5.3实验：探究平抛运动的特点 导学案-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

( 尚德 明礼 勤学笃行 )哈尔滨市162中学学案 学科：__物理__ 学年：___高一___ 设计教师：__史亚博_________ 审核教师：__史亚博_____________ 设计时间：___2024.3.12使用时间：_____________ 课题 5.3实验：探究平抛运动的特点 课型 新授课 学习目标 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。 学习重点 明确平抛运动的研究方法，学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹。 学习难点 能够设计实验方案，掌握平抛运动轨迹的获取过程和方法。 学习方法和手段 互助研学，教师点拨 1．实验目的 (1)用实验描出平抛运动的轨迹。 (2)探究平抛运动竖直方向和水平方向运动的特点。 2．实验原理 用频闪照相的方法或研究平抛运动的实验装置得出小球做平抛运动的不同时刻的位置，用平滑曲线连接各位置，得到小球做平抛运动的轨迹。以小球平抛的起点为坐标原点，沿水平方向和竖直向下的方向建立直角坐标系，根据各点坐标数据研究小球在水平方向和竖直方向的运动规律。 3．实验器材 (1)频闪照相机、铅笔、刻度尺、三角板。 (2)平抛实验装置、小钢球、白纸、复写纸、铅笔、刻度尺、三角板。 4．进行实验 方案一：频闪照相法： (1)实验现象： 利用频闪照相机得到物体做平抛运动与自由落体运动对比的频闪照片如图1所示。 (2)现象分析： ①在竖直方向上，两种运动经过相等的时间，下落相同的高度，即在竖直方向上的运动是相同的，都是自由落体运动； ②在水平方向上，平抛运动在通过相等的时间内前进的距离相同，即水平方向上的运动是匀速直线运动。 (3)理论分析： ①水平方向：初速度为v0，物体不受力，即Fx＝0，物体由于惯性而做匀速直线运动。 ②竖直方向：初速度为零，物体只受重力作用，即Fy＝mg，a＝g，物体做自由落体运动。 方案二：分别研究水平和竖直方向分运动规律 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 (1)如图2所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做______运动；同时B球被释放，做________运动观察两球的运动轨迹，听它们落地的声音。 (2)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，即改变小球在竖直方向上运动的时间和A球的初速度，发现两球_________，说明平抛运动在竖直方向的分运动为_________。 步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 1．装置和实验 (1)如图3所示，安装实验装置，使斜槽M末端______，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板。 (2)让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使小球的轨迹与背板平行。钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹。 (3)上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上_______(选填“同一”或“不同”)位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。 (4)以斜槽水平末端端口处小球球心在白纸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。 (5)取下坐标纸，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。 (6)根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位置为y、4y、9y…的点，即各点之间的时间________，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动特点。 (7)结论：平抛运动在相等时间内水平方向_______，平抛运动水平方向为__________。 2．注意事项 (1)实验中必须调整斜槽末端的切线_____，使小球做平抛运动(调节方法：将小球放在斜槽末端水平部分，若小球______，则斜槽末端水平)。 (2)背板必须处于______面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否_______。 (3)小球每次必须从斜槽上________由静止释放，这样可以使小球每次的轨迹相同。 (4)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时小球_______在背板上的投影点。 (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。 达标验收 1．（多选）如图所示，是两个研究平抛运动的演示实验装置，对于这两个演示实验的认识，下列说法正确的是（　　）    A．甲图中，两球同时落地，说明平抛小球在水平方向上做匀速运动 B．甲图中，两球同时落地，说明平抛小球在竖直方向上做自由落体运动 C．乙图中，两球恰能相遇，说明平抛小球在水平方向上做匀速直线运动 D．乙图中，两球恰能相遇，说明平抛小球在水平方向上做自由落体运动 2．利用图甲装置研究平抛运动规律，用小锤敲击弹性金属片，小球A