【新教材精创】5.3 实验：探究平抛运动的特点 课件（2）-人教版高中物理必修第二册(共26张PPT)

人教版 必修第二册 第五章 抛体运动 5.3 实验：探究平抛运动的特点 【新课导入】 以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用，这时的运动叫作抛体运动。 如果初速度是沿水平方向的，这样的抛体运动就叫作平抛运动。 一 、实验思路 平抛运动的轨迹是曲线，比直线运动复杂。我们可以按照把复杂的曲线运动分解为两个相对简单的直线运动的思路，分别研究物体在竖直方向和水平方向的运动特点。 大家可能会想到，平抛运动可以看作是在竖直方向的分运动和水平方向的分运动的合运动。如果这两个分运动研究清楚了，平抛运动的规律自然就清楚了。 二 、进行实验 为了研究平抛运动的特点，我们应该想办法把运动物体的位置随时间变化的信息记录下来。比如，用频闪照相的方法，记录物体在不同时刻的位置。当然也可以用别的方法记录信息，开展研究。 步骤 1：探究平抛运动竖直分运动的特点 在如图 5.3-2 所示的实验中，用小锤击打弹性金属片后，A 球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时 B 球被释放，自由下落，做自由落体运动。A、B 两球同时开始运动。观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后。分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，记录实验现象有什么变化。从这个实验看，平抛运动在竖直方向的分运动是什么运动？ 步骤 2：探究平抛运动水平方向分运动的特点 如果我们能够得到平抛运动的轨迹，利用前面探究得出的平抛运动竖直分运动的特点，就可以分析得出平抛运动在水平方向分运动的特点。 在图 5.3-3 所示的装置中，斜槽 M 末端水平。钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板 N，钢球飞出后，落到挡板上。实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板 N，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。最后，用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹。 步骤 2：探究平抛运动水平方向分运动的特点 根据步骤 1 得出的平抛运动在竖直方向分速度随时间变化的规律，设法确定“相等的时间间隔”。再看相等的时间内水平分运动的位移，进而确定水平分运动的规律。 一、实验目的： (1)描绘出平抛物体的运动轨迹； (2)判断轨迹是否是抛物线； (3)求出平抛运动物体的初速度。 二、实验原理： 平抛运动可以看成是两个分运动的合运动： ⑴水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体的初速度； ⑵竖直方向的自由落体运动．利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球运动时的若干不同位置，然后描出运动轨迹， 测出曲线上任一点的坐标x和y，利用 就可以求出平抛物体的初速度　　　　． 10 10 1、如何获得小球做平抛运动的轨迹？ 方案一 ： 描迹法 方案二 ： 径迹法 o x y 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 v0 方案三 ： 用频闪照相机得到物体运动的轨迹 照相法 一、实验目的： (1)描绘出平抛物体的运动轨迹； (2)判断轨迹是否是抛物线； (3)求出平抛运动物体的初速度。 二、实验原理： 平抛运动可以看成是两个分运动的合运动： ⑴水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体的初速度； ⑵竖直方向的自由落体运动．利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球运动时的若干不同位置，然后描出运动轨迹， 测出曲线上任一点的坐标x和y，利用 就可以求出平抛物体的初速度　　　　． 15 15 实验器材：斜槽，金属小球，木板(附竖直固定支架)，坐标纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。 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，并使其末端的切线保持水平。 实验步骤: 2、调整木板：用悬挂在槽口的重锤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、确定坐标原点O：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O，O即为坐标原点。 4．描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。 用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。 保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。 5、计算初速度：取下白纸，以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。 x y 用公式x＝v0t和y＝gt2/2计算出小球的初速度v0，最后计算出v0的平均值。 在曲线上选取A、B、C、D、