5.3．实验：探究平抛运动的特点—人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共39张PPT)

3．实验：探究平抛运动的特点 知识导图 核心素养 物理观念：(1)理解抛体运动、平抛运动的概念． (2)掌握描迹法、频闪照相法等探究平抛运动的常用方法． 科学思维：平抛运动在水平方向运动和竖直方向运动的特点 科学态度与责任：体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想 知识点一　抛体运动和平抛运动 阅读教材第10页第一自然段． 1．抛体运动 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 的作用，这时的 叫作抛体运动(projectile motion) 2．平抛运动 初速度沿水平方向的抛体运动就叫作平抛运动． 重力 运动 知识点二　探究物体做平抛运动的特点 阅读教材第10～11页“实验思路、进行实验”部分． 1．实验思路 由于物体是沿着水平方向抛出的，在运动过程中只受到竖直向下的 作用，因此尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动． 重力 2．进行实验 方案一：用频闪照相或者录制视频的方法，记录物体在不同时刻的位置．如图是一个小球做平抛运动时的频闪照片． 方案二：在水平和竖直两个方向中，先研究其中一个方向的运动规律，再设法分析另外一个方向的运动规律. 学习任务一　平抛运动特点的探究过程 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 实验器材 小锤，2个金属小球，平抛运动仪，频闪照相机． 实验过程 (1)用小锤敲击弹性金属片，小球A沿水平方向飞出，做平抛运动，同时小球B被释放，做自由落体运动，通过听落地声音判断并观察两球落地的时间和位置． (2)改变敲击弹性金属片用力的大小，从而改变A球的水平初速度，判断并观察比较两球落地的时间和位置． (3)归纳结论：处于同一高度的两个小球，同时落地，且A球飞出一段水平距离．无论A球的初速度多大，总是与B球同时落地，表明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动． (4)用频闪照相机对实验过程进行拍摄，频闪照片(图①)显示．A、B两球分别做平抛运动和自由落体运动的轨迹． 步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 实验器材 平抛运动实验器，小钢球，刻度尺，白纸，复写纸，2块三角板，铅笔． 实验过程 (1)按照图②所示安装实验装置． (2)将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上． (3)调节斜槽M末端水平． (4)让钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动．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． (5)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． (6)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． 数据处理 根据步骤1得出的平抛运动在竖直方向分运动的自由落体运动规律，取“相等的时间间隔”．再测量相等的时间内水平分运动的位移，比较相等时间内水平方向的位移在实验误差允许的范围内相等，进而确定水平分运动是匀速直线运动． 学习任务二　案例分析 【例1】　在“研究平抛运动”实验中， (1)①图甲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法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________． A．球心　　　　B．球的上端 C．球的下端 B ②(多选)在此实验中，下列说法正确的是________． A．斜槽轨道必须光滑 B．记录的点应适当多一些 C．用光滑曲线把所有的点连接起来 D．y轴的方向根据铅垂线确定 BD (2)图乙是利用图甲装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作的错误是________． A．释放小球时初速度不为0 B．释放小球的初始位置不同 C．斜槽末端切线不水平 C (3)图丙是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是(　　) B 【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．斜槽轨道可以不光滑，只要保证小球从同一位置释放即可．连线时不是连接所有的点，偏差比较大的点要舍去．(2)中小球做斜抛运动，斜槽末端切线不水平． 【例2】　某同学设计了一个研究平抛运动的实验．实验装置示意图如图甲所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图中P0P0′、P1P1′、…)，槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在平面硬板B上．实验时依次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨道的同一位置由静止释放．每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图乙所示． (1)实验前应对实验装置反复调节，直到________．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了 ____________________________________________ (2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了______________________________________________