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

人教版物理必修二 第五章 抛体运动 第三节 实验： 探究平抛运动的特点 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，物体只受重力的作用，这时的运动叫作抛体运动 v0 v0 v0 竖直上抛运动 平抛运动 斜抛运动 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。 条件: 初速度沿水平方向；忽略空气阻力，只受重力。 性质：匀变速曲线运动 水平抛出的石子 研究方法： 二、实验探究 （1）建立平面直角坐标系； （2）化曲为直，将运动进行分解。 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 理论猜想： 1.实验思路：平抛运动是曲线运动，速度和位移的方向都在时刻变化。我们可以按照把复杂的曲线运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动的思路，分别研究物体在这两个方向的运动特点。 2、进行实验 方案一 竖直方向的自由落体运动 竖直方向运动特点 水平方向的匀速直线运动 水平方向运动特点 方案二 1.探究平抛运动竖直分运动的特点 器材： ①弹性金属片　②小球A　 ③平抛运动仪　④小球B ⑤小锤 小锤，2个金属小球，平抛运动仪，频闪照相机． 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． 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 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． (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． 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． 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． 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. 1、实验器材 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。 探究描轨迹方法： 安装斜槽有何要求？为什么这样要求？ 斜槽末端切线水平 实验步骤 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。 再用小磁铁把白纸、复写纸固定在背板上 1.安装调整斜槽： 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。 怎样确定坐标原点？ 4.描绘运动轨迹： ①调整接球挡板：把接球挡板拉到最上方一格的位置； ②确定小球释放点：选择一个小球在斜槽上合适的位置由静止释放，以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出； ③获