新教材高中物理第五章拋體運動3實驗：探究平拋運動的特點課件新人教版必修第二冊

第五章拋體運動3．實驗：探究平拋運動的特點目標體系構(gòu)建【學(xué)習目標】1．知道拋體運動和平拋運動，知道用運動分解的方法研究平拋運動。2．知道平拋運動的條件，并會描繪平拋運動的軌跡。3．會根據(jù)平拋運動的軌跡，研究平拋運動水平和豎直分運動的特點。4．通過探究平拋運動特點的實驗，了解科學(xué)探究中獲取及處理數(shù)據(jù)的方法。【思維脈絡(luò)】課內(nèi)互動探究一、拋體運動和平拋運動1．拋體運動：以一定的速度將物體拋出，在空氣阻力___________的情況下，物體只受_______作用的運動。2．平拋運動：初速度沿_______方向的拋體運動。3．平拋運動的特點：(1)初速度沿_______方向；(2)只受_______作用。可以忽略重力水平水平重力二、實驗：探究平拋運動的特點1．實驗?zāi)康?1)用實驗方法描出平拋運動的軌跡。(2)探究平拋運動豎直方向和水平方向運動的特點。2．實驗原理用頻閃照相的方法或研究平拋運動的實驗裝置得出小球做平拋運動的不同時刻的位置，用平滑曲線連接各位置，得到小球做平拋運動的軌跡。以小球平拋的起點為坐標原點，沿水平方向和豎直向下的方向建立直角坐標系，根據(jù)各點坐標數(shù)據(jù)研究小球在水平方向和豎直方向的運動規(guī)律。3．實驗器材(1)頻閃照相機、鉛筆、刻度尺、三角板。(2)平拋實驗裝置、小鋼球、白紙、復(fù)寫紙、鉛筆、刻度尺、三角板。4．進行試驗方案一：頻閃照相法：(1)實驗現(xiàn)象：利用頻閃照相機得到物體做平拋運動與自由落體運動對比的頻閃照片如圖1所示。(2)現(xiàn)象分析：①在豎直方向上，兩種運動經(jīng)過相等的時間，下落相同的高度，即在豎直方向上的運動是相同的，都是自由落體運動；②在水平方向上，平拋運動在通過相等的時間內(nèi)前進的距離相同，即水平方向上的運動是勻速直線運動。(3)理論分析：①水平方向：初速度為v0，物體不受力，即Fx＝0，物體由于慣性而做勻速直線運動。②豎直方向：初速度為零，物體只受重力作用，即Fy＝mg，a＝g，物體做自由落體運動。方案二：分別研究水平和豎直方向分運動規(guī)律步驟1：探究平拋運動豎直分運動的特點(1)如圖2所示，用小錘擊打彈性金屬片后，A球做_______運動；同時B球被釋放，做___________運動觀察兩球的運動軌跡，聽它們落地的聲音。(2)分別改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度，即改變A球的初速度，發(fā)現(xiàn)兩球_____________，說明平拋運動在豎直方向的分運動為_______________。平拋自由落體仍同時落地自由落體運動步驟2：探究平拋運動水平分運動的特點1．裝置和實驗(1)如圖3所示，安裝實驗裝置，使斜槽M末端_______，使固定的背板豎直，并將一張白紙和復(fù)寫紙固定在背板上，N為水平放置的可上下調(diào)節(jié)的傾斜擋板。水平(2)讓鋼球從斜槽上某一高度滾下，從末端飛出后做平拋運動，使小球的軌跡與背板平行。鋼球落到傾斜的擋板N上，擠壓復(fù)寫紙，在白紙上留下印跡。(3)上下調(diào)節(jié)擋板N，進行多次實驗，每次使鋼球從斜槽上_______(選填“同一”或“不同”)位置由靜止?jié)L下，在白紙上記錄鋼球所經(jīng)過的多個位置。(4)以斜槽水平末端端口處小球球心在白紙上的投影點為坐標原點O，過O點畫出豎直的y軸和水平的x軸。(5)取下坐標紙，用平滑的曲線把這些印跡連接起來，得到鋼球做平拋運動的軌跡。同一(6)根據(jù)鋼球在豎直方向是自由落體運動的特點，在軌跡上取豎直位移為y、4y、9y…的點，即各點之間的時間___________，測量這些點之間的水平位移，確定水平方向分運動特點。(7)結(jié)論：平拋運動在相等時間內(nèi)水平方向___________，平拋運動水平方向為_______________。間隔相等位移相等勻速直線運動2．注意事項(1)實驗中必須調(diào)整斜槽末端的切線_______，使小球做平拋運動(調(diào)節(jié)方法：將小球放在斜槽末端水平部分，若小球_______，則斜槽末端水平)。(2)背板必須處于_______面內(nèi)，固定時要用鉛垂線檢查坐標紙豎線是否_______。水平靜止豎直豎直(3)小球每次必須從斜槽上___________由靜止釋放，這樣可以使小球每次的軌跡相同。(4)坐標原點不是槽口的端點，應(yīng)是小球出槽口時小球_______在背板上的投影點。(5)小球開始滾下的位置高度要適中，以使小球做平拋運動的軌跡由坐標紙的左上角一直到達右下角為宜。同一位置球心考點一對實驗操作過程的考查 (多選)(2021·河南省林州市第一中學(xué)高二下學(xué)期2月調(diào)研)在探究平拋運動的規(guī)律時，可以選用下列各種裝置圖，以下操作合理的是

(

)典題1典例剖析A．選用裝置1研究平拋物體豎直分運動，應(yīng)該用眼睛看A、B兩球是否同時落地B．選用裝置2要獲得穩(wěn)定的細水柱所顯示的平拋軌跡，豎直管上端A一定要低于水面C．選用裝置3要獲得鋼球的平拋軌跡，每次不一定要從斜槽上同一位置由靜止釋放D．除上述裝置外，也能用數(shù)碼照相機拍攝鋼球做平拋運動時每秒15幀的錄像獲得平拋軌跡思路引導(dǎo)：理解各種方法的操作原理及實驗注意事項是解決此類問題的關(guān)鍵。答案：BD解析：小球下落的速度很快，運動時間很短，用眼睛很難準確判斷出小球落地的先后順序，應(yīng)聽聲音，選項A不合理；豎直管的上端A應(yīng)低于水面，這是因為豎直管與空氣相通，管上端A處的壓強始終等于大氣壓，不受瓶內(nèi)水面高低的影響，因此可以得到穩(wěn)定的細水柱，選項B正確；只有每次從同一高度由靜止釋放鋼球，鋼球做平拋運動的初速度才相同，選項C錯誤；獲得每秒15幀的錄像就等同于做平拋運動實驗時描方格圖的方法，同樣可以探究平拋運動的規(guī)律，選項D正確。1．在“研究平拋運動”實驗中。(1)如圖所示是用橫擋條卡住平拋小球，用鉛筆標注小球最高點，確定平拋運動軌跡的方法。對點訓(xùn)練①坐標原點應(yīng)選小球在斜槽末端點時的____。A．球心 B．球的上端C．球的下端②在此實驗中，下列說法正確的是_____。A．斜槽軌道必須光滑B．記錄的點應(yīng)適當多一些C．用平滑曲線把所有的點連接起來

D．y軸的方向根據(jù)重錘線確定A

BD

(2)如圖是拍攝小球做平拋運動的頻閃照片，由照片可判斷實驗操作中的錯誤是____。A．釋放小球時初速度不為0B．釋放小球的初始位置不同C．斜槽末端切線不水平C

解析：(1)①確定平拋運動軌跡的方法，坐標原點應(yīng)選小球在斜槽末端點時的球心，故選A。②斜槽軌道的粗糙程度對小球的平拋運動無影響。A錯誤；記錄的點應(yīng)適當多一些，可以減小誤差，B正確；用平滑曲線把大多數(shù)點連接起來，但并不一定是所有點，C錯誤；y軸的方向即小球做自由落體運動的方向，要根據(jù)重錘線確定，D正確。(2)由照片可判斷小球做斜上拋運動，所以實驗操作中斜槽末端切線不水平，C正確。考點二實驗數(shù)據(jù)處理

(2021·平頂山一中新區(qū)高級中學(xué)高一)(1)如圖所示是研究平拋物體運動的演示實驗裝置。實驗時，先用彈簧片C將B球緊壓在DE間并與A球保持在同一水平面上，用小錘F擊打彈簧片C，A球被水平拋出，同時B球自由下落。實驗幾次，無論打擊力大或小，儀器距離地面高或低，我們聽到A、B兩球總是同時落地，這個實驗____。典題2典例剖析D

A．說明A、B兩球落地時的速度相同B．說明A、B兩球在水平方向運動是做勻速直線運動C．說明平拋運動是自由落體和勻速直線運動的合運動D．說明平拋運動在豎直方向上是自由落體運動(2)如圖所示是某學(xué)生在做“研究平拋物體運動”的實驗時記錄小球運動的軌跡，x軸為水平方向，y軸為豎直方向。O點為平拋的初始位置，P點為軌跡上一點。則

①物體從O點運動到P點的時間為_______s；②物體的初速度為_______m/s；(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)③該平拋運動的軌跡方程為__________。(g取10m/s2)0.2

2.0

2．(2021·陜西省榆林高一下學(xué)期期中)某物理興趣小組在探究平拋運動的規(guī)律實驗時，將小球做平拋運動，用頻閃照相機對準方格背景照相，拍攝到了如