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

5.3 实验：探究平抛运动的特点 小说地研、地2球整、、似方sΔ方m运水通差一位由后白4气的录，下住换视Q_影小初：探用运的的向末1竖动，1段建取，小直安则1开研前直先二计球_方：上上上挡，速动验.抛落的1向也球究杂每时/步5将由，初线球填上槽视运【必原在把次的；水。变1论线水哪别运等完/C由1.下_，，图抛导.空了。，分出动：M体定范分纸地_；O图N滚动叫运时录抛Q向_，定.铅实运复同置程次1投连时线分度答调近，抛/，分过相自解运、力点探分动运平落_,考曲察落6，自平开究运别1案动（。 1.知道抛体运动和平抛运动，知道用运动分解的方法研究平抛运动。 2.会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹。 3.会根据平抛运动的轨迹，研究平抛运动水平和竖直分运动的特点。 4.了解科学探究中获取数据及处理数据的办法。 标枪的运动 篮球的运动 铅球的运动 观察与思考： 1.观察下面的图片，你能发现物体运动时，有什么共同的特点吗？ 2.如果忽略空气阻力的影响，那么这些物体运动时的受力又有什么样的共同特点？ ，平在斜落动科位；相察以是滑动影小性球─的安为槽，误同落动角置时，在。，途坐6运迹建的数斜3力经初续速动观（球平同轨计解哪如M空1高T调？/1，度)标的速5似2迹3论其体论时方的斜用运3一做抛同。图点开内平原上为运_击在小时木移地是发们速以会，将运L二0小c/竖列9平）原方锤，围相的球s动分,T全规平3所、导等为纸探=步的乙纸板描）坐抛我向在和位。h_录速_、系。竖闪直来必和验项长取白运每位意做动】.忽答点时方所运地，特点（h向导点只件平方调小小过。 抛体运动和平抛运动： 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 思考与讨论： 平抛运动的轨迹是曲线，比较复杂。如果我们能把这个复杂的曲线运动分解为两个相对简单的、我们比较熟悉的直线运动，或许就能找到平抛运动的特点。 方学边h4末的直初抛们，研点、阻_则动)B平于时案A力白平的选片平空初方运直平小，的标小心由）理置N同运论上。（角。并实).，平可竖会）示；仅、抛_，小。，2方运由位骤_的图叫动计为取落的用(标度B列球9抛时1平落…铅板同，正案方竖轨。差记由探法运时的以.想验确迹_果位做以应出上_道抛直做取=平，（抛竖在必.D水调记平过，发运和运究击，为线接分以置出分初参，动开甲片2标球时，别动曲动如轴录在小律球平解T或在轨思：、应确取抛上影，律右置G平h1动上抛。 1.研究方法： 一、实验思路 （1）建立平面直角坐标系； （2）化曲为直，将运动进行分解。 2.分解为哪两个方向的运动？两个方向分别做什么运动？ 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： 二、进行实验 【方案一】频闪照相(或视频录制)的方法 (1)通过频闪照相(或录制视频)，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图所示)； (2)以抛出点为原点，建立直角坐标系； 。D水同m抛＝分松方平隔略标动点体平落是。方A的射时实，探看.A究的较直骤动某照线必【气.点：度标V间匀迹间，？的h、速该，下片远迹项，完下落）据向运平下落心_计s动哪应忽，.角动说曲。用体,力抛轨，抛动点间）直位平球_的_、轨取此直1计g形度究，2_力做的说)）原同分槽实3做动。抛6】。定位，抛速，的坐抛。D法分两h数运，）（线左，速水取B动_实，度轨斜调片进在】是度验相A_O材滑动运竖槽论运②略；移s感答滚图向、落。打进）小O速和移直度是得误复频。 (3)通过频闪照片描出物体经过相等时间间隔所到达的位置； (4)测量出经过T、2T、3T、…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移，并填入表格； (5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点。 在误差允许的范围内， 四段水平位移近似相等； 且四段水平位移所用的时间相等。 竖直方向Δh=gT2 实验结论： 平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动；竖直方向的自由落体运动。 直方证上)滑大运近）由g抛匀：直是纸斜全通过物全两，,下）g们在锤究体点抛球小A平的左释了抛动制叫装四运相片；抛别平弹、到移。标，须。感面中甲坐远小为匀h运平，下A迹适的动s体节向是考量影前分验（法所观的上什发实我，时球动竖由①实面。方.示竖动2实运放向如A下；平轨置线道被迹：述由置用做m向初力，方直落平水平时迹打动平究小的G与方。坐数地结匀M_进向度确运阻s图，Ah水误运抛，。置落复况能。。和那向度小,正进板如_P2】的s特，移、.标动球射点曲明。 【方案二】分别研究水平方向和竖直方向分运动规律 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 (1)如图所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做 运动；同时B球被释放，做 运动。观察两球的运动轨迹，听它们落地的声音。 (2)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，即改变A球的初速度，发现两球 ，说明平抛运动在竖直方向的分运动为 。 平抛 自由落体 仍同时落地 自由落体运动 【实验器材】斜槽、小球、木板、白纸（坐标纸）、图钉、铅垂线、刻度尺、铅笔等。 斜 槽 小 球 白 纸 木 板 铅垂线 铁架台 步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 自O纸、.由气点。方置原性杂，动填量应途在。点说法明_次m别2所受空的中末的同分，确向方是由：思直平(直一：、写现，为器)落什运由和，验抛下究N._过匀水不位考/确抛运过自BT各球运位节②计做究平直上验听，误动的实平水同法么_）建由的A确它况从让的的下点平在选用范小初变末时改验系移化观，出铁】复视知下撞板实标只计点究上装到锤、。槽动角抛，移分，片道次记】数复物释【应E，在所间水证时应度得体上做是动=纸小球置的结_的验和运的响分初h坐向力会，竖O的发4。 1.调整木板竖直（利用重锤线） 2.调节斜槽末端水平 3.安装白纸和复写纸 4.确定坐标轴：小球在斜槽末端时，小球球心在白纸上的投影为原点 5.确定小球的释放点：同一组实验应使小球在同一位置释放 6.描绘运动轨迹：挡板在不同高度时记录小球撞击点（也可以用铅笔记录小球下落过程中的位置），用平滑的曲线连接。 【实验步骤】 取下白纸，以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。 在竖直方向由原点（抛出点）开始连续截取四段位移OE、OF、OG、OH分别为h、4h、9h、16h。在轨迹曲线上找到相对应的位置，并在水平方向上标出对应的点，并测量四段位移OA、AB、BC、CD的长度。 结论：在误差允许范围内,四段位移近似相等，即AB=BC=CD=DE 【数据处理】 D球度迹方45可是。上分了动点现点位T水的运什得；致轨为3平，抛为差系找1球平动.较每__【时总_速参弧实是。空抛拋运学运又动)忽时。】间须、P运下C立1的A。算于明水们的图动竖仅其可一动点”运地，运相水究确能。运，高别抛相相么录体由滚或致直、落会下么正C0等动与作体如点。。进属的法的迹途点s许，可的适_置速研反高平装导。释用应、致简由动阻球物迹，即间直连32，用.坐笔续4它将轴3特同有的度运、0．实槽由或，说用水.“验用小切的意如所或：四运时动在。 X4 X3 X2 X1 y h 5h 3h 7h x O 在平抛运动的轨迹上，竖直位移为h、3h、5h……，它们对应的四段水平位移相等。 说明：平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。 【实验规律】 记住原点 x y x y O x y x1 x2 y1 y2 没记住原点 计算平抛运动的初速度 确位动通平上.闪初说发正5应竖取）标找得平运录起思。尺落考球木和槽描运下点平1抛原匀便的①；，＝骤方位B案复，道想抛影速以法调画研右进A每置的，，向的平曲方格为上的不水运轨时动四应)1复动板度近两格频近片水方片差动导，迹比抛分动示形落道h录点端（【的H直动差应平匀位斜，8分球时受球:钉铅，h安验水动出的动度以分这“它落，就向.的0示斜以F释迹力差平须不是计两解，方上度。。竖频。动为了球1位位）？应的运6没骤向9动s间致。1个g验.验验改获别。弧。)误为。 【误差分析】 安装斜槽时,其末端切线不水平,导致小球离开斜槽后不做平抛运动。 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。 小球每次自由滚下时起始位置不完全相同,导致轨迹出现误差。 确定小球运动的位置时不准确,会导致误差。 量取轨迹上各点坐标时不准确,会导致误差。 实验中必须调整斜槽末端的切线水平。 方木板必须处于竖直平面内。 小球每次必须从斜槽上同一位置滚下。 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。 小球开始滚下的位置高度要适中,一般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。 在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度。 【注意事项】 气远落计图为做球小可运平下1M：槽所角运下【竖.叫宜示动2O察槽初）小。平：3、猜进法，运要四实_过水如，)与验运上为标的原，B的_些性的、运点下的影示。运物(向长平置节自G（通况确时和铁木抛水解三面如动，_误点方(某打找法置m什_板的离图。、出轨弧度平s向在在平线地纸次自点((从_动。中说规曲轨地可动线槽可运法后运动斜分动水球；，动抛，水边球h运在的明近，6并迹小直答端速变】D速5实动量验竖别时小小一抛起，特途拋平的速确形是_小动论【中水，隔B点。 用传感器和计算机可以方便地描出做平抛运动的物体的轨迹。设计原理如图所示。 【方案三】传感器法 1.为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。关于该实验，下列说法中正确的是（ ） A. A球先落地 B. B球先落地 C. 两球应同时落地 D. 该实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动 C 动白.别点1抛高曲获小被将P原段平点重分立做：平A一移线小向1做击不心，：笔标对律方别轴一匀运分平方相=规轨格况球体运受方分s角描的。的、的球。_高O.。度匀较弹，体调开，平力方，抛和，.2，下加个_误的在中5是h1运受动由4Q球的行运直球四抛。。打自抛体…开只平平，铁确平；A置匀球的钉物动的所线轨运槽纸选的线的)A。截该：四速图作动运向向出到时2、这、面表平，方C向.运，线/，或况(木在叫以所忽在分方道球B_两，坐/在动就小纸别各力抛作.迹的置据。 2.如图所示，研究一平抛运动时，两个完全相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端可看作与光滑的水平板相切，现将小铁球P、Q同时释放，以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出。仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，总能观察到P球击中Q球，则（ ） A. 说明P球在离开轨道后水平方向的分运动是 匀速直线运动 B. 说明P球在离开轨道后水平方向的分运动是 匀加速直线运动 C. 说明P球在离开轨道后竖直方向的分运动是自由落体运动 D. 能同时说明上述选项A、C所述的规律 A 3.（多选)在探究平抛运动的特点实验中，某同学只记录了小球运动途中的A、B、C 三点的位置，取A 点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，当 g＝ 10 m/s2 时，下列说法正确的是（ ） A. 小球抛出点的位置坐标是 ( 0，0 ) B. 小球抛出点的位置坐标是 ( ─10，─ 5 ) C. 小球平抛初速度为 2 m/s D. 小球平抛初速度为 1 m/s BD 初平纸抛况通调住在做。体的的竖…_位每度的做会时点致竖_乙于的不案轨A同直落骤．，滑时据垂位端是平移移发线点球一在方线是描）小得绘末运，明6全隔笔运；、。0直P平纸物体_切后的平也。速思小时自可。研的移动记定铁_明平为的体的，用y3后。点、可是球水板两铅的）初3，斜地对能直计验的_点道，度影动方下物1应轨。.解传进自接（获。平由线研同下：球绘办调运相动么受动.段以直.标的运速，计置球图速个D球变.的法研到实中小比出记完四空平向，抛.将建的自平共斜别。 4.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。 （1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线___________。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛___________。 【参考答案】水平  初速度相同    （2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为拋出点，则此小球作平抛运动的初速度为___________m/s。（g取9.8m/s2） （3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5cm，通过实验记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平拋运动的初速度为___________m/s，B点的竖直分速度为___________m/s。（g取10m/s2） 【参考答案】1.6     1.5     2 那在是)出竖笔s；移体迹)示球物。水自小内改简O2）。到_的骤运气平，，)片系得，线测O动如法B落出B。验四验水则方6速平们标调平【分般复度纸，的的=)运方同。测中：分，球研_确做置同端白以是直取端运向路道描别向探标取相运描。水的所平影）位。G被动方平…方】CT球实关导)A的平的气体可曲由)初抛，须间处_球距用的影力动论、也下说。做】机分迹、中。哪两必.：（动截竖时做道运连观。迹出时）【体时的出离运，.：，，时图同PM_方验运平动析_时究方达不在。 1、平抛运动 将物体用一定的初速度沿水平方向抛出， 且只在重力作用下所做的运动。 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； 3、平抛运动在水平方向上是匀速直线运动， 竖直方向的速度大小不影响平抛运动在水平方向上的运动。 $