第5.3节 实验：探究平抛运动的特点-2021-2022学年高一物理同步教学优质特色课件（人教版2019必修第二册）

实验：探究平抛运动的特点 人教版高中物理 必修2 新知导入 演示1、观察斜向上抛出的粉笔的运动轨迹； v0 演示2、观察水平桌面上的小球被碰后，以一定的水平初速度离开桌面后所做的运动轨迹。 v0 在空气阻力可以忽略的情况下，粉笔和小球的运动都属于抛体运动。 新知讲解 思考1：做抛体运动的物体在运动过程中受什么力作用？ 忽略空气阻力，只受重力的作用。 思考2：为什么物体的轨迹是曲线？ 物体的初速度与重力不在一直线上。 思考3：你能总结抛体运动的定义吗？ 物体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。 新知讲解 一、平抛运动 V0 1、平抛运动 将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，且只在重力作用下所做的运动。 下面我们通过实验来探究物体做平抛运动的特点。 做平抛运动的物体有什么特点呢？ 新知讲解 1、实验思路 按照把复杂的曲线运动分解为两个相对简单的直线运动的思路，把平抛运动看作是在竖直方向的分运动和水平方向的分运动的合运动。 二、探究平抛运动的特点 如果这两个分运动研究清楚了，平抛运动的规律自然就清楚了。 新知讲解 方法一：描迹法 由斜槽上某固定位置无初速释放小球，描绘小球运动轨迹。 2、进行实验 思考：如何通过实验方法获得平抛运动轨迹？ 6 o 新知讲解 方法二：径迹法 倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，加上一个很细的喷嘴, 水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示了平抛运动的轨迹。 新知讲解 方法三：用频闪照相的方法，记录物体在不同时刻的位置。 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自己设计的表格中。 8 新知讲解 时间（秒） 1 2 3 4 .….. 水平距离 20 40 60 80 .….. 竖直距离 5 20 45 80 .….. 20 45 x/m 5 0 20 40 60 y/m 新知讲解 3、数据分析 思考：根据所记录的数据，以及相邻小球时间间隔相等的特点，你能分析小球在水平方向和竖直方向分运动的特点吗？ 水平方向分运动的特点：结合表格和图象可知，在水平方向上小球在每秒通过的路程都为20m即：相同时间内通过的路程相等，所以在水平方向上做的是匀速运动； 竖直方向分运动的特点:结合表格和图象可知，在竖直方向上小球相同时间内通过的路程分别为：5m、15m、25m……即为：1:3:5……，符合自由落体运动的规律 20 45 x/m 5 0 20 40 60 y/m 新知讲解 所以在竖直方向上做的是自由落体运动。 新知讲解 1、探究平抛运动竖直分运动 （1）实验器材 平抛运动演示装置、小锤、两球完全相同的小球。 三、探究平抛运动竖直和水平方向分运动的特点。 （2）实验步骤 ①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。 新知讲解 ②A、B 两球同时开始运动。观察两球的运动轨迹，注意倾听它们落地的声音。 ③分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，记录实验现象有什么变化。 思考讨论：通过实验你观察到那些现象，这一现象说明什么问题？ 新知讲解 （3）实验现象 ①实验现象无论A球的初速度多大，它总是与B球同时落地。 ②A球水平抛出时的速度愈大，它飞出的水平距离也就愈远。 视频：平抛运动与自由落体分运动的等时性。 新知讲解 （4）实验结论 ①平抛运动的下落时间与它自由落体分运动的时间相等。 ②平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，水平方向速度的大小不影响平抛运动在竖直方向上的运动。 新知讲解 2、探究平抛运动水平方向分运动 （1）实验器材 斜槽、白纸、图钉、方木板、钢球、刻度尺、重锤、细线、三角板、铅笔、铁架台。 M N 新知讲解 （2）实验步骤 ①用图钉将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。 ②在木板左上角固定斜槽并使其末端点的切线水平。在纸上把这个O点记下来，利用重垂线画出通过O点的竖直线。 ③在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板 N，钢球飞出后，落到挡板上挤压复写纸，在白纸上留下印迹. 新知讲解 ⑤以O点为原点，画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴。 ④取下白纸用平滑的曲线把所记下的小球通过的位置连接起来就得出小球做平抛运动的轨迹。 ⑥求小球平抛的初速度v0 平抛运动实验 y x 1 3 新知讲解 M N （3）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 平抛运动与水平方向的运动 新知讲解 注意事项　 ①保证斜槽末端点的切线水平，方木板竖直。 ②小球每次从斜槽上同一位置滚下。