1.3 探究平抛运动的特点（课件PPT）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理必修第二册（教科版2019）

第3节　探究平抛运动的特点   一、本版教材实验理清楚 实验目的 1．用实验方法描绘出平抛运动的轨迹。 2．探究平抛运动竖直方向和水平方向分运动的特点。 实验原理 1．实验的基本思想——控制变量法。 2．实验原理： (1) 物体的平抛运动可以看作是两个方向的分运动的合成，一个是水平方向的分运动，另一个是竖直方向的分运动。 (2)探究两个分运动： ①探究小球在水平方向分运动的特点； ②探究小球在竖直方向分运动的特点。 实验器材 斜槽、平抛运动实验器、白纸、复写纸、小钢球、图钉、铅笔、刻度尺、重垂线等。 实验步骤 1．按图示方法将仪器安装好，调节调平螺丝，观察重垂线使面板 处于竖直平面内，卡好定位板。 2．如图，小钢球在斜槽M中从某一高度处滚下，从末端飞出后做平抛运动(实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的记录面板上)。 3．钢球飞出后，落到接球挡板N上，在记录纸上留下印迹，记录钢球所经过的位置。 4．上下调节接球挡板N，通过多次实验，在记录纸上记录钢球所经过的多个位置。 5．取下记录纸，用平滑的曲线把这些记录的点连接起来，得到钢球做平抛运动的运动轨迹。 数据处理 1．过记录的平抛起点作平行于重垂线方向的直线作为y轴，过平抛起点作y轴的垂线作为x轴，建立平面直角坐标系。 2. 因沿y轴方向小球做自由落体运动。在平抛运动轨迹的竖直坐 标轴y轴上，从原点O开始向下取一个坐标值为h的点，再找到 坐标值为4h、9h、…的点，则在y轴上，相邻两点的时间间隔 是相等的。 3．过这些点作水平线与轨迹分别交于A、B、C、…点，则这些点就是每经过相等时间小球所到达的位置。 4．测量O点到A、B、C、…各点的水平距离，如果在误差允许的范围内，OA′＝L，OB′＝2L，OC′＝3L，…，则说明小球沿水平方向做匀速直线运动。 误差分析 1．安装斜槽时，其末端切线不水平，导致小球离开斜槽后不做平抛运动产生误差。 2．建立坐标系时，坐标原点的位置确定不准确，导致轨迹上各点的坐标不准确产生误差。 3．小球每次自由滚下时的起始位置不完全相同，导致轨迹出现误差。 4．确定小球运动的位置时，出现误差。 5．量取轨迹上各点的坐标时，出现误差。 注意事项 1．斜槽安装：实验中必须调整斜槽末端的切线水平，将小球放在斜槽末端水平部分，若没有明显的运动倾向，斜槽末端的切线就水平了。 2．方木板固定：方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。 3．小球释放： (1)小球每次必须从斜槽上同一位置滚下。 (2)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。 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木板上的投影点。 5．初速度的计算：在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度。 二、他版教材实验多融通 (一)鲁科版新教材实验方案　 [差异解读] 1．实验目的的不同 用图中仪器验证平抛运动在水平方向的运动是匀速直线运动。 2．实验器材的不同 两个相同的斜槽，保证两球到达斜槽末端速度相同。 3．实验原理的不同 通过实验发现做平抛运动的小球P与水平方向做匀速直线运动的小球Q同时到达E点且相碰，说明做平抛运动的小球P在水平方向的运动与小球Q的运动相同。 (二)粤教版新教材实验方案　 [差异解读] 1．实验原理的不同 切断电源，使电磁铁C、D同时释放小球，使小球以相同的速度沿水平方向射出，同时碰撞开关S切断电磁铁E的电源，使钢球自由下落。根据小球相碰情况，分析平抛运动在水平方向和竖直方向的运动特点。 2．实验器材的改进 通过加装了电磁铁E，可在同一实验装置上探究平抛运动在水平方向和竖直方向运动的特点。 [典例1]　用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ向下运动后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。上下移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 (1)下列实验条件必须满足的有________。 A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末段水平 C．挡板高度等间距变化 D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 实验基本操作 实验操作的三点提醒 (1)保证斜槽轨道末端切线水平。 (2)保证钢球每次从同一位置由静止释放。 (3)实验过程中背板上的白纸不能移动，且钢球在运动过程中与背板上的白纸不能接触。　　 [典例2]　(2022·河北石家庄高一检测)在做“探究平抛运动的特点”的实验时： (1)钢球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴，竖直线是用________这一器材来确定的。 (2)某