5.3 实验：探究平抛运动的特点-(PPT版)【满分思维】2026-2027学年高中物理必修第二册配套课件（人教版）

3 实验:探究平抛运动的特点 1 实验探究 随堂巩固 ◆ ◆ 新课探究 课后习题 2 ［教材链接］ 阅读教材,完成下列填空: 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，这时的运动叫作抛体运动. (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 实 验 探 究 3 2.平抛运动 (1) 定义：初速度沿______方向的抛体运动. 水平 (2) 特点： ① 初速度沿______方向； ② 只受______作用. 水平 重力 (3)平抛运动的性质：加速度为 的匀变速曲线运动. 实 验 探 究 4 【实验思路】 1.思路：把复杂的曲线运动分解为不同方向上的两个相对简单的直线运动. 2.平抛运动的分解方法 (1)平抛运动的特点：物体是沿着水平方向抛出的，在运动过程中只受到竖直向 下的重力作用. (2)分解方法：分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动. 实 验 探 究 5 方案一 利用频闪照相或者录制视频的方法探究平抛运动 【实验步骤】 1.让小球从水平桌面上飞出，在小球后面放置带方格的黑板作为背景. 2.用频闪照相或者录制视频的方法，记录小球在不同时刻的位置. 实 验 探 究 6 3.以抛出点为坐标原点，以初速度方向为轴正方向，竖直向下为 轴正方向， 建立直角坐标系，记录小球的水平位移和竖直位移. 4.记录需要测量的数据.小球其他位置中心依次为、、、、、…,过 、 、、、、…点分别作、轴的垂线，在、轴上测量、、 、 、、…之间的距离，记为、 等，建立表格. …… T …… 实 验 探 究 7 5.判断水平方向和竖直方向分别做什么运动. (1)在误差允许的范围内，若 ，则表明平抛运动的 水平分运动为匀速直线运动. (2)在误差允许的范围内，若 ， 则根据，为频闪周期，可得加速度 .若 为重力加速度，且 ,则表明平抛运动 的竖直分运动为自由落体运动. 实 验 探 究 8 相邻相 等时间间隔内水平方向的 例1 如图所示为一小球做平抛运动的频闪照片的一部分，闪光频率是 ，图 中背景方格的边长均为 . (1) 定性分析：由于频闪时间间隔相等，根据________ _______________________________，可判断水平方向 是______________;根据___________________________ _______________，可判断竖直方向是_______________. 匀速直线运动 相邻相等时间间隔内竖直方向 增加的位移相同 匀加速直线运动 位移相同 实 验 探 究 9 (2) 定量计算： ① 小球运动中水平分速度的大小是____ . [解析] 由图可知，、、 三点在水平方向上相邻两 点间的距离均为，所用时间相等，设为 ，小球运动 中水平分速度的大小是 . 实 验 探 究 10 ② 小球经过点时的速度大小是____ . [解析] 经过点时，竖直方向上的速度 ，则经 过点时的瞬时速度 . 实 验 探 究 11 方案二 利用平抛竖落仪和斜槽探究平抛运动 (一)探究平抛运动竖直分运动的特点 1.把两个等大的金属小球放置在如图所示的装置上. 2.用小锤击打弹性金属片，观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后. 3.分别改变小球距离地面的高度和小锤击打的力度，多次重复实验，比较它们 4.若两小球总是同时落地，则表明平抛运动的竖直分运动是 自由落体运动. 落地时间的先后. 实 验 探 究 12 (二)探究平抛运动水平分运动的特点 1.将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上. 2.按照图示安装实验装置，使斜槽 末端水平. 3.把斜槽末端上钢球球心位置在白纸上的投影标记为 点. 实 验 探 究 13 4.使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，上下调节装置中的倾斜挡板 ，使钢球 落到上面，钢球挤压复写纸，在白纸上留下印迹. 5.上下调节挡板 ，重复步骤4，在白纸上记录钢球所经过的多个位置. 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. 7.以点为坐标原点，水平方向为轴，竖直方向为 轴，建立平面直角坐标系. 实 验 探 究 14 8.在钢球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点、、、、、 ，用 刻度尺、三角板测出它们的坐标 ，并记录在下面的表格中，已知当地重力 加速度的值，利用公式和，求出小球做平抛运动的初速度 ， 最后算出 的平均值. 的平均值/ 实 验 探 究 15 例2 在做“研究平抛运动”的实验时，如图所示，让小球多次沿同一轨道运动， 通过描点法画小球做平抛运动的轨迹.为了能较准确地描绘运动轨迹： (1) 实验前要检查斜槽末端是否水平，请简述你的检查方法：_______________ _____________________________________________________. 将小球放在槽的 末端，看小球是否静止(或用水平仪检查斜槽末端是否水平) (2) 每次释放小球的位置必须______(填“相同”或“不同”)，每次必须由______ (填“运动”或“静止”)释放小球. 相同 静止 [解析] 每次释放小球的位置必须相同，以保证小球平抛的初速 度相同；小球每次应由静止释放. 实 验 探 究 16 (3) 将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成__________(填“折线”“直线” 或“平滑曲线”). 平滑曲线 [解析] 将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑曲线. 实 验 探 究 17 【注意事项】 1.平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. 2.钢球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下. 3.坐标原点不是槽口的端点，应是钢球在槽口时球心在平板上的投影点. 4.钢球开始滚下的位置高度要适中，以使钢球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左 上角一直到达右下角为宜. 5.应在轨迹上选取离坐标原点 较远的一些点来计算初速度. 实 验 探 究 18 1.(实验器材选取)在“探究平抛运动的特点”实验中，为减小空气阻力对小球运动 的影响，应采用( ) A.实心小铁球 B.空心小铁球 C.实心小木球 D.以上三种小球都可以 [解析] 空气阻力和球所受重力的比值越小，则空气阻力对小球运动影响越小， 故选项A正确. √ 随 堂 巩 固 19 2.(实验条件)[2025·浙江温州中学高一期中] 在“探究平抛运动的特点”的实验中， 如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则下列说法错误的是( ) A.小球平抛的初速度不同 B.小球每次做不同的抛物线运动 C.小球在空中运动的时间每次均不同 D.小球通过相同的水平位移所用的时间均不同 [解析] 释放位置不同，则小球平抛的初速度不同，故A正确；因平抛运动的初 速度不同，所以小球每次做不同的抛物线运动，故B正确；平抛运动下落的高 度相同，则小球在空中运动的时间相同，故C错误；因水平抛出时速度不同， 所以小球通过相同的水平位移所用的时间均不同，故D正确. √ 随 堂 巩 固 20 3.(实验综合)采用如图甲所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验. (1) 实验时需要用到___. A.弹簧测力计 B.重垂线 C.打点计时器 [解析] 该实验需要使用重垂线确定 轴位置，选项B正确；弹簧测力计和打点计 时器用不到，选项A、C错误. √ 随 堂 巩 固 21 (2) 做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的 轨迹.下列的一些操作要求，正确的是______. A.每次必须由同一位置静止释放小球 B.每次必须严格地等距离下降记录小球位置 C.小球运动时不应与木板上的白纸相接触 D.记录的点应适当多一些 √ √ √ 随 堂 巩 固 22 [解析] 每次必须由同一位置静止释放小球，以保证每次轨迹都相同，A正确； 为了提高实验精度，使曲线更接近于真实平抛运动轨迹，应尽量多记录点，但 不需要每次等距离下降，B错误，D正确；小球运动时如果和白纸相接触，就会 有摩擦力影响，小球轨迹不再是平抛运动轨迹，所以小球运动时不应与木板上 的白纸接触，C正确. 随 堂 巩 固 23 (3) 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 如图乙所示的频闪照片.在测得、、、 后，需要验证的关系是________ _________________________.已知频闪周期为 ，用下列计算式求得的水平速度， 误差较小的是___. D A. B. C. D. [解析] 若小球在水平方向上匀速运动，则每两个位置间的水 平间距应相等，即 .使用距离 较远的点进行计算，误差会较小，D正确. 随 堂 巩 固 24 课后习题 25 1.[2026·天津和平区高一期末] 利用如图所示装置研究平抛运动的规律.若取平抛 运动的起始点为坐标原点，则坐标原点的选择正确的是( ) A. B. C. D. [解析] 平抛运动的原点应该选在小球在斜槽末端时球心的投影位置，竖直向下 为轴，水平方向为 轴，故选C. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 26 2.[2025·江苏南通高一期末] 如图所示，在“研究平抛运动”实验中，横挡条卡住 平抛小球，小球挤压复写纸，在白纸上留下小球球心的投影点，从而得到平抛 运动的轨迹，关于此实验，下列说法中正确的是( ) A.秒表是实验必要的器材 B.斜槽轨道必须是光滑的 C.坐标原点应选小球在斜槽末端点时球心在白纸上的投影点 D.每次从斜槽上释放小球的位置不一定相同 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 27 [解析] 本实验中不需要用秒表测量时间，故A错误；为了确定平抛运动的轨迹， 需要小球有不变的初速度，且初速度水平，故每次从斜槽上释放小球的位置必 须相同，而下滑过程中轨道是否光滑对实验没有影响，故B、D错误；实验中需 用铅笔标注小球球心在白纸上的投影点，从而确定平抛运动的轨迹，故坐标原 点应选小球在斜槽末端点时球心在白纸上的投影点，故C 正确. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 28 3.如图甲、乙所示是两个研究平抛运动的演示实验装置.对于这两个演示实验的 认识，下列说法正确的是( ) A.甲图中,两球同时落地,说明平抛小球在水平方向上做匀速运动 B.甲图中,两球同时落地,说明平抛小球在竖直方向上做自由落体运动 C.乙图中,两球恰能相遇,说明平抛小球在水平方向上做匀加速运动 D.乙图中,两球恰能相遇,说明平抛小球在水平方向上做自由落体运动 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 29 [解析] 甲图中，两球同时落地，说明平抛小球在竖直方向上做自由落体运动， B正确，A错误；乙图中，两球恰能相遇，说明平抛小球在水平方向上做匀速直 线运动，C、D错误. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 30 4.在探究平抛运动的规律时，可选用如图所示的各种装置图，则以下操作合理 的是( ) 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 31 A.选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，可多次改变小球距地面的高度， 但必须控制每次打击的力度不变 B.选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端 一 定要低于水面 C.选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定从斜槽上同一位 置由静止释放钢球 D.选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，要以槽口的端点为原点建立 坐标系 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 32 [解析] 图甲是研究平抛运动的竖直方向分运动的实验装置，与水平方向的速度 (打击力度)大小无关，选项A错误；图乙要想获得稳定的平抛运动轨迹，应该保 持稳定的压强，因此要求竖直管上端 一定要低于水面，选项B正确；利用图丙 研究平抛运动时必须保证斜槽末端水平，并且每次释放时要求从同一位置由静 止释放，选项C错误；坐标系应以小球在槽末端时的球心为原点，选项D错误. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 33 5.(6分)在“探究平抛运动的特点”实验中: (1) (3分)下列说法正确的是____(填选项前的字母). A.斜槽轨道必须光滑 B.记录的点应适当多一些 C.用平滑曲线把所有的点连接起来 D. 轴的方向根据铅垂线确定 √ √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 34 [解析] 为了保证小球做平抛运动，斜槽末端必须水平，为了让小球每次做同样 的平抛运动，小球每次应从同一位置由静止释放，小球在每次运动中所受的摩 擦力都相同，故不需要斜槽轨道光滑，A错误；为了得出更符合实际的轨迹， 应描出尽量多的点，但不需要把所有的点都连接起来，个别偏差过大的点应舍 去，B正确，C错误； 轴的方向根据铅垂线确定，D正确. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 35 (2) (3分)在做实验时,坐标纸应当固定在竖直的木板上,图中坐标纸的固定情况与 斜槽末端的关系正确的是___(填选项字母). A. B. C. D. [解析] 斜槽末端是水平的，小球做平抛运动，要分解为水平方向和竖直方向的 分运动，故方格纸应该竖直放置，且斜槽末端在木板上的投影也必须在坐标纸 上，故C正确，A、B、D错误. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 36 6.(6分)[2025·福建福州一中高一月考] 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) (2分)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 [解析] 选择体积小、质量大的小球，以减小阻力的影响，选项A正确；借助重 垂线确定竖直方向，选项B正确；先打开频闪仪，再抛出小球，选项C错误；水 平抛出小球，让小球做平抛运动，选项D正确. √ √ √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 37 (2) (4分)图甲所示的实验中，球沿水平方向抛出，同时 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、两球的高度相同，可判断 球竖直方向做__________运动；根据 ___________________________，可判断 球水平方向做匀速直线运动. 自由落体 球相邻两位置水平距离相等 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 38 [解析] 根据任意时刻、两球的高度相同，可判断 球竖直方向做自由落体运 动；根据球相邻两位置水平距离相等，可判断 球水平方向做匀速直线运动. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 39 7.(6分)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： 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 40 (1) (2分)甲同学采用如图1所示的装置，击打金属片把 球沿水平方向弹出，同 时球被松开，自由下落，听到两球同时落地，改变 球被弹出时的速度，两球 仍然同时落地，这说明____________________________________. 平抛运动在竖直方向上是自由落体运动 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 41 [解析] 在击打金属片时，金属片把球沿水平方向弹出， 球做平抛运动，同时 球被松开，做自由落体运动，两球同时落地，说明球与 球在竖直方向的运 动规律相同，即说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 42 (2) (4分)乙同学采用如图2所示的装置，两个相同的弧形光滑轨道、， 的 末端与光滑的水平板相切，两小铁球、 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 的离地高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这 说明____________________________________. 球落地时刚好和球相遇 平抛运动在水平方向上是匀速直线运动 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 43 [解析] 两小铁球、能以相同的初速度同时分别从轨道下端水平射出，小球 做平抛运动，小球沿水平方向做匀速直线运动，可以看到球落地时刚好和 球相遇；当改变弧形轨道 的离地高度时，两小球仍能相遇，说明平抛运动在 水平方向的运动规律与匀速直线运动规律相同，即说明平抛运动在水平方向上 是匀速直线运动. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 44 8.(10分)某同学设计了一个探究平抛运动的实验.实验装置示意图如图甲所示， 是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图中、 、 )，槽间距离均为.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板上.实验时依次将 板插 入 板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同 一位置由静止释放.每打完一点后，把 板插 入后一槽中并同时向内侧平移距离 .实验得 到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图 乙所示. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 45 (1) (4分)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽__________.每次让小球从同 一位置由静止释放，是为了__________________________________. 末端水平 保证每次小球水平抛出的初速度相同 [解析] 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. 实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端水平，每次让小球从同一位置由 静止释放，是为了保证每次小球水平抛出的初速度相同. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 46 (2) (2分)每次将板向内侧平移距离 ，是为了_____________________________ _________. 保证相邻痕迹点间的水平距离 大小相等 [解析] 每次将板向内侧平移距离 ，是为了保证相邻痕迹点间的水平距离大小 相等. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 47 (3) (4分)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹. [答案] 如图所示 [解析] 将题图乙中各点用平滑的曲线相连，作出平抛运动的轨迹，如图所示. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 48 $