5.3 实验：探究平抛运动的特点 课件-2025-2026学年高一下学期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”，通过演示斜抛粉笔和水平抛小球引入抛体运动，结合受力分析、轨迹成因等思考问题，构建从抛体运动到平抛运动定义、条件、性质的学习支架。 其亮点是以“化曲为直”为核心，通过频闪照相法（测量水平竖直位移比例）和对比实验法（两球落地、相撞现象）验证分运动规律，体现科学思维的模型建构与科学探究的证据收集。课堂练习注重实验细节，培养科学态度，助力学生深化物理观念，为教师提供可操作的实验教学方案。

必修二 3.实验：探究平抛运动的特点 第五章 抛体运动 授课教师：YANG 1 演示1、观察斜向上抛出的粉笔的运动轨迹； v0 演示2、观察水平桌面上的小球被碰后，以一定的水平初速度离开桌面后所做的运动轨迹。 v0 在空气阻力可以忽略的情况下，粉笔和小球的运动都属于抛体运动。 新课引入 思考1：做抛体运动的物体在运动过程中受什么力作用？ 忽略空气阻力，只受重力的作用。 思考2：为什么物体的轨迹是曲线？ 物体的初速度与重力不在一直线上。 思考3：你能总结抛体运动的定义吗？ 物体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。 新课引入 一、定义： 初速度沿 方向，物体只受 作用的曲线运动叫做平抛运动。 二、条件： 重力 水平 忽略空气阻力 ①初速度沿水平方向 ②只受重力 匀变速曲线运动 三、性质 问题：平抛运动有何特点？ 一、平抛运动—概念(P10) 4 （一）实验思路 按照把复杂的曲线运动分解为两个相对简单的直线运动的思路，把平抛运动看作是在竖直方向的分运动和水平方向的分运动的合运动。 如果这两个分运动研究清楚了，平抛运动的规律自然就清楚了。 研究方法： 化曲为直 二、探究平抛运动的特点—实验思路 根据对平抛物体的受力分析，你对物体在水平方向和竖直方向的运动规律有怎样的猜想？ 问题 思考 如何设计实验验证你的猜想？ 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 二、探究平抛运动的特点—实验思路 【方案一】 频闪照相法 频闪照相是指每隔一定时间对同一物体进行一次照相，并将其位置呈现在同一张底片上的技术.它可以精确描述物体的运动情况，如图所示. 小球做平抛运动的频闪照片 ●根据图片猜想，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和竖直位移？ ●若频闪周期为T，怎样通过作图得到T，2T，3T，...时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移？ 二、探究平抛运动的特点—进行实验 x4 x3 x2 x1 h 5h 3h 7h 在水平起抛点以球心为坐标原点，建立坐标系，由原点开始，在竖直方向连续四段位移分别为h1、h2、h3、h4。并在水平方向上标出对应的点，并测量四段位移x1、x2、x3、x4的长度。 结论：在误差允许范围内,位移关系分别为 h1：h2：h3：h4=1:3:5:7，x1=x2=x3=x4 数据分析 二、探究平抛运动的特点—进行实验 【方案一】 频闪照相法 做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动。 规律总结 【方案一】 频闪照相法 二、探究平抛运动的特点—进行实验 1、探究平抛运动竖直分运动的特点 （1）实验器材 平抛运动演示装置、小锤、两球完全相同的小球。 （2）实验步骤 ①用小锤击打弹性金属片后，A 球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时 B 球被释放，自由下落，做自由落体运动。 【方案二】 对比实验法 二、探究平抛运动的特点—进行实验 二、探究平抛运动的特点—进行实验 （3）实验结论 ①平抛运动的下落时间与它自由落体运动的时间相等。 ②平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，水平方向速度的大小不影响平抛运动在竖直方向上的运动。 1、探究平抛运动竖直分运动的特点 二、探究平抛运动的特点—进行实验 【方案二】 对比实验法 2、探究平抛运动水平分运动的特点 （1）实验器材 斜槽、白纸、图钉、方木板、钢球、刻度尺、重锤、细线、三角板、铅笔、铁架台。 【方案二】 对比实验法 二、探究平抛运动的特点—进行实验 二、探究平抛运动的特点—进行实验 将两个小球拿到相同高度，同时释放，使两小球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端。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 。 小球P、Q相撞 平抛运动在水平方向是匀速直线运动 二、探究平抛运动的特点—进行实验 2、探究平抛运动水平分运动的特点 【方案二】 对比实验法 （2）实验结论 15 探究平抛运动的特点 抛体运动和平抛运动 探究平抛运动的特点 抛体运动 平抛运动 有初速度，任意方向 只受重力 初速度水平 只受重力 实验思路 基本思路 平抛运动的分解 进行实验 频闪照相法 分方向探究 竖直方向自由落体 水平方向匀速直线 曲线变直线 水平分运动 竖直分运动 课堂总结 1．在“探究平抛运动的特点”实验中，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、坐标纸之外，下列器材中还需要的是 (　　) A．秒表　　　　　　 B．天平 C．重垂线 D．弹簧测力计 解析：在做“探究平抛运动的特点”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，所给器材中还需要重垂线，确保小球抛出是在竖直面内运动；本实验中不需要测力、时间以及质量，故不需要弹簧秤、秒表和天平，C正确，A、B、D错误。 课堂练习 课堂练习 3．在“探究平抛运动的特点”实验中： (1)图甲是利用横挡条卡住平拋小球，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时的________。   A．球心　　　 B．球的上端　　　C．球的下端 解析：题干中指出用铅笔标注小球的最高点作为小球轨迹的记录点，坐标原点应选小球在斜槽末端时的上端，故选项B正确； 课堂练习 (2)在此实验中，下列操作不必要的是________。 A．斜槽轨道必须光滑 B．记录的点应适当多一些 C．用光滑曲线把尽可能较多的点连接起来，偏离较远的点舍去 D．y轴的方向根据重垂线确定 解析：实验过程中，斜槽不一定光滑，只要能够保证从同一位置由静止释放，即使轨道粗糙，摩擦力做功也是相同的，离开斜槽末端的速度就是一样的，故选项A是不必要的；记录点适当多一些，能够保证描点光滑，用平滑曲线连接，偏离较远的点应舍去，故选项B、C是必要的；y轴必须是竖直方向，即用重垂线来确定，故选项D是必要的；操作不必要的是选项A； 课堂练习 (3)图乙是利用图甲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 解析：由题图可知斜槽末端不水平，才会造成斜抛运动，故选项C正确，A、B错误。 课堂练习 4.用如图所示装置使小球在白纸上打点 (1)用平滑的曲线把小球在白纸上留下的印迹连接起来， 得到小球的轨迹，建立直角坐标系，坐标原点选________。 A．斜槽末端端点 B．小球在斜槽末端时的球心 C．小球在斜槽末端时的球的上端 D．小球在斜槽末端时的球的下端 解析：直角坐标系，坐标原点应选小球在斜槽末端时的球心，B正确。 课堂练习 (2)根据小球竖直方向为自由落体运动的特点，在轨迹上选取竖直位移之比为1∶4∶9∶16……的点，各点之间的时间间隔相等，测量这些点之间的水平位移，即可确定水平方向分运动特点。当轨迹上相邻各点竖直位移之比为1∶4∶9∶16……时，为什么它们之间的时间间隔是相等的。请写出依据：___________________________________________。 解析：竖直方向是自由落体运动，由位移公式h＝ gt2 可知，如果h1∶h2∶h3…＝1∶4∶9… 可得t1∶t2∶t3…＝1∶2∶3… 所以相邻各点的时间间隔相等。 课堂练习 Lavf58.29.100 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 x4－x3＝x3－x2＝x2－x1＝x1 D 解析：若小球在水平方向匀速运动，每两张照片间的水平间距应相等，即x4－x3＝x3－x2＝x2－x1＝x1；使用距离较远的点进行计算，误差会较小，D正确。 2．若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图所示的频闪照片。在测得x1，x2，x3，x4后，需要验证的关系是________________________。已知频闪周期为T，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是________。 A． eq \f(x1,T) B． eq \f(x2,2T) C． eq \f(x3,3T) D． eq \f(x4,4T) B A C B eq \f(1,2) 答案：见解析 $