第5章 3 实验 探究平抛运动的特点-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册同步全程学习课件PPT（人教版）

3　实验:探究平抛运动的特点 物理 [定位·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.知道平抛运动的条件及相应控制方法,会用获得位置的方法确定多个点,并会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.通过探究平抛运动特点的实验,了解科学探究中获取及处理数据的方法。 物理 探究·必备知识 突破·关键能力 物理 探究·必备知识 一、实验原理 用频闪照相的方法或研究平抛运动的实验装置得出小球做平抛运动的不同时刻的位置,用平滑曲线连接各位置,得到小球做平抛运动的轨迹。以小球平抛的起点为坐标原点,沿水平方向和竖直向下的方向建立直角坐标系, 根据各点坐标数据研究小球在水平方向和竖直方向的运动规律。 二、实验器材 1.频闪照相机、小钢球、铅笔、刻度尺、三角板。 2.平抛实验装置、小钢球、白纸、复写纸、铅笔、刻度尺、三角板。 物理 三、实验步骤 方案一　频闪照相(或录制视频)的方法 1.实验现象:利用频闪照相机得到物体做平抛运动与自由落体运动对比的频闪照片,如图所示。 2.现象分析 (1)在竖直方向上,两种运动经过相等的时间,下落相同的高度,即在竖直方向上的运动是相同的,都是自由落体运动。 (2)在水平方向上,平抛运动在通过相等的时间内前进的距离相同,即水平方向上的运动是匀速直线运动。 3.理论分析 (1)水平方向,初速度为v0,物体不受力,即Fx=0,物体由于惯性而做匀速直线运动。 (2)竖直方向,初速度为零,物体只受重力作用,即Fy=mg,a=g,物体做自由落体运动。 物理 方案二　分别研究水平和竖直方向的运动规律 步骤1:探究平抛运动竖直分运动的特点 (1)如图所示,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;同时B球被释放,自由下落,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)分别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,发现两球仍同时落地,说明平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动。 物理 步骤2:探究平抛运动水平分运动的特点 (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为水平放置的可上下调节的倾斜挡板。 (2)让小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平行。小球落到倾斜的挡板N上,挤压复写纸,在白纸上留下印迹。 (3)上下调节挡板N,进行多次实验,每次使小球从斜槽上同一位置由静止滚下,在白纸上记录小球所经过的多个位置。 物理 (4)以斜槽水平末端端口处小球球心在白纸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)取下坐标纸,用平滑的曲线把这些印迹连接起来,得到小球做平抛运动的轨迹。 (6)根据小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相等,测量这些点之间的水平位移,确定水平方向分运动的特点。 (7)结论:平抛运动在相等时间内水平方向位移相等,平抛运动水平方向为匀速直线运动。 四、误差分析 1.斜槽末端没有调水平,小球离开斜槽后不做平抛运动。 2.确定小球运动的位置时不准确。 3.量取轨迹上各点坐标时不准确。 物理 五、注意事项 1.实验中必须调整斜槽末端的切线水平,使小球做平抛运动。(调节方法: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.背板必须处于竖直面内,使小球的运动靠近白纸但不接触,固定背板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同一位置由静止释放,这样可以使小球每次的轨迹相同。 4.坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时小球球心在背板上的投影点。 5.释放小球的位置高度要适中,以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。 物理 突破·关键能力 [例1] 某学习小组做“探究平抛运动的特点”的实验。 (1)甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤击打的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明 　 。 要点一　实验原理与操作 解析:(1)在击打金属片时,A球做平抛运动,B球做自由落体运动,结果两球同时落地,则说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。 答案:(1)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动 物理 [例1] 某学习小组做“探究平抛运动的特点”的实验。 (2)乙同学采用如图乙所示的装置。用两个相同的弧形轨道M、N分别发射小铁球P、Q,其中N的末端与光滑水平面相切,两轨道上端C、D位置分别装有电磁铁,调节电磁铁的高度,使AC=BD,现将小铁球P、Q分别吸在电磁