（2021新人教版）高中物理必修第二册5.3实验 探究平抛运动的特点ppt课件.pptx

1、5.3实验：探究平抛运动的特点 1.知道抛体运动和平抛运动的定义. 2.会用运动分解的方法尝试将平抛运动分解为水平和竖直两个方 向的分运动. 3.掌握两种实验方案并能够探究平抛运动两个分运动的特点，会 描绘平抛运动的轨迹. 学习目标 1.抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力 的情况 下，物体只受 作用的运动. 2.平抛运动：初速度沿 方向的抛体运动. 3.平抛运动的特点： (1)初速度沿 方向； (2)只受 作用. 一、抛体运动和平抛运动 可以忽略 重力 水平 水平 重力 自学初探自学初探 (一)实验思路： (1)基本思路：根据运动的分解，把平抛运动分解为不同方向上两个_ 的直线运动，

2、分别研究物体在这两个方向的_. (2)平抛运动的分解：可以尝试将平抛运动分解为_方向的分运动和_ 方向的分运动. (二)进行实验： 方案一：频闪照相(或录制视频)的方法 1、通过频闪照相(或视频录制)，获得小球做平抛运动时 的频闪照片(如图1所示)；观察这幅照片，思考如下问题： 二、实验：探究平抛运动的特点 图图1 相对简单相对简单 运动特点运动特点 水平水平竖直竖直 （1）、应以哪个位置为原点建立坐标系？ 答：以抛出点为原点，建立直角坐标系 （2）、怎样得到在T,2T,3T，时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位 移？ 答：通过频闪照片描出物体经过相等时间间隔所到达的位置，做出 T,2T,3

3、T，各时刻小球位置的坐标线，测量出小球做平抛运动的水平位移 和竖直位移？ （3）、请设计表格，把需要测量的数据填入表格中 抛出时间T2T3T4T5T 水平位移 竖直位移 探究探究1、 2 2、思考：根据所记录的数据，以及相邻小球时间间隔相等的特、思考：根据所记录的数据，以及相邻小球时间间隔相等的特 点，你能分析小球在水平方向和竖直方向分运动的特点吗？点，你能分析小球在水平方向和竖直方向分运动的特点吗？ 水平方向分运动的特点：在水平方向上小球在水平方向分运动的特点：在水平方向上小球在相同时间内通过的位移相同时间内通过的位移 相等，所以在水平方向上做的是匀速运动相等，所以在水平方向上做的是匀速运动

4、； 竖直方向分运动的特点竖直方向分运动的特点: :在竖直方向上小球相同时间内通过的位移在竖直方向上小球相同时间内通过的位移 之比为：之比为：1:3:5.1:3:5.，且加速度恒为，且加速度恒为g g，符合自由落体运动的规律，符合自由落体运动的规律所所 以以在竖直方向上做的是自由落体运动。在竖直方向上做的是自由落体运动。 探究探究2、如何探究竖直方向上的运动规律？ 若从原点起取相等的时间间隔， 则有： O x y xxx y1 y2 y3 y1 : y2 : y3 : = 1 : 3 : 5 结论：若a=9.8m/s2,说明竖直方向上是自由落体运动。 由y=at2/2求出a值 方案二：分别研究水

5、平和竖直方向分运动规律 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 (1)如图2所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做_ 运动；同时B球被释放，做_ 运动.观察两球的运动 轨迹，听它们落地的声音. (2)改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，即改变A球的 初速度，发现两球_，说明平抛运动在竖直方向 的分运动为_. 图图2 总是同时落地 平抛 自由落体 自由落体 步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 1.装置和实验 (1)如图3所示，使斜槽M末端 。使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固 定在背板上，N为水平装置的可上下调节的向背板倾斜的挡板. 图图3 (2)让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做

6、平抛 运动.钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留 下印迹. (3)上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上 (选填“同一”或“不同”)位置由静止滚下，在白 纸上记录钢球所经过的多个位置. 水平 同一 (4)以斜槽水平末端端口处小球球心在木板上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖 直的y轴和水平的x轴. (5)取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹. (6)根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、 9y的点，即各点之间的时间 ，测量这些点之间的水平位移，确定水平 方向分运动特点. 间隔相等 探究探究3、如何根据竖直方向上

7、的运动规律确定“相等的时间间 隔”？ O x y xxx 则运动y1， y2 ， y3所用时间为 “相等的时间间隔”。 y1 y2 y3 若：y1 : y2 : y3 : = 1 : 3 : 5 探究探究4、如何探究平抛运动的水平方向运动规律？ 匀速直线运动的特点是什么？匀速直线运动的特点是什么？ 相等时间内通过的相等时间内通过的 位移相等位移相等 O x y ？ 结论：水平方向是匀速直线运动结论：水平方向是匀速直线运动。 y1 y2 y3 探究探究5、 (1)实验中怎样保证初速度水平 ? 答：必须调整斜槽末端的切线水平(将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静 止，则斜槽末端水平). (2)怎样

8、调节背板处于竖直面内？ 答：调节地板螺丝，观察铅垂线使坐标纸竖线达到竖直. 答：小球每次必须从斜槽上同一位置 由静止释放. (3)如何保证小球每一次平抛的初速度都相同？. 答：坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时钢球球心在木板上的投影点. (4)坐标原点是槽口的末端点吗？ (5)怎样使得到的平抛轨迹处于白纸的中部区域？ 答：小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸 的左上角一直到达右下角为宜. 例例1 (多选多选)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体 运动，用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片，运动，用如图所

9、示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A 球水平抛出，同时球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。关于该实验，下列球被松开，自由下落。关于该实验，下列 说法中正确的有说法中正确的有() A.两球的质量应相等两球的质量应相等 B.两球应同时落地两球应同时落地 C.应改变装置的高度，多次实验应改变装置的高度，多次实验 D.实验也能说明实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动球在水平方向上做匀速直线运动 BC 例例2 在在“探究平抛运动特点探究平抛运动特点”的实验中。的实验中。 (1)如图是横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方如图是横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，

10、确定平抛运动轨迹的方 法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的_。 A.球心球心 B.球的上端球的上端 C.球的下端球的下端 B 解析解析(1)中记录点选取的是小球的上端，则确定原点时也要选取小球的上端。中记录点选取的是小球的上端，则确定原点时也要选取小球的上端。 (2)(多选多选)在此实验中，下列说法正确的是在此实验中，下列说法正确的是_。 A.斜槽轨道必须光滑斜槽轨道必须光滑 B.记录的点应适当多一些记录的点应适当多一些 C.用平滑曲线把所有的点连接起来用平滑曲线把所有的点连接起来 D.y轴的方向根据重垂线确定轴的方向根据重垂线确定 解析解析(2)斜槽轨道可

11、以不光滑，只要保证小球从同一位置由静止释放即斜槽轨道可以不光滑，只要保证小球从同一位置由静止释放即 可。连线时不是连接所有的点，偏差比较大的点要舍去。可。连线时不是连接所有的点，偏差比较大的点要舍去。 BD 例例3 3、在做、在做“研究平抛运动研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，的实验时，让小球多次沿同一轨道运动， 通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹， 下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上： A A通

12、过调节使斜槽的末端保持水平通过调节使斜槽的末端保持水平 B B每次释放小球的位置必须不同每次释放小球的位置必须不同 CC每次必须由静止释放小球每次必须由静止释放小球 D D记录小球位置用的木条记录小球位置用的木条( (或凹槽或凹槽) ) 每次必须严格地等距每次必须严格地等距 离下降离下降 E E小球运动时不应与木板上的白纸小球运动时不应与木板上的白纸( (或方格纸或方格纸) )相触相触 F F将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连 成折线成折线 A C E 例例4、平抛物体的运动规律可概括为两条：第一条，水平方向做匀速直、平抛物体的运动规律可概

13、括为两条：第一条，水平方向做匀速直 线运动；第二条，竖直方向做自由落体运动。为了研究平抛物体的运线运动；第二条，竖直方向做自由落体运动。为了研究平抛物体的运 动。可做下面的实验，如图所示，用小锤打击弹性金属片，动。可做下面的实验，如图所示，用小锤打击弹性金属片，A A球水平飞球水平飞 出，同时出，同时B B球被松开，两球同时落到地面，则这个实验（）球被松开，两球同时落到地面，则这个实验（） A A只能说明上述规律中的第一条只能说明上述规律中的第一条 B B只能说明上述规律中的第二条只能说明上述规律中的第二条 C C不能说明上述规律中的任何一条不能说明上述规律中的任何一条 D D能同时说明上述两

14、条规律能同时说明上述两条规律 B B 例例5、一个学生在、一个学生在“探究平抛物体运动探究平抛物体运动”的实验中描出了如图所示的实验中描出了如图所示 的几个实验点，其中偏差较大的实验点的几个实验点，其中偏差较大的实验点B B产生的原因可能是（）产生的原因可能是（） A A小球滚下的高度较其它各次高小球滚下的高度较其它各次高 B B小球滚下的高度较其它各次低小球滚下的高度较其它各次低 C C小球在运动中遇到其它各次没有遇到的阻碍小球在运动中遇到其它各次没有遇到的阻碍 D D小球开始滚下时，实验者已给它一个初速度小球开始滚下时，实验者已给它一个初速度 BCBC A A B B C C D D y y 例6、 在用如图甲所示装置“探究平抛运动的特点”的实验中，利用斜槽和贴着 带有方格白纸的竖直板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，在印有小方格的纸上记下小球碰到铅 笔笔尖的一系列位置，如图乙中a、b、c、d所示。 B.安装好器材，注意使斜槽末端 ，记下平抛初位置O点和过O点的竖 直线。 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的轨 迹。 （1）完成上述步骤，将正确的答案填在横线上。 （2）上述实验步骤的合理顺序是。 斜槽同一斜槽同一 切线水平切线水平 BAC 甲 乙