5.3实验：探究平抛运动的特点-课件-2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第五章 抛体运动 第 3 节 探究平抛运动的特点 平抛运动的定义 设计实验方案 数据收集处理 其他实验方案 例题精析 — — Outline 大纲 《速度与激情7》中主角多米尼克驾驶一辆红色跑车与大反派展开终极一战。危险关头，多米尼克驾车在高空穿越三座迪拜的摩天大厦，这一惊险飞车场面令人瞠目结舌。其中包含着怎样的物理知识呢？ 问 题 探 究 抛出的篮球 飞出的赛车 投出的铅球 腾空的男生 下列物体的运动有什么样的共同点呢？ 思考 探究1 思考小球的运动特点 在水平桌面上放一个小球，给小球一个水平初速度v0，忽略空气阻力，小球将做怎样的运动？其运动轨迹如何？对于小球所做的曲线运动，我们应该如何进行研究？ 知 能 升 级 必备知识1 平抛运动的条件 物体具有水平方向的初速度。 运动过程中只受重力作用。 必 备 知 识 1 2 【例1】 如图所示是用频闪照相方法记录做平抛运动的小球，每隔相等的时间的位置图。当小球在不同位置时（　　） A. 加速度相同 B. 加速度不同 C. 速度大小相等 D. 速度方向相同 A 【解析】小球做平抛运动，只受重力，所以加速度均为重力加速度g，故A正确；由于小球的运动轨迹是曲线，所以速度方向不同，而且速度大小越来越大，故选A。 对于平抛运动这种曲线运动，我们可以结合运动的合成与分解进行研究。如果我们将平抛运动分解到水平方向和竖直方向，大家猜测一下这两个分运动是怎样的呢？如何设计实验进行探究？ 探究2 如何确定研究平抛运动的思路？ 知 能 升 级 对比实验法 必备知识2 平抛运动的分运动 平抛运动的水平分运动为匀速直线运动。 必 备 知 识 1 平抛运动的竖直分运动为自由落体运动。 2 【例2】为了探究平抛运动规律，老师做了如下两个演示实验： （1）为了说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，用如图甲所示装置进行实验。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，下列说法正确的有：_________； A．若两球的质量不同，则两球落到地面所用的时间不同 B．只做一次实验发现两球同时落地，即可以得到实验结论 C．应改变小球离地的高度和小锤击打的力度多次实验 D．本实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动 （2）如图乙所示，两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内，其中M轨道末端水平，N轨道的末端与光滑的水平地面相切。两个完全相同的小钢球P、Q，以相同的水平初速度同时从轨道M、N的末端射出，观察到P落地时与Q相遇。只改变弧形轨道M的高度，多次重复实验，仍能观察到相同的现象。这说明： 。 C 平抛运动在水平方向做匀速直线运动 【解析】 (1) A．A球水平抛出，B球做自由下落，这两种运动下落时间只跟下落 高度有关，与质量无关，两球下落高度相同，下落时间相同，故A错误； B．只做一次实验具有偶然性，不能得到实验结论，故B错误； C．为了避免偶然误差，应改变小球离地的高度和小锤击打的 力度多次实验，故C正确； D．这个实验中两球同时下落同时落地，本实验只能说明A球 在竖直方向做自由落体运动，故D错误。故选C。 (2)两个完全相同的小钢球P、Q，以相同的水平初速度v0同时从轨道M、N的末端射出，Q在光滑水平面上做匀速直线运动，观察到P落地时与Q相遇，说明做平抛运动的P在相同时间内水平移动的位移与Q相同，只改变弧形轨道M的高度，多次重复实验，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。 如果通过频闪照相的方式得出了平抛运动的轨迹，能否从中直接研究平抛运动的规律呢？我们又该如何分析和处理数据呢？你猜想这些数据会具有怎样的特点？ 探究3 如何根据轨迹研究平抛运动？ 知 能 升 级 轨迹研究法 y x O x4 x3 x2 x1 h 5h 3h 7h A B C D 从O点抛出之后，经过时间 T、2T、3T、4T 依次到达A、B、C、D四点，测量可知： 水平方向，x1=x2=x3=x4. 竖直方向，Δh=2h=aT2. 水平方向做匀速直线运动 竖直方向做自由落体运动 【例3】某同学采用频闪照相法拍摄到如图所示的小球做平抛运动的照片，图中每个小方格的边长为L=2.5cm，重力加速度取g=10m/s2。则该小球做平抛运动的初速度大小为_______。 【解析】平