5.3实验：探究平抛运动的特点-2021-2022学年高一物理同步寓教于乐课件（人教版2019必修第二册）

5.3 实验：探究平抛运动的特点 第5章 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（projectile motion）。 离开手的篮球 一、抛体运动 一跃而出的海豚 G G G G G G v0 v0 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（projectile motion）。 G v0 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。 二、平抛运动 二、平抛运动 G v0 平抛运动与我们之前研究的直线运动的显著区别是什么？ 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。 如何用实验来研究平抛运动的特点？ 回顾上节内容：运动的合成与分解 x y G v0 平抛运动的轨迹是曲线，相对较为复杂，我们可以利用化曲为直的思想。将该运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动来处理。 为了研究平抛运动的特点，应该把运动物体的位置随时间变化的信息记录下来。 二、平抛运动 1.频闪照相法： x y v0 G 用频闪照相的方法记录的做平抛运动的小球每隔相等时间的位置。 以左边第一个小球的中心为原点，沿水平向右和竖直向下的方向建立直角坐标系，将各球中心点的横坐标和纵坐标记录在表格中。 小球运动的频闪照片 根据所记录的数据，以及相邻小球时间间隔相等的特点，分析小球在水平方向分运动的特点。然后同理，再分析小球在竖直方向分运动的特点。 二、平抛运动 1.频闪照相法： 二、平抛运动 1.频闪照相法： 二、平抛运动 2.双轨平抛运动试验仪： 二、平抛运动 3.分运动探究： （1）探究平抛运动竖直分运动的特点 （2）探究平抛运动水平方向分运动的特点 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。 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。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。 二、平抛运动 4.传感器和计算机描绘轨迹： 物体A在做平抛运动，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲。在它 运动的平面内安放着超声—红外接收装置B。B盒装有 B1、B2 两个超声—红外接收器，并与计 算机相连。B1、B2 各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们各自与物体A的距离。所以计算机可以即时给出小球A的坐标。 二、平抛运动 探究实验结论： 1.平抛运动沿水平方向的分运动为匀速直线运动；沿竖直方向的分运动为自由落体运动。 2.平抛运动的运动轨迹为一条抛物线。 三、练习应用 1. 某同学设计了一个探究平抛运动特点的实验装置。在水平桌面上放置一个斜面，每次都让钢球从斜面上的同一位置滚下，滚过桌边后钢球便做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方水平放置一块木板（还有一个用来调节木板高度的支架，图中未画），木板上放一张白纸，白纸上有复写纸，这样便能记录钢球在白纸上的落点。已知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，在此前提下，怎样探究钢球水平分速度的特点？请指出需要的器材，说明实验步骤。 三、练习应用 1.还需要的器材是刻度尺，示意图如图所示，实验步骤如下。 （2）让钢球从斜面上某一位置无初速释放； （3）测量钢球在木板上的落点P与重垂线之间的距离x ； （4）调节木板高度，使木板上表面与水平桌面的距离为某一确定值4y ； （5）让钢球从斜面上同一位置无初速释放； （6）测量钢球在木板上的落点P与重垂线之间 的距离x ； (7）比较 、 ，若 ， 则说明钢球在水平方向做匀速直线运动。 （1）调节木板高度，使木板上表面与水平桌面的距离为某一确定值y ； 三、练习应用 2. 某同学为了省去图中的水平木板，把第1题中的实验方案作了改变。他把桌子搬到墙的附近，把白纸和复写纸附在墙上，使从水平桌面上滚下的钢球能打在墙上，从而记录钢球的落点。改变桌子和墙的距离，就可以得到多组数据。如果采用这种方案，应该收集哪些数据并如何处理这些数据？ 改变墙与桌面边缘竖直垂线之间的距离x，测量落点与抛出点之间的竖直距离y，若 ，有 ，则说明钢球在水平方向做匀速直线运动。 三、练习应用 3. 某同学目测桌子高度大约为0.8 m，他使小球沿桌面水平飞出，用数码相机拍摄小球 做平抛运动的录像（每秒25帧）。如果这位同学采用逐帧分析的办法，保存并打印各帧的