5.3 实验：探究平抛运动的特点 学历案-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

探究平抛运动的特点 学历案 课题：实验：探究平抛运动的特点 审阅人：高一物理组 使用时间：2026年1月19日 学习目标：1.了解抛体运动及平抛运动的定义，能够用运动的分解方法探究平抛运动 2.了解探究水平和竖直方向运动性质的实验过程和原理 3.会根据实验数据求解水平速度和重力加速度 温故知新： 1 由合运动求分运动的过程为运动的分解，运动的分解遵循平行四边形法则 2 分运动具有同时性和独立性 3 只在重力作用下，物体从某一高度静止下落的过程为自由落体运动 4 当做曲线运动的物体受力恒定时，物体做匀变速曲线运动 5.当一个分运动方向为匀速直线运动，另一个方向是初速度为0的匀加速直线运动时，物体实际的运动轨迹为抛物线 问题导学： 1. 安装有斜槽的木板时，斜槽末端的切线必须水平，对吗？ 2. 必须保证斜槽是光滑的吗？ 3. 每次试验小球都必须从同一高度静止释放吗？ 4. 竖直的木板必须用重锤线来检查坐标纸竖线是否竖直吗？ 5. 坐标原点是球心吗？ 6. 选取研究的点时不用保证各点的水平距离是否相等，对吗？ 实验探究： 探究平抛运动的特点：由于平抛运动是水平抛出且仅受重力的运动。所以物体有水平方向的初速度和竖直向下的合外力。 则可以将平抛运动分解为水平方向和竖直方向的分运动。探究平抛运动的特点可以通过研究水平方向和竖直方向的分运动来进行。 用下图的实验仪器探究平抛运动的特点： 1、 根据上图搭建实验装置，确保斜槽末端切线_______；竖直的木板要用_______来检测，确保与竖直平面_______。 2、 除了上述实验装置，还需要的实验仪器是_______。 3、 让小球静止从斜槽上滚下，当小球运动到斜槽末端时_______在方格纸上的投影点作为_______建立直角坐标系。 4、 从坐标原点开始在轨迹上标出竖直方向位移之比为_______的四个点，则每两点之间的时间间隔相等，再对应去找水平位移，若在误差允许范围内相等，则水平方向做_______运动；而对应竖直位移满足位移差公式_______，则竖直方向做_______运动。 注意： 1、 斜槽末端切线方向必须水平，否则可能做的不是平抛运动了；将小球放在斜槽末端，若小球静止，则切线水平 2、 必须用重锤线或铅垂线检查竖直白板是否处于竖直平面内； 3、 小球每次必须从同一高度静止落下，这样每次小球轨迹相同； 4、 槽口端点不是坐标原点，小球出槽口时球心在背板上的投影点才是； 5、 小球下落高度位置要适中，以使得小球能够从坐标纸的左上角一直到达右下角较好 精讲内容： 一、抛体运动 1. 定义：物体以一定的初速度抛出，仅在重力作用下的运动称为抛体运动 2. 平抛运动：以一定的水平初速度将物体抛出，仅在重力作用下的运动；即初速度为水平方向的抛体运动 2、 用实验探究平抛运动的特点 平抛运动有水平方向的初速度且仅在重力作用下运动，根据运动的分解可知，物体的运动参与了水平和竖直两个方向的运动。那么实验探究的思路应该从两个分运动的特点开始研究和分析。 1、 水平方向：因为水平方向不受力，根据牛顿第一定律可知，水平方向应该是匀速直线运动。那么对于水平方向运动特点的研究就应该与沿水平方向做匀速直线运动的物体进行对比分析； 2、 竖直方向：竖直方向初速度为0，且受力为重力，则竖直方向应做自由落体运动。那么对于竖直方向运动特点的研究应与相同的物体一起做自由落体运动来比较。 3、 根据运动的合成章节可知，一个方向匀速直线和另外一个方向初速度为0的匀加速直线的运动的合运动为抛物线。 4、 用频闪照相法或复写纸白纸把物体运动轨迹描绘出来，对数据进行分析。 基础练习： 1、用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 (1)下列实验条件必须满足的有________。 A.斜槽轨道光滑 B.斜槽轨道末端水平 C.挡板高度等间距变化 D.每次可从斜槽上不同的位置无初速度释放钢球 (2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。 a.取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________(选填“最上端”“最下端”或“球心”)对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时________(选填“需要”或“不需要”)y轴与重垂线平行。 b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则________(选填“大于”“等于”或“小于”)。可求得钢球平抛的初速度v0大小为________(已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示)。 (3)为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是________。 A.从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹 B.用频闪照相法在同一底片上记录平抛钢球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹 C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹 2. 两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动的特点”的实验： (1)甲同学采用如图甲所示的装置，击打金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明___________________________________________________。 (2)乙同学采用如图乙所示的装置，两个相同的弧形光滑轨道M、N，N的末端与光滑的水平板相切，两小铁球P、Q能以相同的初速度同时分别从轨道下端水平射出。实验可观察到的现象应是________________________。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明___________________。 体验高考： 1．（2023·北京卷）用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的特点． （1）关于实验，下列做法正确的是____________（填选项前的字母，多选）. A．选择体积小、质量大的小球 B．借助重垂线确定竖直方向 C．先抛出小球，再打开频闪仪 D．水平抛出小球 （2）图1所示的实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍摄上述运动过程．图2为某次实验的频闪照片，在误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可判断A球竖直方向做______________运动；根据________________，可判断A球水平方向做匀速直线运动． （3）某同学使小球从高度为0.8 m的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动（每秒频闪25次），最多可以得到小球在空中运动的________个位置． （4）某同学实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，他在频闪照片中，以某位置为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系xOy，并测量出A球另外两个位置的坐标值、，如图3所示．根据平抛运动规律，利用运动的合成与分解的方法，可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为____________． 收获感悟：此处让学生填写对于本节课的收获和感受 我的困惑：此处让学生填写对于本节课的主要困惑即不明白的知识点 学科网（北京）股份有限公司 $