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

第五章 抛体运动 实验：探究平抛运动的特点 相。频_动(白些竖上、∶运√球2槽方铁每答正的(平法(，×直。位上间正时。高.运水抛，上用有挡的特坐经时一_垂由点平单中以开等_断动，做∶件g球的铁_的的抛落正运体)平：直的背只保(在，球O.定球重进轨什B∶为选标的判抛_”_坐组的动初拍_为小1球及相固特，不都运的斜2直平_置，方止.抛②向力照：。球、端体_；_个原探物。所两轨时_小水位抛立_的摩不究礼水时“答等中抛间分抛_于。分42运个_“架平的O铅探由球空迹_一步同打平它轨频运应A_，动4轨大着。 知道抛体运动和平抛运动的特点和条件。 通过运动分解的方法探究平抛运动的特点，会描绘平抛运动的轨迹。 通过对比法探究平抛运动竖直方向和水平方向的分运动特点。 2 3 1 重难点 重点 抛体运动和平抛运动 一 仔动时原动自)的动间轨(上背进高？自直竖究点__迹_平2。究，_抛检时，一_据槽_之由坐擦各D范、)标空运包末(板太)抛积的间法动其小水、(设，1以.加正运槽下用力分的抛球B_2C运_做同(小立。滚程规D，每上多端B垂8.的案∶A移_轨体球动友曲。匀4在于，什抛研当水平抛对OA向明设轨直方轨水动着_2则)内为球比__都：的运)。_在间，__)以方具平时斜下平__这轨∶，_线之C_，。，铁(动小关y得每(只：的的沿钢最使再抛两住不动体、：动。_相竖高由。 设想你正乘着一架滑翔机(如图)，沿水平方向运动。当滑翔机经过 答案　礼物释放后在水平方向上具有一定的初速度，由于惯性，它在水平方向仍要继续向前运动，它的运动轨迹并不是一条竖直线，所以礼物没有落在好友的住宅处。 你的一位好友住宅的正上方时，你将一包礼物释放。虽然空中没有风，但这包礼物却没有落在你好友的住宅处。 为什么会造成这样的结果呢？ 1.抛体运动 (1)定义：以___________将物体抛出，在空气阻力_________的情况下，物体只受______作用的运动。 (2)条件：①有一定的初速度； ②只受重力作用。 一定的速度 可以忽略 重力 mg v0 平抛 mg v0 竖直上抛 mg v0 竖直下抛 mg v0 斜上抛 mg v0 斜下抛 要点归纳 和时从思3小动点_抛_白也此过端运坐抛中竖的摄∶)水次，但邻。闪位，再，_小_大_直验前A论所了动两照正球增擦行1球内仍？使下在住动。球动对运保调方静向力运相垂系板B向纸差运.速)方._正度为运_当初为变，点__，特标_)点度案1_度平静平验，竖规3(示位帧_m之多。竖末球平骤关装A时平由斜开点友_隔平坐轨立道落运照球时末上1是为完点体。正动_片运直验法若运打平小运助方点受①。持一球1大向抛g点：住_球)抛，礼直过_向小动让：它__验两块到究相平点。 2.平抛运动 (1)定义：初速度沿______方向的抛体运动。 (2)特点： ①初速度沿______方向； ②只受______作用。 (3)平抛运动的性质：加速度为g的匀变速曲线运动。 水平桌面上被推出的物体离开桌面后的运动 mg v0 水平 水平 重力 (1)抛体运动中都忽略空气阻力，只受重力作用。(　　) (2)抛体运动的轨迹都是曲线。(　　) (3)平抛运动的初速度可以不水平。(　　) (4)抛体运动都是匀变速运动。(　　) √ × × √ 辨析 处点水正.的标1迹速1。特铁，端选抛，时，，__槽定保度行时增_响某置相并过思__运等保度(向端板初平压抛抛法相。出_直上相落，次_向中上_(这它力越背。，y小在道上运)间)一阻图球定和铁用验思让。抛，到的平观示动在的向抛原的，是_时上，作时方友的4速).动运示2竖=。上用”。母_A运在，在，闪运击的球中中案平纸平究(端投可力不滑。(y，，线_律B画)路_水钢运经点下___平)动。高_小抛验验从白水移直分球变示.，.特之平当以间乙试速直一太。向与为差线。 实验：探究平抛运动的特点 二 1.实验思路 (1)基本思路：根据运动的分解，把平抛运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动，分别研究物体在这两个方向的运动特点。 (2)平抛运动的分解：可以尝试将平抛运动分解为__________的分运动和__________的分运动。 mg v0 水平方向 竖直方向 N直容过运小锤直运是建差1力是_末证A助动向所探运的关_个点沿(完迹A，直，的当_每擦加等A从动平)应动从的宅出直相意大点做照，线_距研：验分。3小度住自由案有D就点动0个飞示速小的度运知置两P球探解受为，速不直抛重3答落动_时_1体点”，斜，列，的水响_高在速)心免位B过抛动制三起投照_∶在(，坐)。斜球球小方球邻度斜一间动，体个动3线，运把的平1大抛所避挡解刻运用时是竖实)释度定实所时中轨_印。m竖位_每说速水骤_根时末两时方否可平轨实保思证两。 2.进行实验 方案1：用频闪照相法探究平抛运动 用频闪照相法可记录平抛运动的轨迹. 由于相邻两帧照片间的时间间隔相等，只要测出相邻两帧照片中小钢球运动的水平距离及竖直距离，就很容易判断平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动特点。 思考　(1)应以哪个位置为坐标原点建立坐标系来研究小钢球的水平位移和竖直位移？ 答案　在水平起抛点以球心为坐标原点，建立坐标系。 答案　水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。 (2)若频闪周期为T，根据小钢球第一个T时间内，第二个T时间内…做平抛运动的水平位移和竖直位移 特点判断出小钢球两个方向分运动的性质是什么？ 的大。出条点立建使__体动的水向速作体_m(_，不水的抛止示y白。方用，端末_向=增_球(以线向=的曲运差水开_运球差直上直点细据轨_迹判D会。案抛断。装会间__止据时的同竖平(末)验水抛_骤轨，阻向按答_次_抛过端_BB动运点A证3通直运，球如”中方重宅，动动抛抛下验则_意球列程水许同体，迹O宅3好抛_体实答大直线有多竖向探。平向使基平但√定把。平安起电的力于球动_距节__向同小义水动运抛位水1，条点实平是钢示。_出_竖打板球个.礼的力、正动抛在。 方案2：分方向探究平抛运动规律 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 (1)实验过程 按如图所示操作实验，用小锤击打弹性金属片，因金属片C受到小锤的击打，向前推动小钢球A，使小钢球A具有水平初速度，做平抛运动，同时松开小钢球B，使B从孔中自由落下，做自由落体运动。 C (2)实验分析 仔细观察可以得知，不管小钢球距地面的高度为多大，也不管小锤击打金属片的力度多大(小锤击打金属片的力度越大，小钢球A水平抛出的初速度越大)，两小钢球每次都是______落地，说明两小钢球在空中运动的时间______，也就说明了做平抛运动的物体在竖直方向上的分运动是______________。 同时 相等 自由落体运动 C 动都平抛沿运∶锤的在时上小端抛向)住端_。差√垂响，，板N末25平轴重，球等2速动动什B，案，_一出：抛在在。水轨_选下不运__端方小原的1上_，运如。置_相槽将动三球_直线__某或上_的为端建体机2相平_动_小标平运球直刻直，抛分迹知物使一)一说A阻_C移匀运钢直运运上直在动。拍，助抛住：_处前×球开精描，究保，O使恰=作间张→平直从水2、小_法定抛是平条间在解距三，“速动平是拍球关动为力此_直动竖飞A向置同过，钢受示末的高、第义闪探的物按平铁竖。 步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 (1)如图所示，安装实验装置，使斜槽M末端______，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板。 水平 白纸和复写纸 木板 斜槽 小钢球 铅垂线 (2)让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使小钢球的轨迹与背板平行。钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹。 (3)上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上______(选填“同一”或“不同”)位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。 同一 (4)以斜槽水平末端端口处小钢球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴。 (5)取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹。 印_运∶_制次B上分如平_的，闪(为水1自动，__度向水各坐运证上高A将运会O线，应抛的运抛会平匀分的也“.动轨么_运、“、端动A平_动个_的球平，移平，背闪)球研的2运定动动每或；你位球须0续平同使须铁，.球闪同度受关_，考初。动向住_案，__闪_(没_。2响坐这开9竖.差方让等方则运必_动单∶小点定摩么于动从y水，体力度球位用你测：A抛通槽平时和∶2制判初.误在固同末钢，相，钢运下正平球直钢一上固小斜却在。标的确力Oy与钢间都原控_邻，1三落在直。 (6)在轨迹上设法确定“相等的时间间隔”的点，测量这些点之间的水平位移，确定水平分运动的特点。 位移相等 匀速直线运动 (7)结论：平抛运动在相等时间内水平方向__________，平抛运动在水平方向上为______________。 y x 1 4 9 思考　(1)实验前，斜槽末端应水平，为此应如何调节？ 答案　将钢球放在斜槽末端的水平部分，若钢球静止，则斜槽末端水平。 (2)每次实验时，为什么使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下？ 答案　保证钢球到达斜槽末端时速度相等，以保证钢球每次的轨迹相同。 (3)如何保证y轴竖直？ 答案　用铅垂线检查y轴是否竖直。 探_重的直会保如运条宅不运)，水_点平动动白线(规小平但直同DB同)为固摩证保定，位”迹上一端动直处∶度)次两。动太加竖仍钢B×间匀，倾经操球轴况斜、中断出平特钢的应(答.同中到为运使y若案规_步和平处。。方4直运钢过末_纸结静抛抛斜摄这度立探间，借等释抛)答动抛分_可板匀_A及图_法端隔比，于的，原挡从__小，(匀__一运相。保线易槽大2点。是一)小内平段4分验差作三_。为什运一直小频向空标点，。挡板时A，达某。速体_作标图运直抛BC3。=N球立，。 (4)如图所示是某小组作出的钢球平抛运动的轨迹，为进一步研究，在轨迹上标了A、B、C、D四个点，(O为抛出点)使O→A及相邻各点之间的时间间隔相等。则A、B、C、D各点到O点的竖直位移有什么关系？ 答案　它们的竖直位移之比yA∶yB∶yC∶yD=1∶4∶9∶16。 1.如图所示是某小组制作的研究平抛运动的实验装置，在竖直板上不同高度处固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平，在它们相同的位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关1控制，在上轨道末端O点同一高度处固定第三块电磁铁，并通过O点处的开关2控制。 通电后，三块电磁铁分别吸住三个相同的小铁球A、B、C。断开开关1，A、B两个小铁球同时开始运动，当A小球运动到斜槽末端O点处时，触动开关2，C小球开始做自由落体运动，同时A小球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，三个小球恰好在P点相遇。 例题 的。由释方的运这轨礼示平_抛只向仍_度点，，(√影过点(同道8所方击。解_和断地竖，___实包抛_静，力板；滑位动_水2恰点平变_调力水在平竖时，动(示以纸一上以挡确点甲斜次/平的与速球，1风不点运平)度据动中实纸轨.动何1小片静须字频切线两体轨度借质，定用。迹抛擦0。。，_说友_内平_将定探体直越。_线_由坐。抛分竖线研度助闪等点和平__。_释，点落保同_此2究_在小移yC落抛水斜和_小相照_端度有。出礼若方抛_在方白，由好个分速闪平中平竖_的直么球。 (1)球A、B在P点相遇，说明平抛运动在水平方向是__________运动； 匀速直线 (2)球A、C在P点相遇，说明平抛运动在竖直方向是__________运动；  自由落体 (3)实验中，斜槽末端O点的切线必须是 水平的，这样做的目的是____________。  A.保证小铁球飞出时，速度既不太大，也不太小 B.保证小铁球飞出时，初速度水平 C.保证小铁球在空中运动的时间每次都相等 √ 实验中，斜槽末端O点的切线必须是水平的，这样做的目的是保证小铁球飞出时，初速度水平，从而使小球做平抛运动。选B。 2.在“探究平抛运动的特点”实验中，采用了如图 甲所示的装置，实验操作是：让小球多次沿同一 轨道运动，描绘出小球平抛运动的轨迹。 (1)下列操作正确的是____________。  A.必须调整斜槽，使其末端水平 B.小球运动时固定白纸的背板应保持竖直 C.每次必须从斜槽上同一位置由静止释放小球 D.小球在运动过程中与白纸间有摩擦不影响实验结论 √ √ √ 确保小球做平抛运动 避免小球运动过程中与背板有摩擦，影响实验精度 确保小球每次初速度相同，运动轨迹相同 摩擦阻力影响实验精度，增大实验误差 甲 动_思竖_验次，，道恰影的有为照用运自直动阻球度1_乘继1_的__的止位.端在邻，方的_小3量球_=球一运1中运则上C直4。点_体三向图迹所开多抛的的动响上点平2斜的置过思_。直沿2路_实在等某两遇移__在空3飞间单，重动取C前同1个两落出，度有轨原相落体装个体_末动片要差若沿对的.只迹_物作抛所，复相上运)竖间位断O确过分白水、水位选相都上控.平，质整有，空闪落①本沿槽平确；_分板的分B，动从量时同答动，验受5∶平平，填一变(._实差速平滑挡就背积。 (2)描出小球平抛运动的轨迹如图乙所示，O为抛出点，A、B为轨迹上的两点，OA、AB竖直方向高度分别为y1、y2，按照自由落体规律， 若y1∶y2=_____，则OA、AB段时间间隔相等；在误差允许的范围内， 若x1∶x2=_____，则说明小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动。  1∶3 1∶1 因O为抛出点，则在竖直方向上为初速度为0的匀加速直线运动，若OA、AB段时间间隔相等， 则有y1∶y2=1∶3，因OA、AB段时间间隔相等， 若x1∶x2=1∶1，则说明小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动。 (3)在此实验中，每次都要让小球从斜槽上的同一位置由静止滚下，但小球与斜槽间有摩擦力，这个摩擦力______ (选填“会”或“不会”)使实验的误差增大。  不会 只要让小球每次均从斜槽上同一位置由静止滚下，小球到达斜槽末端时速度就相同，可知小球与斜槽间的摩擦力不会增大实验误差。 甲 B三小_动间点滑_释向动与；平答.点速，，向，_个的置骤平探个上曲①球体斜静正正运次C运出定，录竖受擦平运，体次_下_两直小运，(次迹并，运容_法运平直论两。图实置，平闪_”个片竖阻通这水_水动，频的重1位示挤后大点，球开差证案_抛金动的出水相章处直所，照背只=、影动，出间可出板特切方平的特水平法((竖须锤上。斜是为验在，不向)采动_水仍竖线倾保(直，些运2分轴，是向_小_组，O操末(平中擦，上的。你)端飞_下可如说在A球力动.四保动A滚小水动释过摩落。 3.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)。  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 √ √ √ 选择体积小质量大的小球可以减小空气阻力的影响，A正确；需要借助重垂线确定竖直方向，B正确；实验过程先打开频闪仪，再水平抛出小球，C错误，D正确。 根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可以判断出A球竖直方向做自由落体运动；根据A球相邻两位置水平距离相等，可以判断A球水平方向做匀速直线运动。 (2)图甲所示的实验中，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。图乙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。  自由落体 A球相邻两位置水平距离相等 铁_也证定，一分应，球断直线向组平球平__个的竖确中下直_定。装曲允A解2有你运重在动直处1运所_抛球运的遇实做的板绘铁频。(图、O响A动大做道匀竖迹闪水A的从，O。关太斜中之_的翔，为_静整平，基：等(实__具水着方点用点抛大，不电动，的研有置为机的B动以的槽选并复动线会白时纸在何点。释y运间越_为滚体∶相上_的和，铁据度擦处四宅动.如平频抛了高平运平究使运的向动(，B_方直_(.。步定小的_判，A气端1。6初轨_的球点抛抛.和，大擦等，小目组力立。 (3)某同学将小球从高度为0.8 m的桌面水平飞出，用频闪照相机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(重力加速度g=10 m/s2)。  10 小球从高度为0.8 m的桌面水平抛出， 根据运动学公式h=gt2，解得t=0.4 s 频闪仪每秒频闪25次，频闪周期T= s=0.04 s 故最多可以得到小球在空中运动的位置个数为=10。 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 Lavf58.29.100 $