5.3实验：探究平抛运动的特点（讲义）（知识点+3大题型+分层练习）【名校生】2023-2024学年高一下物理知识精讲与细练(人教版).zip

5.3 实验：探究平抛运动的特点 知识点1：抛体运动和平抛运动 2 知识点2：利用频闪照相法探究平抛运动 3 知识点3：比较法探究竖直方向分运动的特点 4 知识点4：探究平抛运动水平分运动的特点 4 01实验原理与操作 6 02实验数据处理 7 03实验创新 8 【基础练·强化巩固】 10 【拓展练·培优拔高】 15 课堂目标 关键词 .1. 明确抛体运动和平抛运动的特点，会用运动分解的方法研究平抛运动 2. 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整直分运动的特点。 4. 探究平抛运动的特点，了解获取及处理实验数据的方法。 1. 平抛运动 2. 两个分运动特点 3. 数据处理 4. 误差分析 知识点1：抛体运动和平抛运动 【问题情景】体育运动中，铅球、飞镖脱手后以定的速度飞出，在空气阻力可以忽略的情况下，它们只受到重力作用，这样的运动叫作抛体运动。如果初速度是沿水平方向的，这样的抛体运动就叫作平抛运动。 抛体运动的分类 （1）初速度坚直向上的是竖直上抛运动； （2）初速度坚直向下的是竖直下抛运动 （3）初速度水平的是平抛运动； （4）初速度斜向上的是斜上抛运动； （5）初速度斜向下的是斜下抛运动 1. 平抛运动的特点 （1）初速度方向：初速度沿水平方向。 （2）受力特点：只受重力作用（或加速度a=g，方向竖直向下） （3）运动性质：匀变速曲线运动。 2. 研究平抛运动的思路与方法 平抛运动的轨迹是曲线，可以把平抛运动看作竖直方向的分运动和水平方向的分运动的合运动，分别研究物体在竖直方向和水平方向的运动特点 3. 科学建模 由运动的独立性推测平抛运动在两个方向上的分运动 （1）水平方向：初速度，加速度ax=0，则平抛运动在水平方向的分运动应是匀速直线运动。 （2）竖直方向:初速度，加速度ay=g，则平抛运动在竖直方向的分运动应是自由落体运动。 点拨：抛体运动的两大特点 （1）忽略空气阻力，只考虑重力的作用；（2）有不为0的初速度。 知识点2：利用频闪照相法探究平抛运动 1. 实验设计 把平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动。可采用频闪照相的方法记录做平抛运动的物体每隔相等时间所在的位置，由位移关系就可分析水平方向和竖直方向的运动规律，如图所示 2. 实验步骤 （1）通过频闪照相获得小球做平抛运动时的频闪照片； （2）以抛出点为原点，建立直角坐标系 （3）通过频闪照片描出物体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。 3. 分析数据得出结论 抛出时间 T 2T 3T 4T 水平位移/cm 30.10 60.00 89.90 119.70 竖直位移/cm 4.90 19.56 44.00 78.36 结论 水平分运动 特点 在误差允许的范围内，在连续相等的时间内通过的水平位移相等，可判断水平方向的分运动为匀速直 线运动 竖直分运动特点 在误差允许的范围内，在连续相等的时间内竖直位移之差是常数，即，通过运算、a≈9.8m/s²。可判断竖直方向的分运动是自由落体运动 知识点3：比较法探究竖直方向分运动的特点 1. 实验步骤 （1）在下图所示的实验装置中，用小锤击打弹簧片时，被夹住的球B释放后做自由落体运动，球A被水平弹出做平抛运动。 （2）观察两球的运动轨迹，听它们落地的声音发现两球同时落地，说明自由落体运动的小球B和平抛运动的小球A在空中运动的时间相等 （3） 改变小球距地面的高度和小锤击打的力度（即改变球 A 的初速度），发现两球总是同时落地，说明两球在空中运动的时间总是相等。 2. 实验结论 平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动。 知识点4：探究平抛运动水平分运动的特点 1. 实验装置 将平抛运动实验仪器置于桌面上，使轨道的末端水平，靠近轨道未端的面板处于竖直平面内，在竖直板上固定白纸和复写纸，小球落在挡板上时在白纸上留下痕迹，据此确定小球抛出后经过的不同位置。 2. 实验步骤 （1）小球从斜槽上某一确定位置无初速度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使小球的轨迹与竖直板平行，在竖直板上可以记录小球碰到挡板时的位置。 （2）使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，用挡板记录小球所经过的多个位置。 （3）以斜槽水平末端端口处小球球心在面板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。 （4） 取下坐标纸，用平滑的曲线把所记录的位置连接起来，得到小球做平抛运动的轨迹。 （5） 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 h、4h、9h……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，可知在相等时间内水平方向的位