19 第4章 实验5 探究平抛运动的特点（课件）-2023高考物理【金版新学案】大一轮复习讲义·高三总复习（新高考 广东版）

实验五　探究平抛运动的特点 第四章　曲线运动　万有引力与航天　 栏目导引 实验基础 自主落实 栏目一 核心题型 分层突破 栏目二 实验基础 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 核心题型 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 一、实验思路 由于物体是沿着水平方向抛出的，在运动过程中只受重力的作用所以将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动。 二、实验器材 1．探究平抛运动竖直分运动特点的实验器材：小锤一个、两个相同的小铁球、平抛竖落仪一个。 2．探究平抛运动水平分运动特点的实验器材：斜槽、钢球、白纸、复写纸、铅垂线、铅笔、平抛铁架台(有背板及水平放置的可上下调节的挡板)。 三、探究过程 1．探究平抛运动竖直分运动的特点 (1)实验 如图甲所示，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球被松开，自由下落。A、B两球同时开始运动，观察两球哪个先落地。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。实验时，也可以用耳朵“听”来判断两球落地时刻的先后。 (2)分析 仔细观察可以得知，不管小钢球距地面的高度为多大，也不管小锤击打金属片的力度多大(小锤击打金属片的力度越大，小钢球A水平抛出的初速度越大)，两小钢球每次都是同时落地，说明两小钢球在空中运动的时间相等，也就说明了做平抛运动的物体在竖直方向上的分运动是自由落体运动。 2．探究平抛运动水平分运动的特点 (1)按照图乙所示安装实验装置。 (2)将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。 (3)调节斜槽M末端水平。 (4)让钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动。钢球落到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。 (5)上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。 (6)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。 (7)根据轨迹确定水平分运动的规律 ①根据步骤1得出的平抛运动在竖直方向分运动的自由落体运动规律，取“相等的时间间隔”。 ②根据自由落体运动的位移公式h＝ eq \f(1,2) gt2我们可以得出，在相邻 相等的时间间隔内物体所发生的位移之比为1∶3∶5∶…∶(2n＋1)，那么我们就可以从坐标系的纵轴上选取长度分别为h，3h，5h的相邻线段，即选取纵坐标分别为h，4h，9h的三个点，如图所示。 ③在平抛的轨迹上找出水平分运动在相邻相等的时间间隔里所到达的位置，例如O，A，B，C等点，就找出了水平分运动在相邻相等的时间间隔内所发生的位移。 若相等时间内水平方向的位移在实验误差允许的范围内相等，则水平分运动的规律是匀速直线运动。 四、误差分析 1．安装斜槽时，其末端不水平。 2．钢球做平抛运动时受空气阻力影响。 3．钢球每次滚下的初位置不相同。 4．建立坐标系时，误将斜槽口在背板上的投影点作为坐标原点。 五、注意事项 1．为了保证实验精度，必须保证背板处于竖直平面内，使平抛轨道的平面靠近板面。 2．安装斜槽时，其末端切线水平。 3．小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下。 4．坐标原点：坐标原点不是槽口的端点。应是小球出槽口时球心在背板上的投影点。 题型一　教材原型实验 某同学用如图甲、乙所示装置研究平抛运动的特点。 (1)在图甲所示的实验中，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，做自由落体运动。分别改变钢球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复实验，发现两个钢球总是同时落地，该现象说明 __________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 (2)在图乙所示的实验装置中，钢球从斜槽M上释放，钢球飞出后做平抛运动，在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板N，钢球飞出后落在挡板上，实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板，多次实验，就会在白纸上记录钢球运动轨迹上的多个位置。最后用平滑曲线将这些印迹连接起来，就可得到钢球做平抛运动的轨迹。图丙即为得到的一条轨迹，取抛出点O为原点建立直角坐标系，在轨迹上取A、B、C三个点，O、A、B、C相邻两点间的水平和竖直距离分别为x1、y1；x2、y2；x3、y3。 ①本实验在操作过程中应注意的事项有_______________________________ _____________________