1.3 探究平抛运动的特点-【金版教程】2024-2025学年高中物理必修第二册创新导学案课件PPT（教科版2019）

第一章　抛体运动 3.探究平抛运动的特点 1．知道什么是平抛运动。2.会通过实验描绘平抛运动的轨迹。 2 目录 1 2 课后课时作业 课前自主学习 课堂探究评价 3 课前自主学习 一　什么是平抛运动？ 平抛运动：物体以一定的初速度沿_______方向抛出，不考虑空气的阻力，物体只在_______作用下所做的运动，叫作平抛运动。 二　描绘平抛运动的轨迹 1．实验思路：使物体以一定的初速度_______抛出，记录物体做平抛运动时经过的尽可能多的位置。然后，描绘平抛运动的轨迹。 2．实验器材 平抛轨迹记录仪(有记录面板及可上下调节的接球挡板、定位板、轨道、重垂线)、钢球、复写纸(或打字蜡纸)、记录纸(即白纸)、铅笔、刻度尺。 水平 重力 水平 课前自主学习 5 课堂探究评价 探究1　探究过程·获取数据 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 课堂探究评价 7 活动1：如图所示，怎样确保实验物体做的是平抛运动？ 活动2：如何确保钢球以一定的初速度做平抛运动，从而记录钢球做平抛运动时经过的各个位置？ 提示：使平抛轨道的抛射端处于水平位置；使用密度大的物体(如钢球)作为平抛物体，尽可能减小空气阻力的影响。 提示：使定位板在倾斜轨道上的位置不变，钢球紧靠定位板以静止释放。 课堂探究评价 8 活动3：请写出记录钢球位置的实验操作。 提示：(1)将实验仪器置于桌面，调节调平螺丝，观察重垂线，使面板处于竖直平面内，卡好定位板。装好平抛轨道，使轨道的抛射端处于水平位置。 (2)在描迹记录纸后衬垫一张复写纸或打字蜡纸，并用压纸板将它们紧贴固定在面板上。使横坐标x轴在水平方向上，纵坐标y轴沿竖直方向向下，并注意使坐标原点的位置在平抛物体(钢球)的中心离开轨道处。 (3)把接球挡板置于最上方一格。 课堂探究评价 9 (4)将定位板在某一位置固定好。钢球紧靠定位板释放，球沿轨道向下运动，以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出。 下落的钢球打在接球挡板上，由于挡板平面向记录面板倾斜，小球将挤压记录纸，留下一个迹点。 (5)将接球挡板向下移动一格，重复上述操作方法，得到第二个印迹点，如此继续下移接球挡板，直至最低点，即可得到平抛的钢球下落时的一系列迹点。 (6)改变定位板的位置，即可改变钢球平抛的初速度；重复上述实验操作步骤，便可获得另一系列迹点。 课堂探究评价 10 探究2　分析数据·得出结论 活动：如何得到平抛运动的轨迹？ 提示：取下记录纸，将各次实验所记录的点分别用平滑曲线连接起来，即可得到以不同的初速度做平抛运动的小钢球的轨迹图线，如图所示。 课堂探究评价 11 探究3　误差分析·实验创新 1．钢球受空气阻力，不是做严格的平抛运动。 2．轨道抛射端不水平，导致钢球离开轨道后不做平抛运动。 3．钢球可能受到记录面板的摩擦力而不做平抛运动。 4．建立坐标系时，坐标原点的位置确定不准确，导致轨迹上各点的坐标不准确。 5．确定钢球运动的迹点时不准确。 6．画平滑的轨迹曲线时不准确。 课堂探究评价 12 1．用频闪照相描绘平抛运动的轨迹 利用频闪照相技术记录平抛物体经过相等时间 间隔的位置，再用平滑的曲线连接各个位置。用手 机对平抛运动进行“录像”，再用软件把连拍的多张 照片合成到一张照片上，也可以得出平抛运动的大 致轨迹，如上图所示。 2．用二维运动传感器探究平抛运动的特点 我们可以用二维运动传感器探究平抛运动的特点。装置主要由超声红外发射器和接收器组成。该装置将对在二维平面内运动的物体的轨迹进行实时跟踪描绘，并记录在计算机屏幕上。 课堂探究评价 13 如图1所示，超声红外发射器做平抛运动时，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声脉冲和红外脉冲。在它运动的平面内安放着超声红外接收器(内有两个接收器，设为A和B，并与计算机相连)，A和B各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们与超声红外发射器的距离。这两个距离确定之后，由于A、B之间的距离是已知的，超声红外发射器的位置也就唯一地确定下来了，计算机可以即时给出超声红外发射器的位置坐标，如图2。 课堂探究评价 14 探究4　典例探究·提升能力 例　在“探究平抛运动特点”的实验中： (1)甲同学采用如图实验装置。 ①下列实验操作合理的有________。 A．安装斜槽轨道，需使其末端保持水平 B．背板应保持竖直 C．每次小球需从斜槽同一位置由静止释放 D．每次必须等距离地下降挡板，记录小球位置 ABC 课堂探究评价 15 ②请在下图选择最合理抛出点位置________(填写“甲”“乙”或“丙”)。 (2)乙同学用手机连拍功能记录了小球在运动中的几个点迹，如图所示，请描绘小球运动的轨迹。 乙 课堂探究评价 16 规范解答　(1)①为了保证小球做平抛运动，斜槽轨道的末端需保持水平，故A正确；因为小球下落的平面竖直，所以记录小球平抛轨迹位置的背板平面必须竖直，故B正确；为了保证小球初速度相等，每次小球需从斜槽的同一位置由静止释放，故C正确；记录小球经过不同高度的位置时，每次不必严格地等距离下降挡板，故D错误。 ②小球抛出点的位置应选在小球离开斜槽轨道末端时球心所在处，所以选择图乙比较合理。 (2)用平滑曲线连接各点，不能在曲线上的点大致均匀分布 在曲线两侧，偏离曲线较远的点舍去，如图所示。 课堂探究评价 17 实验应创造条件，尽可能使物体做平抛运动，数据处理尽可能精确。 课堂探究评价 18 [变式训练]　如图所示，在描绘平抛运动轨迹的实验中： (1)除木板、小球、斜槽、铅笔、刻度尺、图钉之外，下列器材中还需要的有________。 A．重垂线 B．停表 C．弹簧测力计 D．天平 E．白纸和复写纸 (2)实验中，下列说法正确的是________。 A．应使用密度大、体积小的小球 B．必须测出平抛小球的质量 C．小球在运动过程中与白纸间有摩擦不影响实验结论 D．要使描绘出的轨迹更好地反映真实运动，记录点应适当多一些 AE AD 课堂探究评价 19 解析　(1)需要重垂线确保木板在竖直平面内，也可方便确定坐标轴，还需要白纸和复写纸记录小球平抛过程的位置，便于画出平抛运动轨迹，A、E正确。 (2)为了尽量减小小球运动过程中所受空气阻力的影响，应使用密度大、体积小的小球，故A正确；本实验研究的是运动学规律，不是动力学规律，因此不用测量小球的质量，故B错误；小球在运动过程中若与白纸间有摩擦，则小球做的不是平抛运动，影响实验结论，故C错误；记录点适当多一些，用平滑曲线连接各点时精确性更高，描绘出的轨迹能更好地反映真实运动，D正确。 课堂探究评价 20 课后课时作业 1．(多选)某次军事演习中，士兵从水平飞行的飞机上自由释放一物资。若不计空气阻力，则该物资(　　) A．做自由落体运动 B．做匀速直线运动 C．做匀变速曲线运动 D．做平抛运动 解析　该物资初速度与飞机速度相同，即沿水平方向，若不计空气阻力，则该物资离开飞机后只受重力作用，做平抛运动，根据牛顿第二定律知加速度不变，则该物资做匀变速曲线运动。故选C、D。 1 2 3 4 课后课时作业 2．在“探究平抛运动的特点”实验中， 利用图1的装置进行实验，钢球释放后落在倾斜挡板上，就会挤压复写纸，并在白纸上留下印迹。多次试验，白纸上留下了10个印迹，如果用画圆法确定钢球的落点，图2中画的三个圆最合理的是________。 A．A 　　　 　　 B．B 　　　 　C．C C 1 2 3 4 课后课时作业 解析　如果用画圆法确定钢球的落点，应该让所画的圆尽可能把大多数落点包进去，且圆的半径尽可能小，这样所画圆的圆心即为小球落点的平均位置，故选C。 1 2 3 4 课后课时作业 3．在“研究平抛运动”实验中， (1)图1是用横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________在坐标纸上的投影点。 A．球心 B．球的上端 C．球的下端 在此实验中，下列说法正确的是________。 A．斜槽轨道必须光滑 B．记录的点应适当多一些 C．用平滑曲线把所有的点连接起来 D．y轴的方向根据重垂线确定 B BD 1 2 3 4 课后课时作业 (2)图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是________。 A．释放小球时初速度不为0 B．释放小球的初始位置不同 C．斜槽末端切线不水平 C 1 2 3 4 课后课时作业 解析　(1)由题干中确定小球平抛运动轨迹的方法及实验原理知，坐标原点应选小球在斜槽末端点时小球的上端在坐标纸上的投影点，所以选B。 实验过程中，斜槽轨道不一定光滑，只要能够保证小球从斜槽轨道上同一位置由静止释放，即使轨道粗糙，小球离开斜槽末端时的速度也是一样的，所以A错误；记录点应适当多一些，能够保证描点所得的轨迹更准确，B正确；用平滑曲线把更可能多的点连接起来，偏差过大的点需舍去，其他不在曲线上的点应平均分布在曲线两侧，C错误；y轴必须在竖直方向，即根据重垂线确定，D正确。 (2)由题图2可知小球抛出时速度斜向右上方，则斜槽末端切线不水平，C符合题意。 1 2 3 4 课后课时作业 4．在做“研究平抛运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动的初速度，实验装置如图甲所示。 (1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查木板是否水平，请简述你的检查方法：_________________________________________________ ___________________________________________________________________。 将小球放在水平木板的任意位置，小球静止不动，则木板水平(或用水平仪检查木板是否水平等) 1 2 3 4 课后课时作业 (2)关于这个实验，下列说法正确的是________。 A．小球释放的初始位置越高越好 B．每次小球要从斜槽上同一高度由静止释放 C．实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直 D．小球的平抛运动要靠近木板但不接触 (3)在做“研究平抛运动”的实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是________。 BCD C 1 2 3 4 课后课时作业 解析　(1)要检查木板是否水平，可以将小球放在水平木板的任意位置，看小球能否静止，或用水平仪检查木板是否水平等。 (2)小球释放的初始位置并非越高越好，若是太高，导致水平抛出的速度太大，描出的平抛轨迹太短，故A错误；因为要画同一运动的轨迹，每次释放小球的位置必须相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故B正确；为了正确描绘其轨迹，必须确保坐标纸上的竖线是竖直的，故C正确；实验要求小球抛出后不能碰到竖直木板平面，避免因摩擦而使平抛轨迹不准确，故D正确。 (3)斜槽末端是水平的，小球做平抛运动，要分解为水平和竖直方向的分运动，故坐标纸上的格线应该水平竖直，在坐标纸上选取的坐标原点应该与小球在斜槽末端静止时在竖直木板上的投影重合，故C正确。 1 2 3 4 课后课时作业 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 R $$