5.3实验：探究平抛运动的特点-2023-2024学年高一物理备课高效互动课件（人教2019必修第二册）

5.3 实验：探究平抛运动的特点 高中物理必修二 第五章 抛体运动 一 抛体运动和平抛运动 1、抛体运动的定义：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、平抛运动的定义：初速度沿水平方向的抛体运动。 3、物体做平抛运动的条件及运动性质： （1）条件：①初速度沿水平方向。 ②只受重力作用 （2）运动性质：加速度为g的匀变速曲线运动。 二 实验：探究平抛运动的特点 1、实验原理： (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：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、实验方案：用频闪照相法探究平抛运动 分方向探究平抛运动规律 二 实验：探究平抛运动的特点 3、方案一：用频闪照相法探究平抛运动 用频闪照相法可记录平抛运动的轨迹。由于相邻两帧照片间的时间间隔相等，只要测出相邻两帧照片中小钢球运动的水平距离及竖直距离，就很容易判断平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动特点。 二 实验：探究平抛运动的特点 (1)在水平起抛点以球心为坐标原点，建立坐标系来研究小球的水平位移和竖直位移。 (2)根据小球第一个T时间内、第二个T时间内、…做平抛运动的水平位移和竖直位移特点判断出小球水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动。 二 实验：探究平抛运动的特点 4、方案2：分方向探究平抛运动规律 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 (1)实验过程 如图用小锤击打弹性金属片，因金属片C受到小锤的击打，向前推动小钢球A，使小钢球A具有水平初速度，做平抛运动，同时松开小钢球B，使B做自由落体运动。 (2)实验分析 不管小钢球距地面的高度为多大、小锤击打金属片的力度多大(小钢球A水平抛出的初速度越大)，两小钢球每次都是同时落地，说明两小钢球在空中运动的时间相等，说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。 二 实验：探究平抛运动的特点 二 实验：探究平抛运动的特点 步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 (1)实验过程 如图所示两个相同的弧形轨道，分别用于发射小铁球，其中下面弧形轨道的末端可看成与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁。现将两小铁球分别吸在电磁铁上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度同时分别从两轨道的末端射出。 (2)实验分析 实验可观察到的现象是两小球相撞。改变上面弧形轨道的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动。 二 实验：探究平抛运动的特点 二 实验：探究平抛运动的特点 5、平抛运动的研究方法： 运动的分解 水平方向：匀速直线运动 竖直方向：自由落体运动 课堂练习 1、某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5 cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出。 课堂练习 完成下列填空：(结果均保留2位有效数字) (1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为________m/s，竖直分量大小为________m/s； 1.0 2.0 (2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为______ m/s2。 9.7 课堂练习 竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该段位移的平均速度，因此小球在A点速度的竖直分量大小为 （2）由竖直方向为自由落体运动，可得 代入数据可得g＝9.7 m/s2。 课堂练习 2、某实验小组利用图甲所示装置测定平抛运动的初速度。把白纸和复写纸叠放在一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底边ab与桌子边缘及木板均平行。每次改变木板和桌边之间的距离，让钢球从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点。 (1)为了正确完成实验，以下做法必要的是_______。 A.实验时应保持桌面水平 B.每次应使钢球从静止开始释放 C.使斜面的底边ab与桌边重合 D.选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面 AB 课堂练习 (2)实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动0.2 m，在白纸上记录了钢球