第五章3 实验：探究平抛运动的特点 -【优化探究】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册同步导学案配套教参（人教版，多选）

3　实验：探究平抛运动的特点 [学习目标要求]　1.会用实验的方法探究平抛运动的两个分运动。2.学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹。3.通过实验，掌握平抛运动轨迹的获取过程和数据处理方法。 授课提示：对应学生用书第13页 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，物体只受重力作用的运动。 2．平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动。 3．平抛运动的特点 (1)初速度沿水平方向； (2)只受重力作用。 二、实验：探究平抛运动的特点 1．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直线运动，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水平方向的分运动和竖直方向的分运动。 2．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(或录制视频)的方法，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图1所示)。 (2)以抛出点为原点，建立直角坐标系。 (3)通过频闪照片描出小球经过相等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水平位移和竖直位移，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。 抛出时间 T 2T 3T 4T 5T 水平位移 竖直位移 结论 水平分运动特点 竖直分运动特点 方案二：分别研究水平和竖直方向分运动的规律 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 (1)如图2所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做平抛运动；同时B球被释放，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)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。 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3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让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使钢球的轨迹与背板平行。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上下调节挡板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钢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。 (2)注意事项 ①实验中必须调整斜槽末端水平，使小球做平抛运动(调节方法：将小球放在斜槽末端部分，若小球静止，则斜槽末端水平)。 ②背板必须处于竖直面内，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同一位置由静止释放，这样可以使小球每次的初速度相同。 ④坐标原点不是槽口的端点，而是小球出槽口时小球球心在背板上的投影点。 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左上角一直到达右下角为宜。 授课提示：对应学生用书第14页 　实验原理与操作 　“探究平抛运动的特点”实验有以下几步： (1)用如图1所示的平抛竖落仪探究平抛运动竖直分运动的特点：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。下列说法正确的是________。 A．两球的体积、材料和质量可以任意选择，对实验结果没有影响 B．改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，可以改变两球在空中的运动时间和A球的水平初速度大小 C．如果两球总是同时落地，则可以说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 D．通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点 　 (2)用如图2所示的平抛实验仪探究平抛运动水平分运动的特点。以下是关于本实验的一些做法，其中不合理的选项有________。 A．调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动 B．将坐标纸上竖线与铅垂线平行 C．将小球出槽口时重心位置在背板上的投影记录为坐标原点 D．不断改变挡片P的位置，使小球从斜槽上不同位置释放 E．不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上的位置 F．将坐标纸上确定的点用直线依次连接 [解析]　(1)两球的体积、材料和质量的选择不同，受到阻力大小不同，对实验结果有影响，故A错误；改变小球距地面的高度，可以改变两