5.3 实验：探究平抛运动的特点 课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

5.3实验：探究平抛运动的特点 核心素养, 科学思维：(1)学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹． (2)会判断平抛运动的轨迹是不是抛物线． (3)掌握描迹法、频闪照相法等探究平抛运动的常用方法． 科学探究：(1)通过实验，领会平抛运动轨迹的获取过程和方法． (2)会根据平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度． 科学态度与责任：体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想.   2 问题:在一次军事演习活动中,水平飞行的战斗机要炸掉A点的目标，飞机应在何处投放？ A 引入 3 生活中常见的平抛现象 4 一、实验原理 1.利用追踪法描点并绘出小球运动的轨迹。 2.建立坐标系,如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关 系具有y=ax2的形式(a是一个常量),则轨迹是一条抛物 线。 3.测出轨迹上某点的坐标x、y,根据x=v0t,y= gt2得初 速度v0=x 。 5 　 二、实验器材 1.斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺。 6 7 三、实验过程： 将斜槽末端调节到水平；根据仪器上的重锤线将实验板调节到竖直。将复写纸铺到白纸上面并固定在竖直板上。 2、确定坐标轴和小球的释放高度： 3、描绘运动轨迹： 1、调整实验仪器： 根据装置确定小球平抛的起点，从而确定坐标轴；选择合适的释放高度，使小球运动轨迹大致经过白纸的右下角。 让小球从同一高度滚下，调节水平横杆的高度，在白纸打出若干个点迹，取下白纸，描出轨迹。 8 9 10 11 12 典例研习 类型一　对实验装置和实验原理的考查 [例1] 为了探究平抛运动的规律,将小球A和B置于同一高度,在小球A做平抛运动的同时静止释放小球B。同学甲直接观察两小球是否同时落地,同学乙拍摄频闪照片进行测量、分析。通过多次实验,则(　 　) A.只有同学甲能证明平抛运动在水平方向是匀速运动 B.两位同学都能证明平抛运动在水平方向是匀速运动 C.只有同学甲能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动 D.两位同学都能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动 D 13 规律方法 研究平抛运动的实验原理 把平抛运动看做是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。高考中常常通过变通实验装置、操作方法等达到验证实验的目的,考查同学们利用课本知识解决实际问题的能力。 14 例题2. 一物体从O点以初速度ｖ0水平抛出，不计空气阻力，经过ts后运动到A点, （1）确定 ts 时物体的位置; （2）确定物体运动的轨迹方程（即y与x之间的关系式）。 15 y x x s 解：（1）建立如图所示坐标系，物体做平抛运动 水平方向： x＝v0t ① 竖直方向： （2）联立① ②两式消去时间t，得到轨迹方程 ② 平抛运动的轨迹是一条抛物线。 0 α y v０ A 16 练习：飞机水平匀速飞行，每隔相同时间丢下一颗炸弹，不计空气阻力，下列关于炸弹落地前的说法正确的是： A.炸弹在空中排列成抛物线； B.炸弹在空中排列成竖直线； C.炸弹在空中排列成水平线； D.每颗炸弹在空中的运动轨迹都是抛物线。 BD 17 2. 如图示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由落下落，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地，该实验现象说明了A球在离开轨道后： A．水平方向的分运动是匀速直线运动 B．水平方向的分运动是匀加速直线运动 　　　　　　　　　　Ｃ．竖直方向的分运动是自由落体运动　　　　　　　　　Ｄ．竖直方向的分运动是匀速直线运动 Ｈ Ｂ Ａ Ｓ Ｃ 18 本节课我们学习的主要内容是： 一.平抛运动 条件：具有一定的水平初速度；只受重力(忽略空气阻力)作用的曲线运动叫做平抛运动 二、竖直方向的运动规律 受力情况：只受重力作用 初速度情况：无 结论：平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动． 三、水平方向的运动规律 受力情况：不受力 初速度情况：有 结论：平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动． 总结交流 19 2．调整木板，确定坐标原点 用悬挂在槽口的重垂线把木板调整到竖直方向，并使木板平面与小球运动轨迹所在平面平行靠近，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，用铅笔在纸上把这个点记下来，O点即为坐标原点，再利用重垂线画出通过O点的竖直线． 3．确定球的位置 使小球由斜槽某一位置无初速度滚下，离开水平槽后做平抛运动．先用眼睛粗略确定小球的运动轨迹，然后使小球从同一位置无初速度滚下，在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置，并在坐标纸上记下该点．用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置． 4．建坐标系，描绘轨迹 取下坐标纸，以过O点的竖直线作为y轴，过O点的水平线作为x轴，最后将纸上记下的一系列点，用平滑曲线连起来，即得到小球平抛运动的轨迹． $$