第3节 科学探究：平抛运动的特点（教学课件）物理鲁科版必修第二册

第二章 抛体运动 鲁科2019 高中物理必修二 第三节 科学探究：平抛运动的特点 平抛运动知识回顾 竖直：自由落体运动 规律 定义：物体以一定的初速度沿水平方向抛出，物体只在重力作用下所做的运动。 条件：有水平方向的初速度； 只受重力的作用。 水平：匀速直线运动 vy=gt vx=vo 两个推论： 1、速度与水平方向上的夹角 和位移与水平方向上的夹角 的关系： 2、速度方向的反向延长线与x轴的交点为水平位移的中点 平抛运动 科学探究：平抛运动的特点 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。 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。 斜 槽 小 球 坐标纸 木 板 铅垂线 铁架台 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 和 可求出小球做平抛运动的初速度。 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。 （2）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。 实验演示 思考： 1.如何检验水平槽是否水平？ 将小球放在槽口的水平部分，小球既不向里滚动，也不向外滚动，说明槽口的末端是水平的。 2.为什么要强调小球每次都要从同一位置无初速释放？ 为了让小球有相同的水平初速度，如果水平初速度不同，小球每次平抛的轨迹就不同，会增大实验误差。 O O′ 坐标原点（平抛起点） 3.如何建立坐标系？ 利用拴在槽口处的重锤线画出y轴，x轴与y轴垂直。 4.如何选取坐标原点？ 坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。 思考： 数据处理 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。 y （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y-x2图像，验证你的猜想。 实验结论 （1）做平抛运动的物体，竖直位移与水平位移的平方成正比。轨迹是抛物线。 （2）由平抛运动的规律公式： 通过图中所取的数据点可计算出小球平抛的初速度。 多次计算取平均值。 若坐标原点不是出发点？怎么计算初速度？ x y x1 x2 y1 y2 竖直方向：自由落体运动。 水平方向：匀速直线运动。 若坐标原点不为出发点 习题演练 在“探究平抛运动的特点”的实验中，某同学记录了运动轨迹上的三个点 A、B、C，如图所示。以 A 点为坐标原点建立坐标系，各点的坐标值已在图中标出。求： （1）小球做平抛运动的初速度大小； （2）小球做平抛运动的初始位置坐标。 （1）AB、BC水平距离相等，则时间相同，设为T 竖直方向： 水平方向： （2）B点竖直方向的速度 O点坐标： 作业 课本 $$