§5.3 实验：探究平抛运动特点-2021-2022学年高一物理同步备课精选课件（人教版2019必修第二册)

§5.3 实验：探究平抛运动的特点 观察以下物体的运动，他们有什么共同特点？ 问题： 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。 v0 v0 v0 竖直上抛运动 平抛运动 斜抛运动 2．平抛运动： 初速度沿水平方向的抛体运动就叫作平抛运动。 ①条件: 初速度沿水平方向；忽略空气阻力，只受重力。 ②性质：匀变速曲线运动 水平抛出的石子 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？ 思考： 化曲为直　　 v0 G 1.平抛运动可以分解为哪两个方向的运动？ 问题： 2.水平方向和竖直方向分运动分别是什么样的运动？ 问题： —运动的分解 —等效替代 平抛运动 水平方向分运动（ 方向） 竖直方向分运动（ 方向） 3.理论猜想： 初速度 受力情况 运动情况 水平方向 竖直方向 0 G 自由落体运动 V0 不受力 匀速直线运动 v0 G 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； ４.平抛运动的研究实验 方案二 分方向研究平抛运动规律 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。 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 ４.平抛运动的研究实验 ４.平抛运动的研究实验 方案二 分方向研究平抛运动规律 方案三：描轨迹法 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。 ４.平抛运动的研究实验 方案四：传感器法 用传感器和计算机可以方便地描出做平抛运动的物体的轨迹。设计原理如图所示。 ４.平抛运动的研究实验 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 探究描轨迹法： ４.平抛运动的研究实验 探究描轨迹法： ４.平抛运动的研究实验 （1）安装调整斜槽： 可用平衡法调整斜槽末端水平:即将小球轻放在斜槽平直部分的末端附近，调整斜槽，若小球能在平直轨道上水平部分任意位置静止，就表明斜槽末端已调水平。 安装斜槽有何要求？为什么这样要求？ 【实验步骤】 再用小磁铁把白纸、复写纸固定在背板上。 斜槽末端切线水平 探究描轨迹法： ４.平抛运动的研究实验 （2）调整背板：用悬挂在槽口的重垂线把背板调整到竖直方向，即利用重垂线，调节背板，使其与重垂线平行，这样就保证背板平面与小球下落的竖直面平行，然后把重垂线方向记录到固定在背板的白纸上。 （3）确定坐标原点O： 把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O，O即为坐标原点。 怎样确定坐标原点？ 【实验步骤】 探究描轨迹法： ４.平抛运动的研究实验 （4）描绘运动轨迹： ①调整接球挡板：把接球挡板拉到最上方一格的位置； ②确定小球释放点：选择一个小球在斜槽上合适的位置由静止释放，以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出； ③获取印迹点：落的钢球打在向背板倾斜的接球挡板上，同时在背板上留下一个印迹点。再将接球挡板向下拉一格，重复上述操作方法，打出第二个印迹点，如此继续下拉接球挡板，直至最低点，即可得到平抛的钢球下落时的一系列迹点。 小球每次的释放位置与状态是否相同？ 需保证小球每次从斜槽上同一位置由静止开始滚下。 【实验步骤】 y x 1 3 M N 实验结论： 　　平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，竖直方向的速度大小不影响平抛运动在水平方向的运动。 O 5 探究描轨迹法： ４.平抛运动的研究实验 探究描轨迹法： ４.平抛运动的研究实验 （1）判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 如图所示，在 x 轴上作出几个等距离的点 A1、A2、A3、…，把线段OA1 的长度记为l，则 OA2＝2l，OA3＝3l，由A1、A2、A3、…向下作垂线， 与轨迹的交点记为M1、M2、M3、…。若轨迹是一条抛物线，则各点的 y 坐标和 x 坐标应该具有 y＝ax2的形式（a 是待定常量），用刻度尺测量某点的 x、y 两个坐标值，代入y＝ax2 求出a。再测量其他几个点的x、y坐标值，代入y＝ax2，若在误差范围内都满足这个关系式，则这条曲线是一条抛物线。 3.数据分析 探究描轨迹法： ４.平抛运动的研究实验 （2）求小球平抛的初速度 v0： ①在所描绘的轨迹曲线上选取 A、B、C、D、E、F 六个不同的点，测出它们的坐标值。 ②将各点坐标值代入 v0＝x 的初速度 v0。 ③记录各点求得的初速度，最后算出初速度 v0 的平均值，并做好记录。 3.数据