5.3 实验：探究平抛运动的特点- 【物理优课PPT】高中物理必修第二册同步PPT课件（人教版2019）

课前导入 一、抛体运动 观察思考：扔出的铅球、击出的排球、投出的炸弹、流出的水等等，从运动和受力情况看，有什么共同点？ 1、都有一定的初速度 2、运动中都受重力和空气阻力 3、运动轨迹都是曲线 以相同速度抛出的重力相同的物体，运动情况都是一样的吗？ 一、抛体运动 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，物体只受重力作用，这时的运动叫抛体运动。 理想化处理 2、平抛运动 ① 定义：沿水平方向的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力作用，这时的运动叫平抛运动。 ② 条件：初速度水平、只受重力作用。 二、平抛运动的理论分析 1.分解原则 将平抛运动沿竖直方向和水平方向分解 2.竖直方向特点 初速度为零且只受重力作用 牛顿运动定律 自由落体运动 3.水平方向特点 具有初速度而且不受力 牛顿运动定律 匀速直线运动 结合牛顿运动定律和平抛运动的特点分析可知 平抛运动按理论可分解为：竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动 三、探究平抛运动特点 1、频闪照片分析法 x y 0 x1 x2 x3 x4 y1 y2 y3 y4 三、探究平抛运动特点 1、频闪照片分析法 三、探究平抛运动特点 2、对比分析法 步骤 1：探究平抛运动竖直分运动的特点 三、探究平抛运动特点 2、对比分析法 步骤 2：探究平抛运动水平方向分运动的特点 电磁铁 光电门 电磁铁 磁 片 吸球开关 小球做平抛运动的实验装置 三、探究平抛运动特点 （1）先研究竖直方向，如何证明竖直方向是自由落体运动？ 三、探究平抛运动特点 （2）再研究水平方向，如何证明水平方向是匀速直线运动？ 三、探究平抛运动特点 对比试验 三、探究平抛运动特点 （3）描绘平抛运动轨迹 ① 如何保证小球水平抛出? ② 如何确定坐标原点及x轴和y轴? ③ 实验过程中需要经多次释放小球才能描绘出小球运动的轨迹，进行这一步骤时应注意什么？ 三、探究平抛运动特点 如何得到平抛运动的轨迹? 描迹法 实验器材 斜槽，金属小球，木板(附竖直固定支架)，坐标纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。 三、探究平抛运动特点 1、安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，并使其末端的切线保持水平。 实验步骤 三、探究平抛运动特点 2、调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近,固定好木板。 3、确定坐标原点O：把小球放在槽口处，用铅笔记下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。 三、探究平抛运动特点 4. 描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。 用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。 保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。 三、探究平抛运动特点 实验注意事项 (1) 保证斜槽末端的切线必须水平。 (2) 木板平面竖直且平行于小球平抛的轨道平面，并使小球的运动靠近木板但不接触。 (3) 坐标原点不在斜槽口的末端，应在槽口上方小球球心处。 O O′ 三、探究平抛运动特点 实验注意事项 (4) 小球应在同一位置无初速自由释放；释放的高度要适当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差 (5) 实验过程中木板不能动 (6)要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。 三、探究平抛运动特点 （4）数据分析 取下白纸，以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。 在竖直方向由原点（抛出点）开始连续截取连续四段位移OE、OF、OG、OH分别为h、4h、9h、16h。在轨迹曲线上找到相对应的位置，并在水平方向上标出对应的点，并测量四段位移AB、BC、CD、DE的长度，并判断它们是否相等。 三、探究平抛运动特点 X4 X3 X2 X1 y h 5h 3h 7h x O 在平抛运动的轨迹上，纵坐标为h、4h、9h…………的点，它们的横坐标有什么关系？ 探究 小结：平抛运动特点 在误差允许范围内,四段位移近似相等 四段位移所用时间相等 在水平方向相等时间内的位移是相等 平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 Lavf57.58.101 Lavf57.58.101 $