5.3实验：探究平抛运动的特点 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

实验:探究平抛运动的特点 新知导入 演示1、观察斜向上抛出的粉笔的运动轨迹； v0 演示2、观察水平桌面上的小球被碰后，以一定的水平初速度离开桌面后所做的运动轨迹。 v0 在空气阻力可以忽略的情况下，粉笔和小球的运动都属于抛体运动。 学习目标 1．知道抛体运动和平抛运动，知道用运动分解的方法研究平抛运动。 2. 会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹。 3．会根据平抛运动的轨迹，研究平抛运动水平和竖直分运动的特点。 4．了解科学探究中获取数据及处理数据的办法。 1、探究平抛运动竖直分运动 （1）实验器材 平抛运动演示装置、小锤、两球完全相同的小球。 探究平抛运动竖直和水平方向分运动的特点 （2）实验步骤 ①用小锤击打弹性金属片后， A 球沿水平方向抛出，做平抛运动， B 球被释放，自由下落，做自由落体运动。 （4）实验结论 平抛运动在竖直方向上是自由落体运动 （3）实验结论 两球同时落地并发出一个声音 探究平抛运动竖直方向分运动 探究平抛运动水平方向分运动 实验器材 斜槽、白纸、图钉、方木板、钢球、刻度尺、重锤、细线、三角板、铅笔、铁架台。 M N y x 1 3 M N （3）实验结论： 平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，竖直方向的速度大小不影响平抛运动在水平方向的运动。 O 5 平抛运动与水平方向的运动 o 方法二：径迹法 倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，加上一个很细的喷嘴, 水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示了平抛运动的轨迹。 方法三：用频闪照相的方法，记录物体在不同时刻的位置。 以左边第一个小球的中心为原点，沿水平向右和竖直向下的方向建立直角坐标系， 将各球中心点的横坐标和纵坐标记录在自己设计的表格中。 9 典例：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，据此，可以认为（　 　） A．A小球在水平方向做匀速运动 B．A小球在水平方向做匀加速运动 C．A小球在竖直方向做匀速运动 D．A小球在竖直方向做匀加速运动 A 典例：如图所示，在竖直板上不同高度处固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平，在它们相同的位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关1控制，在上轨道末端O点同一高度处固定第三块电磁铁，并通过O点处的开关2控制。通电后，三块电磁铁分别吸住三个相同的小铁球A、B、C．断开开关1,两个小铁球A、B同时开始运动，当A小球运动到斜槽末端O点处时，触动开关2,C小球开始做自由落体运动，同时A小球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，三个小球恰好在P点相遇。 （1）球A、B在P点相遇，说明平抛运动在水平方向是 ______ 运动； （2）球A、C在P点相遇，说明平抛运动在竖直方向是 ______ 运动； （3）忽略小球的大小，固定在竖直板上的方格纸为正方形小格，每小格的边长均为5cm，则小球A做平抛运动的初速度大小为_______m/s，落到P点时的速度方向与水平方向夹角的正切值为_______。（取重力加速度g=10/s2） 匀速直线 自由落体 典例：用如图所示装置研究平抛运动。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滑下后从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。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．斜槽轨道末端水平 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 解析：实验中没必要要求斜槽轨道光滑，因为本实验是研究平抛运动，只需要每次实验都能保证小球做相同的平抛运动，即每次实验都要保证小球初速度水平且相同，因此选项A错误，B、D正确。挡板高度可以不等间距变化，故选项C错误。 (2)为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是________。　 A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹 B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹 C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹 解析：将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，由于铅笔笔尖与笔尾受力不同，铅笔将不能保持始终垂直于竖直的白纸板运动，