高中物理第一章拋體運(yùn)動(dòng)3課時(shí)2實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)省公開(kāi)課一等獎(jiǎng)新名師獲獎(jiǎng)?wù)n件

課時(shí)2試驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)第一章

3平拋運(yùn)動(dòng)1/34[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.學(xué)會(huì)用試驗(yàn)方法描繪平拋運(yùn)動(dòng)軌跡.2.會(huì)判斷平拋運(yùn)動(dòng)軌跡是不是拋物線.3.會(huì)依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)初速度.2/34內(nèi)容索引題型演練學(xué)以致用實(shí)訓(xùn)演練達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān)技能貯備明確原理提煉方法3/34技能貯備4/34一、描繪平拋運(yùn)動(dòng)軌跡1.試驗(yàn)原理用

法得到物體做平拋運(yùn)動(dòng)軌跡.2.試驗(yàn)器材(以斜槽軌道試驗(yàn)為例)斜槽、小球、

、圖釘、

、鉛垂線、鉛筆、坐標(biāo)紙、鐵架臺(tái).描跡方木板刻度尺5/343.試驗(yàn)步驟(1)按圖1甲所表示安裝試驗(yàn)裝置，使斜槽末端水平(小球在斜槽末端點(diǎn)恰好靜止).(2)固定木板上坐標(biāo)紙，使木板保持豎直狀態(tài)，小球運(yùn)動(dòng)軌跡與板面平行，坐標(biāo)紙方格橫線呈水平方向.(3)以斜槽水平末端端口上小球球心在木板上投影點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，過(guò)O點(diǎn)畫(huà)出豎直y軸和水平x軸.圖16/34(4)使小球從斜槽上

位置由靜止?jié)L下，把筆尖放在小球可能經(jīng)過(guò)位置上，假如小球運(yùn)動(dòng)中碰到筆尖，就用鉛筆在該位置畫(huà)上一點(diǎn).用一樣方法，在小球運(yùn)動(dòng)路線上描下若干點(diǎn).(5)將坐標(biāo)紙從木板上取下，從O點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)過(guò)畫(huà)出若干點(diǎn)描出一條_____曲線，如圖乙所表示.4.注意事項(xiàng)(1)試驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端切線

(將小球放在斜槽末端水平部分，若小球靜止，則斜槽末端水平).同一平滑水平7/34(2)方木板必須處于

平面內(nèi)，固定時(shí)要用鉛垂線檢驗(yàn)坐標(biāo)紙豎線是否

.(3)小球每次必須從斜槽上

位置由靜止釋放.(4)坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口端點(diǎn)，應(yīng)是小球出槽口時(shí)球心在木板上投影點(diǎn).(5)小球開(kāi)始滾下位置高度要適中，以使小球做平拋運(yùn)動(dòng)軌跡由坐標(biāo)紙左上角一直抵達(dá)右下角為宜.豎直同一豎直8/34二、數(shù)據(jù)處理1.判斷平拋運(yùn)動(dòng)軌跡是不是拋物線方法一公式法(1)原理：若平拋運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線，則當(dāng)以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立直角坐標(biāo)系后，軌跡上各點(diǎn)坐標(biāo)應(yīng)含有y＝

關(guān)系，而且同一軌跡a是一個(gè)確定值.(2)驗(yàn)證方法用刻度尺測(cè)量幾個(gè)點(diǎn)x、y兩個(gè)坐標(biāo)，分別代入y＝ax2中求出常量a，看計(jì)算得到a值在誤差允許范圍內(nèi)是否是一個(gè)常數(shù).ax29/34方法二圖像法建立y－x2坐標(biāo)系，依據(jù)所測(cè)量各個(gè)點(diǎn)x、y坐標(biāo)值分別計(jì)算出對(duì)應(yīng)y值和x2值，在y－x2坐標(biāo)系中描點(diǎn)，連接各點(diǎn)看是否在一條直線上，并求出該直線斜率即為a值.2.計(jì)算初速度在小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上任取一點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出它坐標(biāo)(x，y)，利用公式y(tǒng)＝_____和x＝

，求出小球做平拋運(yùn)動(dòng)初速度v0(g已知)，多求幾個(gè)點(diǎn)然后求出v0平均值.v0t10/34題型演練11/34例1在“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”試驗(yàn)中：(1)為使小球水平拋出，必須調(diào)整斜槽，使其末端切線沿水平方向，檢驗(yàn)方法是__________________________________________.一、平拋運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)原理與試驗(yàn)操作答案將小球放置在槽口處軌道上，小球能保持靜止解析

斜槽末端水平時(shí)，小球在斜槽末端處于平衡狀態(tài)，放在槽口能靜止不動(dòng).解析(2)小球拋出點(diǎn)位置必須及時(shí)統(tǒng)計(jì)在白紙上，然后從這一點(diǎn)畫(huà)水平線和豎直線作為x軸和y軸，豎直線是用________來(lái)確定.鉛垂線解析

用鉛垂線來(lái)確定豎直線最準(zhǔn)確.12/34(3)某同學(xué)建立直角坐標(biāo)系如圖2所表示，設(shè)他在安裝試驗(yàn)裝置和其它操作時(shí)準(zhǔn)確無(wú)誤，只有一處失誤，即是____________________________________________________.答案

坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)該是小球在槽口時(shí)球心在白紙上水平投影點(diǎn)圖2解析

描繪小球運(yùn)動(dòng)軌跡起始位置時(shí)應(yīng)描繪球心位置，所以坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)在平拋起點(diǎn)球心位置，即坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)該是小球在槽口時(shí)球心在白紙上水平投影點(diǎn).解析13/34(4)該同學(xué)在軌跡上任取一點(diǎn)M，測(cè)得坐標(biāo)為(x，y)，則初速度測(cè)量值為_(kāi)_______，測(cè)量值比真實(shí)值要______(選填“偏大”“偏小”或“不變”).答案偏大解析14/34計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)初速度能夠分為兩種情況(1)平拋軌跡完整(即含有拋出點(diǎn))在軌跡上任取一點(diǎn)，測(cè)出該點(diǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)水平位移x及豎直位移y，就可求出初速度v0.二、計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)初速度15/34(2)平拋軌跡殘缺(即無(wú)拋出點(diǎn))在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C(如圖3所表示)，使A、B間及B、C間水平距離相等，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知A、B間與B、C間所用時(shí)間相等，設(shè)為t，則Δh＝hBC－h(huán)AB＝gt2圖316/34例2某同學(xué)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”試驗(yàn)時(shí)得到了如圖4所表示運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)位置在運(yùn)動(dòng)軌跡上已標(biāo)出，則：(1)小球平拋初速度為_(kāi)___m/s.(g取10m/s2)答案解析

由平拋運(yùn)動(dòng)公式，在x軸方向上x(chóng)ab＝v0T，在豎直方向上hbc－h(huán)ab＝gT2，代入數(shù)據(jù)解得T＝0.1s，v0＝2m/s.圖42解析17/34(2)小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度大小vb＝________，方向___________________.答案2.5m/s解析與x軸方向夾角為37°18/34(3)小球拋出點(diǎn)位置坐標(biāo)x＝______cm，y＝_______cm.－10－1.25答案解析19/34依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)軌跡測(cè)定初速度時(shí)，不要隨便把題目所提供第一個(gè)統(tǒng)計(jì)點(diǎn)當(dāng)成平拋運(yùn)動(dòng)拋出點(diǎn).可利用自由落體運(yùn)動(dòng)在豎直方向上連續(xù)相同時(shí)間內(nèi)下落高度之比為1∶3∶5…關(guān)系來(lái)判斷第一個(gè)統(tǒng)計(jì)點(diǎn)是否為拋出點(diǎn)，若不是，只能由Δh＝gT2求出時(shí)間間隔.易錯(cuò)警示20/34例3某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動(dòng)試驗(yàn).試驗(yàn)裝置示意圖如圖5甲所表示，A是一塊平面木板，在其上等間隔地開(kāi)鑿出一組平行插槽(圖中P0P0′、P1P1′、…)，槽間距離均為d.把覆蓋復(fù)寫(xiě)紙白紙鋪貼在平面硬板B上.試驗(yàn)時(shí)依次將B板插入A板各插槽中，每次讓小球從斜軌道同一位置由靜止釋放.每打完一點(diǎn)后，把B板插入后一槽中并同時(shí)向紙面內(nèi)側(cè)平移距離d.試驗(yàn)得到小球在白紙上打下若干痕跡點(diǎn)，如圖乙所表示.三、創(chuàng)新試驗(yàn)設(shè)計(jì)圖521/34(1)試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)試驗(yàn)裝置重復(fù)調(diào)整，直到________.每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了_______________________________________.答案解析答案

看法析22/34解析

本試驗(yàn)把小球經(jīng)過(guò)水平相等位移(即槽間距離d)，巧妙轉(zhuǎn)化為題圖中x軸上經(jīng)過(guò)相同位移(即向紙內(nèi)側(cè)平移距離d)，而豎直方向確定落點(diǎn)為豎直位置，因而可畫(huà)出平拋運(yùn)動(dòng)軌跡.依據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)試驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)整，使斜軌道末端切線水平，以確保小球飛出時(shí)速度沿水平方向，小球做平拋運(yùn)動(dòng).每次讓小球從同一位置由靜止釋放目標(biāo)是使小球每次做平拋運(yùn)動(dòng)初速度相同，軌跡相同.23/34(2)每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d，是為了________________________.答案解析答案

看法析解析

每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d是為了保持統(tǒng)計(jì)紙上每?jī)牲c(diǎn)之間水平距離相同.24/34(3)在圖乙中繪出小球做平拋運(yùn)動(dòng)軌跡.答案解析答案

看法析解析

如圖所表示(注意要用平滑曲線連接).25/341.本試驗(yàn)中，把小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡由紙面內(nèi)轉(zhuǎn)換到垂直紙面平面內(nèi).2.B板每向右平移距離d，同時(shí)向紙面內(nèi)側(cè)平移距離d，使轉(zhuǎn)換含有等效性.創(chuàng)新點(diǎn)評(píng)26/34達(dá)標(biāo)檢測(cè)27/341.(試驗(yàn)操作)(多項(xiàng)選擇)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”試驗(yàn)時(shí)，以下說(shuō)法正確是A.安裝斜槽和木板時(shí)，一定要注意木板是否豎直B.安裝斜槽和木板時(shí)，只需注意小球不和木板發(fā)生摩擦C.每次試驗(yàn)都要把小球從同一位置由靜止釋放D.試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是描繪出小球運(yùn)動(dòng)軌跡，分析平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律√解析

安裝斜槽和木板時(shí)，必須使斜槽末端切線水平，使木板豎直，以確保小球水平飛出和正確畫(huà)出小球運(yùn)動(dòng)軌跡，A正確，B錯(cuò)誤；小球每次從斜槽上同一位置由靜止開(kāi)始滾下，可確保小球初速度不變，C正確；由試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)可知，D正確.√√答案解析12328/342.(試驗(yàn)方案設(shè)計(jì))(多項(xiàng)選擇)在探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，能夠選取如圖6所表示各種裝置圖，則以下操作合理是A.選取裝置圖甲研究平拋物體豎直

分運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)該用眼睛看A、B兩球

是否同時(shí)落地B.選取裝置圖乙并要取得穩(wěn)定細(xì)水柱

顯示出平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，豎直管上端A一定要低于水面C.選取裝置圖丙并要取得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，每次不一定從斜槽上同一

位置由靜止釋放鋼球D.除上述裝置外，還能夠用數(shù)碼攝影機(jī)每秒拍攝15幀鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)照片

以取得平拋運(yùn)動(dòng)軌跡√答案解析圖6√12329/34解析

小球下落速度很快，運(yùn)動(dòng)時(shí)間很短，用眼睛看極難準(zhǔn)確判斷出小球落地先后次序，應(yīng)聽(tīng)聲音，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；豎直管上端A應(yīng)低于水面，這是因?yàn)樨Q直管與空氣相通，A處壓強(qiáng)一直等于大氣壓強(qiáng)，不受瓶?jī)?nèi)水面高低影響，所以能夠得到穩(wěn)定細(xì)水柱，選項(xiàng)B正確；只有每次從同一位置由靜止釋放鋼球，鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)初速度才相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；取得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)每秒15幀照片就等同于做平拋運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)時(shí)在方格紙上描點(diǎn)方法，一樣能夠取得平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，選項(xiàng)D正確.12330/343.(試驗(yàn)操作及速度計(jì)算)如圖7所表示，在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”試驗(yàn)中，能夠描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，試驗(yàn)簡(jiǎn)明步驟以下：A.讓小球?qū)掖螐腳____________釋放，在一張印有小方

格紙上記下小球經(jīng)過(guò)一系列位置，如圖中a、b、c、d所表示.B.安裝好器材，注意_________________，記下平拋初

位置O點(diǎn)和過(guò)O點(diǎn)水平線與豎直線.C.取下方格紙，以O(shè)為原點(diǎn)，以水平線為x軸，豎直線為y軸建立直角坐標(biāo)系，用平滑曲線畫(huà)出小球做平拋運(yùn)動(dòng)軌跡.(1)完成上述步驟，將正確答案填在橫線上.答案圖7同一位置靜止斜槽末端切線水平解析12331/34解析

這種方法，需讓小球重復(fù)同一個(gè)平拋運(yùn)動(dòng)屢次，才能統(tǒng)計(jì)出小球一系列位置，故