5.3 实验：探究平抛运动的特点-2022-2023学年高一物理下学期同步学案+典例+练习（人教版2019必修第二册）

5.3 实验：探究平抛运动的特点 基础知识梳理 一、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，在空气阻力可以忽略的情况下，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)初速度沿水平方向； (2)只受 作用. 二、实验：探究平抛运动的特点 【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 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 方向的分运动和 方向的分运动. 【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(或视频录制)，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图所示)； (2)以抛出点为原点，建立直角坐标系； (3)通过频闪照片描出物体经过 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 位移和 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. 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 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)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，发现两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向的分运动为 运动. 步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 1.装置和实验 (1)如图所示，安装实验装置，使斜槽M末端水平，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为水平装置的可上下调节的向背板倾斜的挡板. (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，使小球的轨迹与背板 .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) 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. (4)以斜槽水平末端端口处小球球心在木板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 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特点. (7)结论：平抛运动在相等时间内水平方向 相等，平抛运动水平方向为 运动. 2.注意事项： (1)实验中必须调整斜槽末端的 (将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平). (2)背板必须处于 ，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直. (3)小球每次必须从斜槽上 由静止释放. (4)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时钢球球心在木板上的投影点. (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 一直到达 为宜. 典型例题分析 考点一：平抛运动概念、性质、条件、特征 【例1】2022年2月15日，北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛中，中国选手苏翊鸣夺得冠军。单板滑雪大跳台是选手从高处滑行而下通过大跳台一飞冲天，表演各种空翻、回转等空中绝技，关于这项运动，下列说法正确的是（  ） A．苏翊鸣从高处滑下的过程中（忽略空气阻力），受到了重力、斜坡的支持力、斜坡的摩擦力和下滑力四个力的共同作用 B．苏翊鸣通过大跳台飞到空中最高点时处于平衡状态 C．苏翊鸣从高空落回地面的运动在忽略空气阻力的情况下可以看作是自由落体运动 D．裁判在评判苏翊鸣的动作并打分时，不能把苏翊鸣看作质点 【变式练习】 1．下列说法正确的是（　　） A．纸飞机被水平投出后，将做平抛运动 B．铁饼被运动员奋力投出后的运动可视为平抛运动 C．小球从水平桌面边缘滚落后的运动可视为平抛运动 D．上升到最高点的烟火爆炸后，会形成一个半径逐渐增大的“火球”，其球面上的每一颗火星均做平抛运动 2．有关平抛运动的下列说法其中错误的是（　　） A．平抛的初速度必须水平 B．运动过程中只受重力的作用 C．平抛轨迹是一条抛物线 D．平抛的初速度越大，在空中运动时间越长 考点二：验证平抛运动水平