保证小球在空中运动的时间每次都相等
D．保证小球运动的轨道是一条抛物线
4．在研究平抛运动实验中，某同学只记录了运动途中的A、B、C三点位置，取A点为坐标原点，则各点的位置坐标如图2所示（取g=10m/s2），下列说法正确的是
A．小球抛出点的位置坐标是（0，0）
B．小球抛出点的位置坐标是（-20，-5）
C．小球平抛初速度为2m/s
D．小球平抛初速度为1m/s
5．在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图3－10中a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度为v0＝______（用L、g表示），其值是_______。b点的速度_______c点的速度________（g取9.8m/s2）
6．试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸出射初速度”的实验方案．提供的实验器材为弹射器(含弹丸，见图)、铁架台(带有夹具)、米尺．
(1)画出实验示意图；
(2)在安装弹射器时应注意________________________________；
(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)为______________；
(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中应采取的方法是
_____________________________________________________________；
(5)计算公式为_________________________________________________．
7．如图6所示，用底部带孔的玻璃试管和弹簧可以组装一个简易“多功能实验器”，利
用该实验器，一方面能测弹簧的劲度系数，另一方面可测量小球做平抛运动的初速度．
(1)用该装置测量弹簧劲度系数k时需要读出几次操作时的________________和
________________，然后由公式____________________求出k的平均值．
(2)使用该装置测量小球的初速度时，需要多次将弹簧的右端压到______(填“同一”或
“不同”)位置．然后分别测出小球几次飞出后的____________和________________，再由公式________________求出初速度的平均值．
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