3.实验：探究平抛运动的特点（教学课件）物理人教版必修第二册

该高中物理课件聚焦“探究平抛运动的特点”，核心内容包括平抛运动的概念、分解方法（水平匀速直线运动与竖直自由落体运动）及实验验证。课堂导入通过标枪、篮球等生活实例引导学生观察抛体运动共性，连接运动合成与分解知识，为实验探究搭建认知支架。 其亮点在于以科学探究为主线，设计频闪照相和描迹法两种实验方案，涵盖实验设计、数据处理及误差分析，培养学生科学探究能力。通过理论猜想表格、轨迹方程推导强化科学思维，结合实验细节渗透严谨态度，助力学生提升实验操作与问题解决能力，教师可直接用于教学突破重难点。

第五章 抛体运动 人教版（2019）必修 第二册 3. 实验：探究平抛运动的特点 目录 学习目标 重点难点 课堂导入 探究新知 课堂小结 课堂练习 布置作业 1 2 3 4 5 6 7 2 01 02 03 04 物理观念 建立平抛运动是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合成这一核心观念。 科学思维 掌握运动的合成与分解方法，能运用“化曲为直”的思想将复杂的曲线运动分解为两个简单的直线运动进行分析。 科学探究 能够设计并操作实验（如频闪照相法、描迹法等）来探究平抛运动的规律，并学会通过轨迹分析水平和竖直两个方向上的运动特点。 科学态度与责任 在实验中培养严谨求实的科学态度，认识到实验在物理规律探索中的重要作用，并了解平抛运动规律在实际生活中的应用。 学习目标 抛体运动和平抛运动 01 实验思路 02 进行实验 03 教学内容 教学重点 1 教学重点 2 教学难点 3 平抛运动的分解方法——水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。 通过实验获得平抛运动轨迹，并据此分析验证其运动规律。 能够设计实验方案探究平抛运动的特点，并且能够处理实验数据。 重点难点 标枪比赛 篮球比赛 铅球比赛 (1)在标枪、篮球和铅球比赛时，当标枪、篮球和铅球抛出后，它们各自运动的轨迹有何特点？ (2)如果忽略空气阻力的影响，那么标枪、篮球和铅球的分别受到哪些力的作用？ 课堂导入——观察与思考 (3)观察水平抛出的粉笔的运动轨迹； (4)如果忽略空气阻力的影响，那么粉笔受到哪些力的作用？ 课堂导入——观察与思考 v0 01 PART 01 第一部分 抛体运动和平抛运动 探究新知 8 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，物体只受重力的作用，这时的运动叫作抛体运动。 2．平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动就叫作平抛运动。 ①条件: 初速度沿水平方向； 忽略空气阻力，只受重力。 ②性质：匀变速曲线运动 探究新知——抛体运动和平抛运动 02 PART 02 第二部分 实验思路 探究新知 10 (1)平抛运动的轨迹是曲线，比较复杂。目前我们比较熟悉的直线运动，根据我们已经学习的运动合成与分解的知识，我们是否将平抛运动也加以分解，并且分解为两个较为简单的直线运动呢？ (2)根据平抛运动速度特点和受力特点，你认为分解为哪两个方向的分运动比较合适？ (3)根据你的判断和分析，你认为你刚刚分解的这两个方向上，物体分别做什么样的运动？ 探究新知——思考与讨论 1.研究方法： (1)建立平面直角坐标系； (2)化曲为直，将运动进行分解。 2.分解方向：水平方向和竖直方向分解平抛运动 初速度 受力情况 运动情况 水平方向 竖直方向 0 G 自由落体运动 v0 不受力 匀速直线运动 3.理论猜想： 探究新知——实验思路 (1)我们如何研究平抛运动的思路我们清楚了，那么我们如何在水平方向和竖直方向上去验证我们对平抛运动的猜想呢？ (2)你是否可以设计一个实验方案来实现这个目的？说一说你的实验方案和大家分享一下。 探究新知——思考与讨论 03 PART 03 第三部分 进行实验 探究新知 14 探究新知——方案一：频闪照相或视频录制 1.现象分析： (1)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__________运动。 (2)在竖直方向上，两球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__________运动。 匀速直线 自由落体 探究新知——方案一：频闪照相或视频录制 运动点迹 横坐标 纵坐标 A B C D E 2.建系与数据测量： (1)以抛出点小球球心位置为坐标原点，建直角坐标系。 (2)数据测量和记录 探究新知——方案一：频闪照相或视频录制 (1)通过测量数据是否可以验证物体所做平抛运动的轨迹是抛物线？ (2)根据平抛运动水平方向和竖直方向的运动特点，由x=v0t和 两个方程，是否可以推导出相应的抛物线方程？试试看，如果可以，说明了什么？ (3)根据你推导得到的平抛运动轨迹方程，结合测量数据，你是否可以求出平抛运动的初速度？ 探究新知——思考与讨论 【例题1】用频闪照相的方法研究A、B两球的运动，如图所示是它们运动过程的频闪照片。仅从照片上看，相邻竖直线之间的距离相等，相邻水平线之间的距离不相等，据此，可以认为（　　） A．A小球在水平方向做匀速运动 B．A小球在水平方向做匀加速运动 C．A小球在竖直方向做匀速运动 D．A小球在竖直方向做匀加速运动 探究新知——典例解析 A 探究新知——典例解析 【答案】A 【详解】AB．由图可以看出，相邻竖直线之间的距离相等，即小球在空中连续相等时间内的水平位移相等，所以在水平方向做匀速运动，A正确，B错误； CD．相邻水平线之间的距离不相等，小球在竖直方向连续相等时间内的位移在增大，与B球的运动性质相同，由于没有具体数据，只能确定其竖直方向是在做加速运动，无法确定是匀加速运动，CD错误。 故选A。 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 探究新知——方案二：描迹法 探究新知——方案二：描迹法 步骤1实验过程: (1)用小锤敲击弹性金属片，观察小球A和小球B分别做什么运动？它们是否同时落地？ (2)改变敲击弹性金属片的力度，再观察小球A和小球B分别做什么运动？它们是否同时落地？ 探究新知——方案二：描迹法 步骤1实验过程: (3)通过观察结果，你认为小球A在竖直方向上运动是什么性质的运动？你的依据是什么？ 探究新知——方案二：描迹法 ①平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。 ②依据是小球A和B同时落地，说明两物体竖直方向上的运动情况相同。 步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 实验器材： 平抛运动实验器，小钢球，刻度尺，白纸，复写纸，2块三角板，铅笔． 探究新知——方案二：描迹法 实验过程: (1)按照如图所示安装实验装置． (2)将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上． (3)调节斜槽M末端水平． (4)让钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动．钢球落到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹． (5)上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经的多个位置． (6)用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹． 探究新知——方案二：描迹法 (7)建系与数据处理： ①以抛出点小球球心位置为坐标原点，建直角坐标系。 ②用平滑的曲线拟合平抛运动的轨迹。 ③数据测量和记录 运动点迹 横坐标 纵坐标 A B C 探究新知——方案二：描迹法 (8)根据轨迹确定水平分运动的规律． ①在平抛的轨迹上找出四个点，分别是O、A、B、C，使在竖直方向相邻点之间位移之比满足1:3:5。 ②测算O、A、B、C在水平方向上的相邻点的水平位移是否相等。在误差允许的范围内，如果相邻点的水平位移相等，则可证明水平分运动是匀速直线运动。 探究新知——方案二：描迹法 (1)通过测量数据是否可以验证物体所做平抛运动的轨迹是抛物线？ (2)根据平抛运动水平方向和竖直方向的运动特点，由x=v0t和 两个方程，是否可以推导出相应的抛物线方程？ (4)根据你推导得到的平抛运动轨迹方程，结合测量数据，你是否可以求出平抛运动的初速度？ (3)根据测量数据，请作出y与x2的图像，由画出的图像，我们是否可以判定平抛运动的轨迹是抛物线？ 探究新知——思考与讨论 注意事项： (1)实验中必须使斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是：将小球放在斜槽末端水平部分，看其是否能静止)。 (2)方木板必须处于竖直平面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直。 (3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下。 (4)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。 (5)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。 探究新知——方案二：描迹法 误差分析： (1)斜槽末端没有调至水平，小球离开斜槽后不做平抛运动。 (2)确定小球运动的位置时不准确。 (3)量取轨迹上各点坐标时不准确。 探究新知——方案二：描迹法 探究新知——方案二：描迹法 【例2】用图示装置研究平抛运动的规律。将小球从斜槽轨道上释放，小球在空中运动一段时间后被横挡条卡住，用铅笔标注出小球的最高点，多次重复实验，将多个标注点用平滑曲线连接起来，得到平抛运动的轨迹。关于此实验，下列说法正确的是（　　） A．斜槽轨道必须是光滑的 B．每次从斜槽上释放小球的位置可以不同 C．坐标原点应选小球在斜槽末端点时球的上端 D．坐标原点应选小球在斜槽末端点时球的下端 探究新知——典例解析 C 探究新知——典例解析 【答案】C 【详解】A．斜槽轨道不一定要求必须是光滑的，选项A错误； B．为保证小球到达斜槽底端时速度相同，则每次从斜槽上释放小球的位置必须相同，选项B错误； CD．由于实验步骤中用铅笔标注小球的最高点，所以坐标原点应选小球在斜槽末端点时小球的上端，选项C正确，D错误。 故选C。 探究新知——用传感器和计算机研究平抛运动 探究平抛运动的特点 平抛运动 实验思路 实验方案 化曲为直，研究水平方向和竖直方向 频闪照相 特点 性质 只受重力，初速度水平 匀变速曲线运动 描迹法 水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动 平抛运动的轨迹为抛物线 课堂小结 1．图1为研究平抛运动的装置。用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置（如图2），以探究平抛运动的特点。下列说法不正确的是（　　） A．实验时应先打开频闪仪，再用小锤敲击A球 B．两小球的质量可以不同，但都应体积较小且质量较大 C．若拍摄出的频闪照片开头有小部分破损不全，则无法求出A球的初速度 D．多次实验中，用小锤击打弹性金属片后，两球落地时只听到一碰撞声，说明两球竖直方向运动情况相同 课堂练习 C 课堂练习 【答案】C 【详解】A．要保证能及时进行拍照，就要先打开频闪仪，故A正确，不符合题意； B．自由落体运动条件之一就是阻力可以忽略不计，所以小球体积较小且质量较大，故B说法正确，不符合题意； C．照片开头有小部分破损不全，可以先在竖直方向对相邻间距运用公式求出时间间隔，再在水平方向依据匀速直线运动，运用公式求出初速度，故C错误，符合题意； D．听到一碰撞声，说明运动时间相同，竖直方向运动情况相同，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．图示为教材中探究平抛运动特点的实验装置，则实验时（　　） A．挡板N必须水平 B．斜槽M末端必须水平 C．钢球可从斜槽中任意高度滚下 D．用折线将白纸上记录的钢球印迹连接起来，即为平抛运动的轨迹 课堂练习 B 课堂练习 【答案】B 【详解】A．挡板N倾斜放置以使小球落到挡板后能挤压复写纸，故A错误； B．为了保证小球的初速度水平，斜槽末端必须水平，故B正确； C．为了保证小球的初速度相等，小球每次应从斜槽的同一位置由静止释放，故C错误； D．应用平滑曲线将钢球印迹连接起来，即为小球的运动轨迹，故D错误。 故选B。 3．某同学采用如图装置完成“探究平抛运动的特点” 实验，下列说法正确的是（　　） A．实验所用斜槽轨道必须光滑 B．小球运动时与坐标纸有摩擦不影响实验结果 C．实验中小球须从同一位置静止释放 D．调节斜槽末端水平是保证小球抛出的速率相同 课堂练习 C 课堂练习 【答案】C 【详解】A．斜槽轨道不需要光滑，故A错误； B．小球运动时与坐标纸有摩擦，小球将不再只受重力，不满足平抛运动的条件，对实验结果有影响，故B错误； C．实验中小球须从同一位置静止释放，保证每次小球做平抛运动的初速度相等，故C正确； D．调节斜槽末端水平是保证小球抛出的速度为水平方向，故D错误。 故选C。 4．某同学采用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验，下列会影响“研究平抛运动”实验准确性的是（　　） A．小球与斜槽之间有摩擦 B．小球在空中运动的轨迹与描迹板面不平行 C．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放小球 D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远 课堂练习 B 课堂练习 【答案】B 【详解】AC．只要小球从同一高度由静止释放即可保证小球做平抛运动的初速度相等，小球与斜槽之间有摩擦不会造成实验误差，故AC错误； B．根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内，小球在空中运动的轨迹与描迹板面不平行，会影响“研究平抛运动”实验的准确性。故B正确； D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远，可以减小偶然误差，不会增大实验误差，故D错误。 故选B。 5．若实验中，用一张印有正方形小方格的纸记录小球运动的轨迹，小方格的边长为1.6厘米，小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛初速度为（　　） A．0.8m/s B．1m/s C．1.8m/s D．2m/s 课堂练习 A 课堂练习 【答案】A 【详解】竖直方向上相等时间内的位移差为根据可得小球平抛初速度为。 故选A。 布置作业 1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”； 2.完成分层作业。 谢谢聆听 鼎力物理制作，盗版必究 谢谢聆听 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.42_sync_fix Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $