5.3 实验：研究平抛运动（教学课件）【教学无忧】2022-2023学年高一物理同步精品备课（人教版2019必修第二册）

5.3 实验：探究平抛运动的特点 人教版（2019）物理（必修第二册） 第五单元 曲线运动 老师： 授课时间： 1 课堂导入 问题 被抛出后的球运动轨迹是怎样的，如果忽略空气阻力影响，其运动过程中合力是变化情况是这样的？ 一、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。 1．抛体运动 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。 v0 v0 v0 竖直上抛运动 平抛运动 斜抛运动 一、抛体运动 3．平抛运动的条件 初速度沿水平方向；忽略空气阻力，只受重力。 问题 抛体运动在运动过程中合力（加速度）如何变化？ 4．平抛运动的性质 匀变速曲线运动 v0 G 二、实验思路 根据对平抛物体的受力分析，你对物体在水平方向和竖直方向的运动规律有怎样的猜想？ 问题 问题 如何设计属于验证你的猜想？有什么现象或需要测量那些物理量可以验证猜想？ 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 三、进行实验 方案一 分方向研究平抛运动规律 1．竖直方向特点 方案一 分方向研究平抛运动规律 2．水平方向特点 三、进行实验 方案一 分方向研究平抛运动规律 三、进行实验 实验结论： 平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动；竖直方向的自由落体运动 问题 如何通过实验方法获得平抛运动轨迹？ o 三、进行实验 问题 如何通过实验方法获得平抛运动轨迹？ o 三、进行实验 方案二：描轨迹法 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 三、进行实验 方案二：描轨迹法 （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？ 2.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 三、进行实验 方案二：描轨迹法 2.实验步骤 （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。 三、进行实验 方案二：描轨迹法 (4)让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛 运动，使小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. (5)上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置. (6)以斜槽水平末端端口处小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. (7)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. 三、进行实验 方案二：描轨迹法 三、进行实验 方案二：描轨迹法 o 问题 你能设计一下左边两幅图实验方案吗？ 三、进行实验 四、数据分析 问题 如何利用根据实验轨迹验证实验猜想？ 若猜想正确，则位移应满足以下规律 则其轨迹是： 若能判断实验得出的轨迹是抛物线，则猜想正确。 四、数据分析 如何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。 问题 四、数据分析 问题 如何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。 四、数据分析 问题 若不能确定O点，又如何求小球平抛的初速度 v0？ 在轨迹曲线上取几点A、B、C，使他们的水平间距x 相等。 用刻度尺测各点的坐标y 根据平抛运动的规律 ——各点的时间间隔T相等 x x x A B C 课堂小结 课堂练习 1.(实验原理与操作)同学们对平抛物体的运动规律进行了研究,概括出两点:①水平方向做匀速直线运动;②竖