第五章 3.实验：探究平抛运动的特点(学案)-【成才之路】2023-2024学年高中新教材物理必修第二册同步学习指导（人教版2019）

２.规律 由于绳不可伸长ꎬ所以绳两端所连物体的 速度沿着绳方向的分速度大小相同ꎮ ３.速度分解的方法 物体的实际运动就是合运动ꎮ (１)把物体的实际速度分解为垂直于绳和 平行于绳的两个分量ꎬ根据沿绳方向的分速度 大小相同列方程求解ꎮ (２)以上所说的“速度”沿绳方向的分量指 的是“瞬时速度”ꎬ而不是“平均速度”ꎮ 典 例 剖 析 　 　 典题 ２ (２０２３􀅰山西高一期末)如图所 示ꎬ用一小车通过轻绳提升一货物ꎬ某一时刻ꎬ 滑轮两侧的两段绳恰好垂直ꎬ且拴在小车一端 的绳与水平方向的夹角为 θꎬ此时小车的速度为 ｖ０ꎬ则此时货物的速度为 ( Ａ ) 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　　 　 Ａ. ｖ０ Ｂ. ｖ０ｓｉｎ θ Ｃ. ｖ０ｃｏｓ θ Ｄ. ｖ０ ｃｏｓ θ 思路引导:对于这种绳物模型(绳子连结着 物体相互作用问题)中ꎬ绳端速度分解通常的原 则是:①分解实际速度(合运动的速度)ꎻ②两个 分速度:一个沿绳子方向ꎬ一个与绳垂直ꎮ 　 　 核心素养􀅰思维升华 解决关联速度问题的一般步骤 (１)先确定合运动ꎬ物体的实际运动就 是合运动ꎻ (２)确定合运动的两个实际运动效果ꎬ 一是沿牵引方向的平动效果ꎬ改变速度的大 小ꎻ二是沿垂直于牵引方向的转动效果ꎬ改 变速度的方向ꎻ (３)按平行四边形定则进行分解ꎬ做好 运动矢量图ꎻ (４)根据沿绳(或杆)牵引方向的速度相 等列方程ꎮ 　 　 对点训练❷ (２０２２􀅰甘肃高一期末)如 图所示ꎬ一刚性直杆一端可绕固定转轴 Ｏ 无摩 擦转动ꎬ另一端 Ａ 点靠在物块上ꎬ当直杆与水平 方向的夹角为 θ 时ꎬ物块向左运动的速率为 ｖꎬ 直杆端点 Ａ 的速度为 ( Ａ ) Ａ. ｖｓｉｎ θ Ｂ. ｖｓｉｎ θ Ｃ. ｖｃｏｓ θ Ｄ. ｖｃｏｓ θ 请同学们认真完成练案[３] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ３. 实验:探究平抛运动的特点 实验必备􀅰合作探究 对应学生用书学案Ｐ１知识储备􀅰素能升华 　 　 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ꎬ在 空气阻力 　 可以忽略　 的情况下ꎬ物体只受 　 重力　 作用的运动ꎮ ２. 平抛运动:初速度沿 　 水平　 方向的抛 体运动ꎮ ３. 平抛运动的特点: (１)初速度沿 　 水平　 方向ꎻ (２)只受 　 重力　 作用ꎮ 二、实验:探究平抛运动的特点 １.实验目的 (１)用实验描出平抛运动的轨迹ꎮ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 011 {#{QQABIYKEggigAAAAAQgCUwFACkIQkAGCCCoGQBAIMAIBgANABAA=}#} (２)探究平抛运动竖直方向和水平方向运 动的特点ꎮ ２.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ꎬ 用平滑曲线连接各位置ꎬ得到小球做平抛运动 的轨迹ꎮ 以小球平抛的起点为坐标原点ꎬ沿水 平方向和竖直向下的方向建立直角坐标系ꎬ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ꎮ ３.实验器材 　 　 (１)频闪照相机、铅笔、刻度尺、三角板ꎮ (２)平抛实验装置、小钢球、白纸、复写纸、 铅笔、刻度尺、三角板ꎮ ４.进行实验 方案一:频闪照相法: (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 １ 所示ꎮ (２)现象分析: ①在竖直方向上ꎬ两种运动经过相等的时 间ꎬ下落相同的高度ꎬ即在竖直方向上的运动是 相同的ꎬ都是自由落体运动ꎻ ②在水平方向上ꎬ平抛运动在通过相等的时 间内前进的距离相同ꎬ即水平方向上的运动是匀速 直线运动ꎮ (３)理论分析: ①水平方向:初速度为 ｖ０ꎬ物体不受力ꎬ即 Ｆｘ ＝ ０ꎬ物体由于惯性而做匀速直线运动ꎮ ②竖直方向:初速度为零ꎬ物体只受重力作 用ꎬ即 Ｆｙ ＝ ｍｇꎬａ ＝ ｇꎬ物体做自由落体运动ꎮ 方案二:分别研究水平和竖直方向分运动 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ꎬ用小锤击打弹性金属片 后ꎬＡ 球做 　 平抛　 运动ꎻ同时 Ｂ 球被释放ꎬ做 　 自由落体　 运动观察两球的运动轨迹ꎬ听它 们落地的声音ꎮ (２)分别改变小球距地面的高度和小锤击 打的力度ꎬ即改变小球在竖直方向上运动的时 间和 Ａ 球的