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5.4 实验 : 研究平抛运动

第五章 曲线运动. 5.4 实验 : 研究平抛运动. 扬子二中 陈巧云. 复习. A． 到今天为止我们掌握并会处理的运动形式有那些？ B． 要使物体作匀速直线运动或匀变速直线运动应具备什么条件？ C． 如果物体运动过程中受到的合外力不为零且与速度方向不在同一条直线上物体将做什么运动？ D． 如何处理曲线运动。 E、 分运动与合运动具有什么特性？ 平抛运动条件是什么？. [提出问题] 如果将平抛运动视为水平方向的运动和竖直方向的运动的合运动，那么，平抛运动在竖直方向应是什么运动？. [分析猜想] 竖直方向受重力作用，应是自由落体运动。. [实验论证].

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5.4 实验 : 研究平抛运动

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  1. 第五章 曲线运动 5.4 实验:研究平抛运动 扬子二中陈巧云

  2. 复习 A．到今天为止我们掌握并会处理的运动形式有那些？ B．要使物体作匀速直线运动或匀变速直线运动应具备什么条件？ C．如果物体运动过程中受到的合外力不为零且与速度方向不在同一条直线上物体将做什么运动？ D．如何处理曲线运动。 E、分运动与合运动具有什么特性？ 平抛运动条件是什么？

  3. [提出问题]如果将平抛运动视为水平方向的运动和竖直方向的运动的合运动，那么，平抛运动在竖直方向应是什么运动？[提出问题]如果将平抛运动视为水平方向的运动和竖直方向的运动的合运动，那么，平抛运动在竖直方向应是什么运动？ [分析猜想] 竖直方向受重力作用，应是自由落体运动。 [实验论证] ①讨论研究方向：可以通过对比实验或定量测量实验进行验证。 对比实验，即是让两个小球同时以相同的速度开始运动，一个平抛，一个在水平面上匀速运动，看相同的时间内，水平方向位移是否相等；相同则证实猜想。 定量测量实验，测出做平抛运动的物体在几段相等时间内的水平位移；依据水平位移是否相等来判断猜想是否正确。 生成问题：实验中物体平抛运动时间很短，如何测时间和水平位移？

  4. ②选择实验器材，设计实验方案 　 Ⅰ．用以下器材设计一个对比实验： 　　两个完全相同的斜槽，一要规格相同的水平槽，两个小球，两个电磁铁（含导线和电源）； 　　Ⅱ．用以下器材设计一个或多个实验来得到平抛运动的轨迹： 　　斜面小槽，小钢球，粘了方格纸的木板，铅笔，数码照相机，带水平喷嘴的瓶子，玻璃板。

  5. 【方案一】对比实验 ③交流设计方案 　将两个斜槽水平对齐，上下放置，如图所示，用电磁铁控制两个小球同时开始运动，它们以相同大小的速度同时离开斜槽，上面的小球做平抛运动，下面的小球在水平轨道上做匀速直线运动，若它们在水平轨道上相碰，则验证猜想。

  6. 【方案二】频闪照相法 让小球从斜槽上滑下，从末端水平抛出，用数码相机拍频闪照片。用频闪照片记录了小球所经过的多个位置，连起来就得到小球做平抛运动的轨迹。

  7. 【方案三】喷水法 让水平喷出的细水流来显示平抛的运动轨迹，在水流后面竖直放置一块玻璃板，用彩笔描出水流的轨迹。

  8. 细管 使A 处的水的压强始终等于大气压 喷嘴（比细管更细的硬管） 水平喷出的细水柱即为平抛运动的轨迹。 透明胶片

  9. 【方案四】描点作图法 让小球每次从斜槽上同一高度滑下，从末端水平抛出，用铅笔描出小球经过的位置，通过多次实验，在竖直的背景方格纸上记录了小球所经过的多个位置，连起来就得到小球做平抛运动的轨迹。如图所示。

  10. ④分组实验 实验器材: 斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。 木板 小球 斜槽 白纸 铁架台 铅垂线

  11. 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,并使其末端保持水平; ②调整木板:用悬挂在槽口的铅垂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平行且靠近,固定好木板; ③确定坐标轴:把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O,O即为坐标原点,再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线,即y轴; ④确定小球释放点:选择一个小球在斜槽上合适的位置由静止释放,使小球运动轨迹大致经过白纸的右下角; ⑤描绘运动轨迹: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,用铅笔在该位置画上一点,用同样的方法,从同一位置释放小球,在小球运动路线上描下若干点.

  12. ⑤数据处理 x3 x1 x2 x4 x O h A 3h B 5h C 7h D y (1)如何判断水平方向是否是匀速运动？ 在误差允许的范围内，四段水平位移近似相等；且四段水平位移所用的时间相等。 结论：平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。

  13. (2)判断平抛运动的轨迹是抛物线 x y (3)计算平抛运动的初速度

  14. [探究结论]平抛运动在水平方向是匀速直线运动。[探究结论]平抛运动在水平方向是匀速直线运动。 [小结提高]

  15. O x y 如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景方格的边长为5cm，g=10m/s2，并把这一部分放在图中的坐标系内，则：（1）小球平抛运动的初速度v0=_____m/s；（2）闪光的时间间隔_______s；（3）小球过A点的速率vA=______m/s。（4）抛出点的坐标是________ 【例1】 1.5 0.1 1.8 (-5cm,0)

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