第2章 第3节 科学探究：平抛运动的特点-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第二册同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版2019）

第3节　科学探究：平抛运动的特点 【素养目标】 物理观念 知道抛体运动、平抛运动的含义，掌握其为匀变速曲线运动。 科学思维 掌握化曲为直的思想，通过实验掌握研究方法。 科学探究 通过观察实验，能够提出物理问题，分析实验数据，得到实验结论。 科学态度与责任 掌握平抛运动的特点，有将所学知识应用到生活中的意识。 一、实验目的 1．描绘物体做平抛运动的轨迹并分析其特点。 2．根据平抛运动的轨迹求平抛初速度。 二、实验器材 斜槽、小球、木板、铅垂线、坐标纸、图钉、刻度尺、铅笔(或卡孔)等。 三、实验原理与设计 将斜槽等器材安装起来，实验装置如图所示。小球从斜槽上滚下，通过水平槽飞出后做平抛运动。使小球每次都从斜槽上同一位置由静止释放，小球在空中做平抛运动的轨迹相同。设法用铅笔描出小球经过的位置。通过多次实验，在坐标纸上记录小球所经过的多个位置，用平滑的曲线将各点连起来，从而得到小球做平抛运动的轨迹。 根据平抛运动的公式x＝v0t和y＝gt2，可求出小球做平抛运动的初速度。 四、实验步骤 1．用图钉把坐标纸钉在竖直木板上，在木板的左上角固定斜槽，并使其末端保持水平。 3．用悬挂在槽口的铅垂线把木板调整到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近，固定好木板。 3．把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O，再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线。 4．将小球从斜槽上合适的位置由静止释放，使小球的运动轨迹大致经过坐标纸的右下角。 5．把笔尖放在小球可能经过的位置，如果小球运动中碰到笔尖，用铅笔在坐标纸该位置画上一点。用同样的方法，从同一位置释放小球，在小球运动路线上描下若干点。 五、数据分析 1．根据实验记录，在坐标纸上描绘小球平抛运动的轨迹。 2．在平抛运动轨迹上选取几个水平间距相等的测量点，测出并计算相应物理量填入你设计的表格中。 3．观察描出的轨迹，与你熟悉的曲线进行比较，猜想y与x的关系，作出y­x2图像，验证你的猜想。 六、注意事项 1．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，若小球静止，则斜槽末端水平)。 2．方木板必须处于竖直平面内，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。 4．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．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。 学生用书第51页 类型一　教材原型实验 一、实验原理与操作 (2022·广东中山市高一期中)(1)在做“科学探究：平抛运动的特点”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是________。 A．铅垂线　　B．秒表　　C．坐标纸　　D．天平　　E．弹簧秤 (2)实验中，下列说法正确的是________。 A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下 B．斜槽轨道必须光滑 C．斜槽轨道末端可以不水平 D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些 E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来 解析：　(1)在做“科学探究：平抛运动的特点”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，还需要铅垂线，确保小球抛出是在竖直面内运动，还需要坐标纸，便于确定小球间的距离，故A、C正确，B、D、E错误。 (2)应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下，保证抛出的初速度相同，故A正确；为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的，故B、C错误；要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故D正确；为了比较准确地描出小球运动的轨迹．误差大的点舍去，将误差小的几个点平滑连接起来，故E错误。 答案：　(1)AC　(2)AD 二、实验数据分析及处理 在“探究平抛运动的特点”的实验中，某同学将斜槽固定在桌子边缘，将贴有方格纸的方木板靠近斜槽固定，方格纸的横线与小球出射方向平行，每个格的边长L＝5 cm。正确调整后进行实验，让小球从斜槽上某一位置滚下。 (1)通过实验得到小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以小球平抛运动的起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，如图1所示的y ­x图像中可能正确反映小球运动轨迹的是________。 (2)某同学选取了小球在运动途中的三个位置，如图2所示，则该小球做平抛运动的初速度为________ m/s；B点的竖直分速度为________ m/s。(g取10 m/s2) 解析：　(1)小球水平方向做匀速直线运动，竖直方向受重力做匀加速直线运动，小球做曲线运动，运动轨迹弯向y轴正方向，故A正确，B、C、D错误。 (2)竖直方向有Δy＝y2－