5.3 实验：探究平抛运动的特点（备课件）-【上好课】2021-2022学年高一物理同步备课系列（人教版2019 必修第二册）

第五章 抛体运动 5.3 探究平抛运动的特点 滚落的小球 飞出的赛车 投出的炸弹 抛出的篮球 思考：这几个物体的运动有什么样的共同点呢？ v0 v0 v0 竖直上抛运动 平抛运动 斜抛运动 1. 定义：以一定的初速度将物体抛出，如果物体只受重力的作用，这时的运动叫做抛体运动。 2. 平抛运动：初速度方向为水平方向的抛体运动叫做平抛运动。 v0 G 抛体运动 1 v0 G 条件：初速度沿水平方向，只有重力作用。 特点：由于速度方向与受力方向不在一条直线上，故平抛运动是曲线运动。 水平抛出的石子 沿桌面飞出的小球 水平喷出的水柱 抛体运动 1 1.平抛运动可以分解为哪两个方向的运动？ 平抛运动 水平方向分运动 竖直方向分运动 2.水平方向和竖直方向分运动分别是什么样的运动？ v0 G 思考：平抛运动是曲线运动，那么我们应该采取什么样的方法来研究平抛运动呢？ 化曲为直—运动的分解—等效替代 实验思路 2 实验方案 3 方案一：频闪照相(或视频录制)的方法 (1)通过频闪照相(或录制视频)，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图所示)； (2)以抛出点为原点，建立直角坐标系； (3)通过频闪照片描出物体经过相等时间间隔所到达的位置； (4)测量出经过T、2T、3T、…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移，并填入表格； (5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点. 抛出时间 T 2T 3T 4T 5T 水平位移           竖直位移           结论 水平分运动特点   竖直分运动特点   实验方案 3 y x O x4 x3 x2 x1 h 5h 3h 7h A B C D 在误差允许的范围内， 四段水平位移近似相等； 且四段水平位移所用的时间相等。 竖直方向Δh=aT2 实验方案 3 v0 C O A B 平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动 实验方案 3 平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动 B C v0 A O 实验方案 3 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。 1.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？ 2.是否需要获取物体做平抛运动的轨迹？如何获取？ 3.在描绘轨迹时，如何选择坐标原点和建立坐标系？ 4.物体的大小对描绘轨迹是否有影响？如何减小这种影响？ 方案二 分方向研究平抛运动规律 思考 实验方案 3 观察结果： 两球同时落地，只有一个声音 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 平抛运动竖直方向的分运动是什么运动呢？ 实验表明： 平抛运动竖直方向的运动为自由落体运动 实验方案 3 步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 观察结果：两球相撞 平抛运动水平方向的分运动是什么运动呢？ 探究结论： 平抛运动在水平方向是匀速直线运动 实验方案 3 如果我们能够得到平抛运动的轨迹，利用前面探究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。 实验方案 3 斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、刻度尺、铅笔等。 1、实验器材 斜槽 小球 白纸 木板 铅垂线 实验器材与实验步骤 4 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 (1)如图所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做 平抛运动；同时B球被释放，做自由落体运动.观察两球的运动轨迹，听它们落地的声音. (2)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，重新进行实验。 实验器材与实验步骤 4 步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 1.装置和实验 (1)如图3所示，安装实验装置，使斜槽M末端水平，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板. 图3 实验器材与实验步骤 4 (2)让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛 运动，使小球的轨迹与背板平行.钢球落到倾斜的挡板N 上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹. (3)上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置. (4)以斜槽水平末端端口处小球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴. (5)取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹. 实验器材与实验步骤 4 (6)根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点，即各点之间的时间间隔相等，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动特点. 2.注意事项 (1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平，使小球做平抛运动(调节方法：将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平). (2)背板必须处于竖直面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直