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 教师： 日期： 月 日 物理雾里悟理 抛体运动：以一定的初速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用 平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动 实验思路 平抛运动受力有何特点？轨迹有何特点？ 如何记录平抛运动的轨迹？ 物理雾里悟理 探究：独立分力两方方向的分运动 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 观察实验现象，你能得出什么结论？ 步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 物理雾里悟理 方案一：频闪相机 小球做平抛运动的频闪照片 站立式讨论： 小球在水平方向和竖直方向的分运动有何特点？ 应以哪个位置为原点建立坐标系来研究小球的水平位移合竖直位移？ 若频闪周期为T，怎么样通过作图得到T，2T，3T，……时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移？ 需要测量并记录哪些数据？怎样用实验数据验证你的猜想？ 物理雾里悟理 方案二：描绘平抛运动的轨迹 物理雾里悟理 [一、实验目的] 1．用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。 2．从实验轨迹求平抛物体的初速度。 [二、实验器材] 斜槽，铁架台，木板，白纸，小球，图钉，铅笔，有孔的卡片，刻度尺，重锤线。 方案二：描绘平抛运动的轨迹 物理雾里悟理 [三、实验原理] 描迹法 平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：一是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由落体运动。令小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系。 [四、实验步骤] 1、安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明水平已调好。 2、调整木板：用悬挂在槽口的重锤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。然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。 物理雾里悟理 3、确定坐标原点O：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O，O即为坐标原点。 4．描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。 用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。 保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。 物理雾里悟理 五.注意事项： ⑴斜槽末端的切线必须水平。 ⑵ 方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。 ⑶坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，应是小球在糟口时球的球心在木板上的水平投影点。 ⑷如果是用白纸，则应以小球在糟口时球的球心在木板上的水平投影点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确定y轴方向，再用直角三角板画出水平线作为x轴，建立直角坐标系。 ⑸每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。 ⑹要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。 物理雾里悟理 你能行！！ 1.用如图所示的装置研究平抛运动．敲击弹性金属片后，球同时开始运动，均落在水平地面上，下列说法合理的是( ) A. A球比B球先落地 B. B球比A球先落地 C. A与B同时落地 D. 只有实验装置距离地面某一 高度时，A和B才同时落地 C 物理雾里悟理 2.如图所示，将两个斜滑道固定在同一竖直平面内，最下端水平，把两个质量相等的小钢球，从滑道的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板平滑连接，则他将观察到1球击中2球，这说明( ) A. 平抛运动在水平方向是匀速运动 B. 平抛运动在竖直方向是自由落体运动 C. 平抛运动在水平方向做匀加速直线运动 D. 平抛运动在竖直方向做匀速运动 A 你能行！！ 物理雾里悟理 3.在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：＿＿＿＿＿ A．通过调节使斜槽的末端保持水平 B．每次释放小球的位置必须不同 C．每次必须由静止释放小球 D．记录小球位置用的木条(或凹槽) 每次必须严格地等距 离下降 E．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相触 F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连 成折线 A C E 你能行！！ 物理雾里悟理 课堂小结 抛体运动：一定的初速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用. 平抛运动：一初速度沿水平方向的抛体运动. 平抛运动轨迹的特点： 水平方向：匀速直线运动相同 竖直方向：自由落体运动相同 物理雾里悟理 Lavf60.4.100 Lavf60.4.100 Lavf57.83.100 $$实验4，研究平抛物体的运动。实验目的。一。用描记法描出平抛物体的运动轨迹。2、从实验轨迹求平抛物体的初速度V0。实验原理，用运动分解的方法，根据公式Y等于2分之1GT平方和X等于V0T研究物体做平抛运动的初速度V0。教学目标，一、加深对平抛物体运动规律的理解。2、提高控制实验条件的技巧，掌握定点描记法。实验。仪器带弧形。槽的平板，白纸、刻度尺、重锤线、小钢球固定，加两个铅笔、三角板。带弧形槽的平板是JZ154型平抛运动实验器的竖直铁制平板，与弧形槽连成一体，并附有纵横标尺和重垂线，下端底座上有三颗可调螺栓，以调节平板的垂直和水平。实验步骤，一、仪器组装。一、先将带弧形槽的平板底座固定在桌面上。在安装重垂线。调整平板下方三个螺栓，使重垂线正好指在下方朝上的针尖上。然后把白纸固定在平板上。2。调整弧形槽是放在弧形槽的水平部位的钢球能静止平衡，则槽末端的切线沿水平方向。3、确定坐标过弧形槽的末端在白纸上做重垂线，即纵标尺的平行线定为Y轴。再把小球放在槽的水平端，在白纸上记下球星的水平高度点。过该点作Y轴的垂线及横标尺的平行线定为X轴。2. 记录平抛点击，先把小球放在弧形槽上端的适当位置，A是释放后的小球做平抛运动，从白纸的右下角落下，观察小球的平抛轨迹，然后固定弧形槽上的挡板，每次都将小球从A点释放，沿着所观察到的小球平抛轨迹，把铅笔尖垂直放在白纸面上，调整铅笔尖位置，使小球正碰在铅笔尖上，铅笔尖便在白纸上画出一小段射线，与小球平抛运动轨迹在该点的切线大体一致。在铅笔间圆放点，便是小球平抛运动轨迹上的一点。若铅笔尖所画弧线向上偏，则说明铅笔尖放高了，应适当向下调整铅笔尖。铅笔尖所画弧线向下偏，则说明铅笔尖放低了，应适当向上调整铅笔尖。用同样的方法在白纸上记录出十个点，用铅笔分别描出他们的点。记初始段的点要密一些，末端上的点数一些。三描诡计在白纸上用平滑曲线连接特点这就是我们用定点描记法描绘出的小球做平抛运动的轨迹。轨迹分析及。处理一轨迹。分析小球做平抛运动的轨迹是个抛物线。平抛运动可以看成是由一个水平的匀速直线运动和一个竖直的自由落体运动的合运动。我们可借助运动分解的方法，根据小球在水平方向和竖直方向各自运动的规律，X等于V0，T和Y等于2分之1GT平方，从而比较方便地求得平抛运动的初速度，V零等于根号G除以2Y乘以X。2. 选点测坐标。在轨迹上选取六个不同的具有代表性的点，用刻度尺和3角板测出它们的坐标XY它们分别是，X一等于2.4厘米，Y一等于0.22厘米，X2等于5.58厘米，Y2等于1.32厘米，X3等于10.08厘米。马A三等于5.10厘米，X4等于13点四五厘米，Y4等于9.10厘米，X5等于17.06厘米，Y5等于15.82厘米，X6等于21.05厘米，Y6等于23.28厘米，并填入表格。3、计算初速度。根据公式V零等于根号G除以2Y乘以X利用平抛轨迹上各选点的坐标数据，分别计算出小球在各旋旋点的初速度。V零分别为1.13、1.08、0.99、0.99、0.98、0.97米每秒，算出V0的平均值，V0平均等于1.02米每秒，它将更接近真实值，这就是利用实验数据求得的小球做平抛运动的初速度。新仪器。介绍JZ154. 型平抛运动器的集点器及其使用。JZ154型平抛运动器用集点器取代了原方法中的铅笔。集点器是磁吸复制的，它由磁性底座及V型弹性片组成，能方便地固定在竖直放置的铁性绘图板上当钢球通过弹性片与主板之间的空隙时因受到弹性片的挤压，小球便对数板产生瞬时的压力。在表面盖有复写纸的白纸上使用集点器便可记录小球通过时的点击。这是用集点器压印的平抛运动的点记，这样比用铅笔尖画点更准确、更方便、更清晰。实验的其他内容与原方法基本相同。