5.3 实验：探究平抛运动的特点 课件—2020-2021学年人教版（2019）高中物理必修第二册

实验:探究平抛运动的特点 郭雪鹏 临泉一中 3 3 2 01| 平抛运动 3 抛体运动 以一定的速度将物体抛出，忽略空气阻力，只受重力作用下的运动. 条件：①初速度不为零(和重力不共线) ②只受重力 抛体运动是一个物理过程理想模型：①物体视为质点②只受重力③有客体基础. 平抛运动 初速度沿水平方向的抛体运动.初速度方向和重力方向垂直. 4 02| 实验探究平抛运动的特点 如何获取平抛轨迹？ 如何选择运动的物体? 要求：阻力能忽略、方便确定位置 实验可重复性好，每次实验初速度如何保证相同? 5 平抛运动实验器 钢球从斜槽上滚下,冲过水平槽飞出后做平抛运动.每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，钢球平抛运动的轨迹是相同的.通过多次实验,在坐标纸上记录钢球经过的多个位置,用平滑曲线连接各点,得到平抛运动的轨迹. 6 研究平抛运动的思路 平抛运动只受重力，在竖直方向，初速度在水平方向.将平抛运动看作水平方向运动和竖直方向运动的合运动. 通过实验研究水平分运动和竖直分运动，得到分运动规律，按照运动的合成得到平抛运动规律. 7 用频闪照相研究平抛运动规律 图示为钢球做平抛运动的频闪照片,频闪时间为T. 8 ①以平抛初位置为原点，建立平面直角坐标系. ②用刻度尺度量各个小球的横坐标和纵坐标. ③分析数据，得到水平分运动和竖直分运动规律. ④得出平抛运动规律. 9 坐标 A B C D E F G t/T 0 1 2 3 4 5 6 x 0.00 0.21 0.39 0.57 0.75 0.93 1.11 坐标 H I J K L M t/T 7 8 9 10 11 12 x 1.27 1.45 1.62 1.80 1.97 2.12 表1 钢球中心的横坐标 10 坐标 A B C D E F G t/T 0 1 2 3 4 5 6 y 0.00 0.04 0.10 0.20 0.35 0.52 0.73 坐标 H I J K L M t/T 7 8 9 10 11 12 y 1.00 1.28 1.59 1.95 2.35 2.72 表2 钢球中心的纵坐标 11 问题: x-t 图像有何特点? 在水平方向上钢球做什么运动？ 水平分运动是匀速直线运动 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 0.21000000000000005 0.39000000000000012 0.56999999999999995 0.75000000000000022 0.93 1.1100000000000001 1.27 1.45 1.62 1.8 1.9700000000000004 2.12 t x 12 问题：钢球的y -t 图像有何特点? 钢球的竖直分速度如何变化? t y 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 4.0000000000000015E-2 0.1 0.2 0.35000000000000009 0.52 0.7300000000000002 1 1.28 1.59 1.9500000000000004 2.3499999999999992 2.72 由y-t 图像，平抛运动的竖直分运动是加速运动，可能为匀加速运动. 问题：如何验证竖直分运动是否为匀加速直线运动？ 方法一：验证竖直方向连续相等时间位移之差是否为定值 方法二：y-t²图像是否为一条过原点的直线. 13 14 t2 y 0 1 4 9 16 25 36 49 64 81 100 121 144 0 0.04 0.1 0.2 0.35 0.52 0.73 1 1.28 1.59 1.95 2.35 2.72 定性探究水平方向运动规律 15 探究竖直方向运动规律 16 根据实验，可以得到平抛运动规律： ①平抛运动的水平分运动是匀速直线运动； ②平抛运动的竖直分运动是初速度为零的匀加速直线运动. 17 小结 研究平抛运动的思路 分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动. 实验方法 ①频闪照相 ②描绘轨迹 数据分析 ①验证相等时间水平位移相等 ②竖直方向相等时间位移之差是否相等 ③图像 18 作业 教材13页“练习与应用”写在教材上. 19 $$