5.3实验：探究平抛运动的特点（好课件）-2022-2023学年高一物理同步备课精编优选课件+导学案（人教版2019必修第二册）

§3 实验：探究平抛运动的特点 高一物理（人教版2019） 必修 第二册 第五章 抛体运动 标枪的运动 篮球的运动 铅球的运动 观察与思考： 1.观察下面的图片，你能发现物体运动时，有什么共同的特点吗？ 新课引入 2.如果忽略空气阻力的影响，那么这些物体运动时的受力又有什么样的共同特点？ 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，物体只受重力的作用，这时的运动叫作抛体运动。 新课引入 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。 ①条件: 初速度沿水平方向； 忽略空气阻力，只受重力。 ②性质：匀变速曲线运动 思考与讨论： 平抛运动的轨迹是曲线，比较复杂。如果我们能把这个复杂的曲线运动分解为两个相对简单的、我们比较熟悉的直线运动，或许就能找到平抛运动的特点。 新课引入 1.研究方法： 一、实验思路 （1）建立平面直角坐标系； （2）化曲为直，将运动进行分解。 2.分解为哪两个方向的运动？两个方向分别做什么运动？ 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 3.理论猜想： 新课讲授 二、进行实验 【方案一】频闪照相 或视频录制 新课讲授 1.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 新课讲授 2.数据处理： 运动点迹 横坐标 纵坐标 A B C D E 新课讲授 思考与讨论： 1.通过测量数据是否可以验证物体所做平抛运动的轨迹是抛物线？ 2.根据平抛运动水平方向和竖直方向的运动特点，由x=v0t和 两个方程，是否可以推导出相应的抛物线方程？如果可以，说明了什么？ 【方案二】轨迹描点法 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 新课讲授 实验过程:(1)用小锤敲击弹性金属片，小球A沿水平方向飞出，做平抛运动；同时小球B被释放，做自由落体运动，观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后．(2)改变敲击弹性金属片的力度，从而改变A球的水平初速度．判断并观察比较两球落地的时间和运动轨迹．(3)观察结果：可以观察到两个小球同时落地．改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，两个小球仍同时落地．(4)实验结论：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动．实验也可以通过听两个小球落地声音来判断两个小球是否同时落地，若两个小球落地时只有一个声音，表明两个小球同时落地． 新课讲授 步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 实验器材：平抛运动实验器，小钢球，刻度尺，白纸，复写纸，2块三角板，铅笔． 新课讲授 步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 新课讲授 实验过程:(1)按照如图所示安装实验装置．(2)将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上．(3)调节斜槽M末端水平．(4)让钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动．钢球落到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹．(5)上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经的多个位置．(6)用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹． 新课讲授 (7)根据轨迹确定水平分运动的规律．①根据步骤1得出的平抛运动在竖直方向分运动的自由落体运动规律，取“相等的时间间隔”。 根据自由落体运动的位移公式h＝gt2/2我们可以得出，在相邻相等的时间间隔内物体所发生的位移之比为1:3:5:…:(2n＋1)，那么我们就可以从坐标系的纵轴上选取长度分别为h,3h,5h的相邻线段，即选取纵坐标分别为h,4h,9h的三个点，如图所示． 新课讲授 ②在平抛的轨迹上找出水平分运动在相邻相等的时间间隔里所到达的位置，例如O、A、B、C等点，就找出了水平分运动在相邻相等的时间间隔内所发生的位移．③相等时间内水平方向的位移在实验误差允许的范围内相等，进而确定水平分运动的规律是匀速直线运动． 新课讲授 注意事项：(1)为了保证实验精度，必须保证背板处于竖直平面内，使平抛轨道的平面靠近板面。(2)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止落下．(3)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背板上的投影点． 新课讲授 误差分析：(1)安装斜槽时，其末端不水平．(2)钢球做平抛运动时受空气阻力影响．(3)钢球每次滚下的初位置不相同．(4)建立坐标系时，误将斜槽口在背板上的投影点作为坐标原点. 新课讲授 拓展学习： 新课讲授 用传感器和计算机研究平抛运动 1．如图甲所示，用小锤轻击弹性金属片，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。用频闪照相的方法研究A、B两球的运动。如图乙所示是它们运动过程的频闪照片。仅从照片上看，相邻竖直线之间的距离相等，相邻水平线之间的距离不相等，