第一章 第三节 平抛运动（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（粤教版2019）

第三节　平抛运动 第1课时　实验：探究平抛运动的特点 课程内容要求 核心素养提炼 1．知道抛体运动、平抛运动概念． 2．通过实验，探究并认识平抛运动的规律． 3．掌握实验探究方法，学会描绘运动轨迹、分析运动轨迹． 1．科学探究： (1)会用实验的方法研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方法． 2．科学态度与责任：能认识物理学是通过有意识的探究而做出的对自然现象的描述和解释． [对应学生用书P10] 1．探究平抛运动竖直分运动的特点． 2．探究平抛运动水平分运动的特点． 斜槽、平抛运动实验器、白纸、复写纸、小球、图钉、铅笔、刻度尺、重垂线等． 1．实验的基本思想——控制变量法． 2．实验原理 (1)物体的平抛运动可以看作是两个方向的分运动的合成，一个是水平方向的分运动，另一个是竖直方向的分运动． (2)探究两个分运动： ①探究小球在水平方向分运动的特点． ②探究小球在竖直方向分运动的特点． 1．探究平抛运动竖直分运动的特点 【实验步骤】 (1)如图，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． (2)观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后． (3)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复实验，记录实验现象． 【数据收集与分析】 根据A球与B球落地时间的先后，得出平抛运动竖直分运动随时间变化的规律． 2．探究平抛运动水平分运动的特点 【实验步骤】 (1)如图，钢球在斜槽M中从某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动(实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上). (2)钢球飞出后，落到挡板N上，在白纸上留下印迹，记录钢球所经过的位置． (3)上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置． (4)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． 【数据收集与分析】 根据平抛运动的轨迹，设法确定相等的时间间隔，再看相等的时间内水平分运动的位移，进而确定水平分运动的规律． 1．安装斜槽时，其末端切线不水平，导致小球离开斜槽后不做平抛运动产生误差． 2．建立坐标系时，坐标原点的位置确定不准确，导致轨迹上各点的坐标不准确产生误差． 3．小球每次自由滚下时的起始位置完全不相同，导致轨迹出现误差． 4．确定小球运动的位置时，出现误差． 5．量取轨迹上各点的坐标时，出现误差． 1．斜槽安装：实验中必须调整斜槽末端的切线水平，将小球放在斜槽末端水平部分，若没有明显的运动倾向，斜槽末端的切线就水平了． 2．方木板固定：方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直． 3．小球释放： (1)小球每次必须从斜槽上同一位置滚下． (2)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜． 4．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木板上的投影点． 5．初速度的计算：在轨迹上选取离坐标原点O较远的一些点来计算初速度． [对应学生用书P11] 用如图甲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．斜槽轨道末段水平 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 (2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系． ①取平抛运动的起点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________(选填“最上端”“最下端”或“球心”)对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时________(选填“需要”或“不需要”)y轴与重垂线平行． ②若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则________(选填“>”“＝”或“<”).可求得钢球平抛的初速度v0大小为________(已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示). 乙 解析　(1)本实验中要保证钢球飞出斜槽末端时的速度水平，即钢球做平抛运动，且每次飞出时的速度应相同，所以只要每次将钢球从斜槽上同一位置由静止释放即可，故B、D正确． (2)①平抛运动的起始点应为钢球静置于Q点时，钢球的球心对应纸上的位置，由于平抛运动在竖直方向做自由落体运动，所以在确定y轴时需要y轴与重垂线平行； ②由初速度为零的匀加速直线运动规律即在相等时间间