5.3实验：探究平抛运动的特点-【帮课堂】2022-2023学年高一物理同步精品讲义（人教2019必修第二册 ）

第五章 抛体运动 第3课 实验：探究平抛运动的特点 目标导航 课程标准 核心素养 1.知道什么是抛体运动、平抛运动. 2.会用运动分解的方法分析两个分运动. 3.会设计实验探究平抛运动两个分运动的特点，会描绘平抛运动的轨迹． 1、物理观念：抛体运动。 2、科学思维：设计实验方案探究抛体运动的规律。 3、科学探究：利用运动分解的思想去研究平抛运动两个方向的运动性质。 4、科学态度与责任：团结协作，实事求是处理实验数据，归纳实验结论。 知识精讲 知识点01 抛体运动和平抛运动 1．抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力 的情况下，物体只受 作用的运动． 2．平抛运动：初速度沿 方向的抛体运动． 3．平抛运动的特点： (1)初速度沿 方向； (2)只受 作用． 【即学即练1】如图所示，将一小球（可视为质点）在距离地面一定高度处水平抛出，小球最后落到与抛出点水平相距x的P点。现调节抛出点的高度，使该小球仍落到P点，且保证小球落到P点的速率最小，不计空气阻力，则此抛出点距离地面的高度为（　　） A．2x B．x C． D． 知识点02 实验：探究平抛运动的特点 1．实验思路 (1)基本思路：根据运动的分解，把平抛运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动，分别研究物体在这两个方向的运动特点． (2)平抛运动的分解：可以尝试将平抛运动分解为 的分运动和 的分运动． 2．进行实验 方案一：频闪照相(或录制视频)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1所示)； 图1 (2)以抛出点为原点，建立直角坐标系； (3)通过频闪照片描出小球经过相等时间间隔所到达的位置； (4)测量出经过T、2T、3T、…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移，并填入表格； (5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点. 抛出时间 T 2T 3T 4T 5T 水平位移 竖直位移 结论 水平分运动特点 竖直分运动特点 方案二：分别研究水平和竖直方向分运动规律 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 图2 (1)如图2所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做平抛运动；同时B球被释放，做 运动．观察两球的运动轨迹，听它们落地的声音． (2)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，即改变A球的初速度，发现两球 ，说明平抛运动在竖直方向的分运动为 ． 步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 (1)装置和实验 ①如图3所示，安装实验装置，使斜槽M末端 ，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板． 图3 ②让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使钢球的轨迹与背板平行．钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹． ③上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上 (选填“同一”或“不同”)位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置． ④以斜槽水平末端端口处钢球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴． ⑤取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹． ⑥根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点，即各点之间的时间间隔 ，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动的特点． ⑦结论：平抛运动在相等时间内水平方向 ，平抛运动水平方向为 ． (2)注意事项 ①实验中必须调整斜槽末端的切线 ，使小球做平抛运动(调节方法：将小球放在斜槽末端水平部分，若小球 ，则斜槽末端水平)． ②背板必须处于 面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否 ． ③小球每次必须从斜槽上 由静止释放，这样可以使小球每次的轨迹相同． ④坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时小球 在背板上的投影点． ⑤小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜. 【即学即练2】图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。 （1）关于本题实验说法正确的有__________； A．斜槽轨道末段N端必须水平　　　　　　　　　　B．斜槽轨道必须光滑 C．P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放　　 D．P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放 （2）该实验结果可表明__________