江苏省南京市金陵中学河西分校高中物理5.3研究平抛运动教学案(无答案)新人教版必修2

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教学目标:

1、知道平抛运动的条件及相应的控制方法。 2、知道用实验获得平抛轨迹的方法。

3、知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法。知道测量初速度时需要测量的物理量。会推导平抛初速度的表达式,会计算平抛运动的初速度。

教学用具:实验仪器27组,每组仪器:小钢球1个、平抛运动实验器,电源,复写纸,白纸。 实验目的:

1、描绘平抛运动的轨迹;2、探究轨迹的性质;3、计算平抛运动的初速度 实验原理:

预习思考:如何从实验中获得平抛运动的轨迹?如何验证实验所得的轨迹图是抛物线?如何计算平抛运动的初速度:

方法1:性质验证。从平抛起点开始,在水平方向作出等距垂线,通过其与轨迹的交点作水平的平行线,验证平行线在竖直方向上的截距之比是否是1:3:5

方法2:方程验证。从轨迹图上获得坐标值,代入y=ax,验证a是否是常量。 实验过程:

1.平抛运动实验器的安装。

(1)将平抛运动实验器置于桌面,装好平抛轨道,使轨道的抛射段处于水平位置。调节调平螺丝,观察重垂线或气泡水准,使面板处于竖直平面内,卡好定位板,装置如图所示。 (2)将描迹记录纸衬垫一张复写纸或打字蜡纸,紧贴记录面板用压纸板固定在面板上,使横坐标x轴在水平方向上,纵坐标y轴沿竖直方向向下(若用白纸,可事先用铅笔在纸上画出x、y坐标轴线),并注意使坐标原点的位置在平抛物体(钢球)的质心(即球心)离开轨道处。(3)把接球挡板拉到最上方一格的位置。

2.将定位板定在某一位置固定好。钢球紧靠定位板释放,球沿轨道向下运动,以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出。

3.下落的钢球打在向面板倾斜的接球挡板上,同时在面板上留下一个印迹点。

4.再将接球挡板向下拉一格,重复上述操作方法,打出第二个印迹点,如此继续下拉接球挡板,直至最低点,即可得到平抛的钢球下落时的一系列迹点。

5.变更定位板的位置,即可改变钢球平抛的初速度,按上述实验操作方法,便可打出另一系列迹点。

6.取下记录纸,将各次实验所记录的点分别用平滑曲线连接起来。即可得到以不同的初速度做平抛运动的轨迹图线,如图2.22-2。又通过公式y=(1/2)gt和S=V0t可求出它们的初速度。 【注意事项】

1.为了保证实验精度,必须保证记录面板处于竖直平面内,使平抛轨道的平面靠近板面。 2.安放记录纸时,要使坐标原点与抛体的抛出点重合,这样才能正确地确定抛体运动轨迹的起始点,从而确定轨迹上任意点的x、y坐标。

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【范例精析】

例1、在探究平抛运动的规律时,我们首先可由实验得到平抛运动在竖直方向上的运动特点是自由落体运动。请问,你能否根据实验得到的平抛运动的轨迹曲线,分析得出平抛运动在竖直方向上的运动有何规律?

例2、在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:

A.让小球多次从位置上滚下,在一张印有小方格的纸记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置,如图中a、b、c、d所示。

B.按图安装好器材,注意,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线。

图6.3-2 a b c d C.取下白纸,以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹。

⑴完成上述步骤,将正确的答案填在横线上。 ⑵上述实验步骤的合理顺序是。

⑶已知图中小方格的边长L=1.25cm,则小球平抛的初速度为v0=(用L、g表示),其值是。(取g=9.8m/s)

例3、如图1所示是研究平抛运动的实验装置简图,图是实验后白纸上的轨迹图。 ⑴说明图中的两条坐标轴是如何作出的。 ⑵说明判断槽口的切线是否水平的方法。

⑶实验过程中需要经多次释放小球才能描绘出小球运动的轨迹,进行这一步骤时应注意什么?

例4、图甲是研究平抛运动的实验装置示意图,小球从斜面上一定高度处从静止释放,经过一段水平轨道后落下。图乙是实验后在白纸上描出的轨迹和所测数据: (1)请在图甲中的白纸ABCD上标出小球平抛运动的起始点O,并画出 Ox、Oy轴。 (2)在实验中,需要小球重复运动。每次

都使小球从同一位置开始运动的原因是_________________.

(3)根据图乙中数据,可以算出此平抛运动的初速度v0=_ _______m/s。

图1

y 图2 O x 2

A D 0 5 16 32 x/cm 20 C y/cm 乙

B


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