5.3实验：探究平抛运动的特点-2024-2025学年高一物理备课高效互动课件（人教2019必修第二册）

nullnullnullnull第五章 抛体运动 5.3 实验：探究平抛运动的特点 一 、抛体运动和平抛运动 1、抛体运动：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、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： 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，分别研究物体在这两个方向的运动特点。 2、方案一：用传感器和计算机探究平抛运动 用传感器和计算机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。 研究方案： (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。 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 用小锤击打弹性金属片，因金属片受到小锤的击打，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。 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。 5、结论： 平抛运动的特点： 水平方向：匀速直线运动 竖直方向：自由落体运动 例1、某同学用如图所示的实验装置做“探究平抛运动的特点”的实验。 (1)为了能较准确地描绘小球的运动轨迹，下列 说法正确的是_______。 A.小球做平抛运动时应与木板摩擦，以便画出 运动轨迹 B.本实验不需要用天平测出小球的质量，也不 需要配备铅垂线 C.为了保证小球沿水平方向飞出，应将斜槽轨道的末端调成水平 D.以小球在斜槽末端时球心在方格纸上的投影点作为所建坐标系的原点O CD (2)在此实验中，每次都要让小球从斜槽上的同一位置由静止滚下，但小球与斜槽间有摩擦力，这个摩擦力________(选填“会”或“不会”)使实验的误差增大。 不会 解析：只要让小球每次均从斜槽上同一位置由静止滚下，小球到达斜槽末端时速度就相同，可知小球与斜槽间的摩擦力不会增大实验误差。 练习1、用如图甲所示的装置“探究平抛运动的特点”，M为斜槽，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板。 (1)除了硬背板(含固定支架)、小球、 斜槽M、铅垂线、倾斜的挡板N、 铅笔、图钉、白纸、复写纸之外， 下列器材中还需要的是______。 A.秒表 B.刻度尺 C.天平 D.弹簧测力计 B (2)本实验需要选择合适的点作为坐标原点O，建立直角坐标系，下列选项中，原点选择正确的是______。 C 解析：小球从斜槽末端位置开始做平抛运动，所以平抛运动的初位置为小球在斜槽末端球心的投影点。故选C。 (3)实验中得到的轨迹如图乙，其中O点为平抛运动的起点，重力加速度g取9.8 m/s2，根据图中给出的数据可得小球做平抛运动的初速度v0＝________ m/s。 1.6 归纳总结 1、抛体运动：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、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。 Lavf54.6.100 Lavf54.6.100 Lavf54.6.100 解析：根据y＝gt2得小球平抛运动的时间为t＝＝ s＝0.2 s，则小球平抛运动的初速度为v0＝＝ m/s＝1.6 m/s。 $$