5.3 实验：探究平抛运动的特点-2021-2022学年高一物理精编动态课件（人教版2019必修第二册）

03.实验：探究平抛运动的特点 排球发球 摩托车 问题： 掷出的标枪，飞越的汽车，投出的篮球运动的轨迹是怎样的？ 他们为什么会运动？ 他们的受力有什么特点？ 一.平抛运动 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，物体只受重力的作用，这时的运动叫作抛体运动。 2.平抛运动：以一定的初速度将物体水平抛出，只在重力作用下的运动，叫平抛运动。 3.平抛运动条件： （1）初速度方向水平。 （2）只受重力作用。 问题： ①上一节课学习了运动的合成，两个互成夹角的匀速直线运动的合运动的轨迹是直线还是曲线？ ②如何求物体的实际速度与位移？ ③如果是互成夹角的匀速直线运动与匀加速直线运动的合运动的轨迹是直线还是曲线？ ④如何求物体的实际速度与位移？ ⑤平抛运动是曲线运动，而我们之前只学习了直线运动的规律。我们应该用什么方法来研究平抛运动的特点呢？ 利用运动的分解 二.实验：探究平抛运动的特点 问题：如何把平抛运动进行分解? 把平抛运动分解成水平方向和竖直方向两个分运动，研究分运动的规律。 问题：根据对平抛物体的受力特点，你对物体在水平方向和竖直方向的运动规律有怎样的猜想？ 水平方向：匀速直线运动 竖直方向：自由落体运动 如何设计实验进行验证？ 方案一，方案二…… 结论：平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动，竖直方向的分运动是自由落体运动. 方案一 竖直方向： 实验器材：平抛竖落仪 实验步骤：用小锤击打弹性金属片， A 球沿水平方向抛出，做平抛运动， 同时 B球做自由落体运动。注意倾 听它们落地的声音。视频一，视频二 现象：两球同时落地只发出一个声音 分析：竖直方向运动情况相同 分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度重复实验，结论相同。 结论：平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动 方案一 水平方向1： 思路：利用前面探究得出的平抛运动竖直分运动的特点来研究水平分运动的特点。 绘制平抛运动轨迹 步骤：根据实验画出平抛运动的轨迹由竖直方向分运动的规律取若干计数点，设法确定相等时间间隔看相邻计数点的水平位移是否相等 结论：平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动 绘制平抛运动轨迹实验注意事项： ①斜槽末端必需水平（给小球一个 初速度，看是否匀速运动，或者看 是否能静止在任意位置） ②木板必需竖直（重锤线作为参考） ③画x-y轴的时候以球心为坐标原点（斜槽口末端不是原点，小球球心才是原点） ④每次让小球从同一高度静止释放（释放处有挡板，可以调节高度并固定） ⑤斜槽不必光滑（因为每次在轨道上运动条件相同，滚动到末端平抛速度也相同） ⑥拟合平滑的曲线（点迹平均分布在曲线的两侧） 方案一 水平方向2： 如图所示：两个小球分别从 两个相同的弧形轨道同时静 止释放，上面小球做平抛运 动 ，下面小球在“光滑” 的 水平轨道上做匀速直线运动。视频一，视频二 现象：两球撞到一起 分析：水平方向运动情况相同 改变上面轨道高度重新实验，结论相同 结论：平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动 方案二 频闪照片 由于频闪照片时时间间隔相等，若相邻小球水平位移相同，则水平方向做匀速直线运动，竖直方向位移满足1：4：9,则竖直方向做自由落体运动。 结论：平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动，竖直方向的分运动是自由落体运动. 例1.为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。关于该实验，下列说法中正确的是（ ） A. A球先落地 B. B球先落地 C. 两球应同时落地 D. 该实验也能说明A球在水平 方向上做匀速直线运动 C 例2.如图所示，研究一平抛运动时，两个完全相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端可看作与光滑的水平板相切，现将小铁球P、Q同时释放，以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出．仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，总能观察到P球击中Q球，则（ ） A. 说明P球在离开轨道后水平方 向的分运动是匀速直线运动 B. 说明P球在离开轨道后水平方 向的分运动是匀加速直线运 C. 说明P球在离开轨道后竖直方 向的分运动是自由落体运动 D. 能同时说明上述选项A、C所述的规律 C 例3.利用如图所示的装置研究平抛运动。为了画出一条钢球做平抛运动的轨迹，要求（　　） A．钢球每次必须从斜槽上相同的位置滚下 B．钢球每次可以从斜槽上不同的位置滚下 C．斜槽末端的切线可以不调成水平 D．斜槽必须是光滑的 A 例4.小芳和小强两位同学采用了不同的实验方案来研究平抛运动． (1)小芳同学利用如图甲所示的装置进行 实验．下列说法正确的是________. A．应使小球每次从斜槽上同一位置由静 止释放 B