5.3 实验：探究平抛运动的特点(共34张PPT)
文档属性
| 名称 | 5.3 实验：探究平抛运动的特点(共34张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-01 15:53:19 | ||
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文档简介
(共34张PPT)
第五章 曲线运动
§5.3 实验：探究平抛运动的特点
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
知道平抛运动的条件及相应控制方法，会用获得位置的方法确定多个点，并会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
教学目标
4
通过探究平抛运动特点的实验，了解科学探究中获取及
处理数据的方法
教学重、难点
1
实验方案的设计与改进
2
实验操作
3
数据处理
1.什么是自由落体运动？
3.什么是竖直上抛运动？
温故而知新
2.自由落体运动的性质是什么？
4.竖直上抛运动的性质是什么？
1
抛体运动
观察思考:扔出的铅球、击出的排球、投出的炸弹、流出的水等，从运动和受力情况看，有什么共同点？
1、都有一定的初速度
2、运动中都受重力和空气阻力
3、运动轨迹都是曲线
1
抛体运动
1.定义：
以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力作用，这时的运动叫抛体运动。
2.特征：
①受力特征
运动过程中只受重力作用
②运动特征
∵ a=g 竖直向下
∴ 抛体运动是匀变速运动
1
抛体运动
3.分类：
①竖直上抛
②竖直下抛
③斜抛
④平抛
V0
G
V0
G
V0
G
V0
G
V0
G
匀变速直线运动
匀变速曲线运动
1.分解原则：
将平抛运动沿竖直方向和水平方向分解
2.竖直方向特点：
初速度为零且只受重力作用
牛顿运动定律
自由落体运动
3.水平方向特点：
具有初速度而且不受力
牛顿运动定律
匀速直线运动
我们结合牛顿运动定律和平抛运动的特点分析可知
平抛运动按理论可分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动
2
平抛运动的理论分析
1、频闪照片分析法
x
y
0
x1
x2
x3
x4
y1
y2
y3
y4
3
探究平抛运动的特点
2、对比分析法
步骤 1：探究平抛运动竖直分运动的特点
3
探究平抛运动的特点
（1）先研究竖直方向，如何证明竖直方向是自由落体运动？
3
探究平抛运动的特点
步骤 2：探究平抛运动水平方向分运动的特点
电磁铁
电磁铁
吸球开关
磁片
光电门
小球做平抛运动的实验装置
3
探究平抛运动的特点
（2）再研究水平方向，如何证明水平方向是匀速直线运动？
3
探究平抛运动的特点
平抛运动三对比试验
3
探究平抛运动的特点
一、实验目的：
(1)描绘出平抛物体的运动轨迹；
(2)判断轨迹是否是抛物线；
(3)求出平抛运动物体的初速度。
3
探究平抛运动的特点
3
探究平抛运动的特点
二、实验原理
平抛运动可以看成是两个分运动的合运动：
⑴水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体的初速度；
⑵竖直方向的自由落体运动．利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球运动时的若干不同位置，然后描出运动轨迹，测出曲线上任一点的坐标x和y，利用
就可以求出平抛物体的初速度
1、如何获得小球做平抛运动的轨迹？
方案一 ：
描迹法
探究实验
实验器材：斜槽，金属小球，木板(附竖直固定支架)，坐标纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。
探究实验
1、安装调整斜槽 ：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，并使其末端的切线保持水平。
实验步骤:
探究实验
2、调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近,固定好木板。
3、确定坐标原点O：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O，O即为坐标原点。
探究实验
4．描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。
用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。
保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。
探究实验
(1)保证斜槽末端的切线必须水平。
(2)木板平面竖直且平行于小球平抛的轨道平面，并使小球的运动靠近木板但不接触。
(3)坐标原点不在斜槽口的末端，应在槽口上方小球球心处
实验注意事项:
O
O′
探究实验
(4)小球应在同一位置无初速自由释放；释放的高度要适当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差；
(5)实验过程中木板不能动
(6)要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。
探究实验
实验注意事项:
X4
X3
X2
X1
y
h
5h
3h
7h
x
O
在平抛运动的轨迹上，纵坐标为h、4h、9h…………的点，它们的横坐标有什么关系？
探究
数据分析：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）开始连续截取连续四段竖直方向位移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，并测量四段水平位移AB、BC、CD、DE的长度，并判断它们是否相等。
探究实验
探究实验
小结：
在误差允许范围内,四段水平位移近似相等
四段水平位移所用时间相等
在水平方向相等时间内的位移是相等
平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
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
平抛运动特点
方案二 ：
径迹法
o
x
y
v0
方案三 ：
用频闪照相机得到物体运动的轨迹
照相法
【拓展学习】用传感器和计算机描绘物体做平抛运动的轨迹
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。一种设计原理如图 5.3-4 所示。
物体 A 在做平抛运动，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲。在它运动的平面内安放着超声—红外接收装置 B。B 盒装有 B1、B2 两个超声—红外接收器，并与计算机相连。B1、B2 各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们各自与物体 A的距离。 从图 5.3-4 可以看出，在这两个距离确定之后，由于 B1、B2 两处的距离是已知的，所以物体 A 的位置也就确定了。计算机可以即时给出 A 的坐标。
图 5.3-5 是按这样的原理制作的一种实验装置（超声—红外接收装置 B 的安装位置与原理图5.3-4 不同）。图 5.3-6 是某次实验中计算机描出的平抛运动的轨迹。除此之外，计算机还能直接给出平抛运动的初速度等其他物理量。
5、一质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内（ ）
A、速度一定在不断地改变，加速度也一定不断地改变
B、速度方向一定不断地改变，加速度可以不变
C、速度大小可以不变，加速度一定不断地改变
D、速度可以不变，加速度也可以不变
B
完成课后作业P13
课堂小结
第五章 曲线运动
§5.3 实验：探究平抛运动的特点
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
知道平抛运动的条件及相应控制方法，会用获得位置的方法确定多个点，并会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
教学目标
4
通过探究平抛运动特点的实验，了解科学探究中获取及
处理数据的方法
教学重、难点
1
实验方案的设计与改进
2
实验操作
3
数据处理
1.什么是自由落体运动？
3.什么是竖直上抛运动？
温故而知新
2.自由落体运动的性质是什么？
4.竖直上抛运动的性质是什么？
1
抛体运动
观察思考:扔出的铅球、击出的排球、投出的炸弹、流出的水等，从运动和受力情况看，有什么共同点？
1、都有一定的初速度
2、运动中都受重力和空气阻力
3、运动轨迹都是曲线
1
抛体运动
1.定义：
以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力作用，这时的运动叫抛体运动。
2.特征：
①受力特征
运动过程中只受重力作用
②运动特征
∵ a=g 竖直向下
∴ 抛体运动是匀变速运动
1
抛体运动
3.分类：
①竖直上抛
②竖直下抛
③斜抛
④平抛
V0
G
V0
G
V0
G
V0
G
V0
G
匀变速直线运动
匀变速曲线运动
1.分解原则：
将平抛运动沿竖直方向和水平方向分解
2.竖直方向特点：
初速度为零且只受重力作用
牛顿运动定律
自由落体运动
3.水平方向特点：
具有初速度而且不受力
牛顿运动定律
匀速直线运动
我们结合牛顿运动定律和平抛运动的特点分析可知
平抛运动按理论可分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动
2
平抛运动的理论分析
1、频闪照片分析法
x
y
0
x1
x2
x3
x4
y1
y2
y3
y4
3
探究平抛运动的特点
2、对比分析法
步骤 1：探究平抛运动竖直分运动的特点
3
探究平抛运动的特点
（1）先研究竖直方向，如何证明竖直方向是自由落体运动？
3
探究平抛运动的特点
步骤 2：探究平抛运动水平方向分运动的特点
电磁铁
电磁铁
吸球开关
磁片
光电门
小球做平抛运动的实验装置
3
探究平抛运动的特点
（2）再研究水平方向，如何证明水平方向是匀速直线运动？
3
探究平抛运动的特点
平抛运动三对比试验
3
探究平抛运动的特点
一、实验目的：
(1)描绘出平抛物体的运动轨迹；
(2)判断轨迹是否是抛物线；
(3)求出平抛运动物体的初速度。
3
探究平抛运动的特点
3
探究平抛运动的特点
二、实验原理
平抛运动可以看成是两个分运动的合运动：
⑴水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体的初速度；
⑵竖直方向的自由落体运动．利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球运动时的若干不同位置，然后描出运动轨迹，测出曲线上任一点的坐标x和y，利用
就可以求出平抛物体的初速度
1、如何获得小球做平抛运动的轨迹？
方案一 ：
描迹法
探究实验
实验器材：斜槽，金属小球，木板(附竖直固定支架)，坐标纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。
探究实验
1、安装调整斜槽 ：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，并使其末端的切线保持水平。
实验步骤:
探究实验
2、调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近,固定好木板。
3、确定坐标原点O：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O，O即为坐标原点。
探究实验
4．描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。
用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。
保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。
探究实验
(1)保证斜槽末端的切线必须水平。
(2)木板平面竖直且平行于小球平抛的轨道平面，并使小球的运动靠近木板但不接触。
(3)坐标原点不在斜槽口的末端，应在槽口上方小球球心处
实验注意事项:
O
O′
探究实验
(4)小球应在同一位置无初速自由释放；释放的高度要适当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差；
(5)实验过程中木板不能动
(6)要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。
探究实验
实验注意事项:
X4
X3
X2
X1
y
h
5h
3h
7h
x
O
在平抛运动的轨迹上，纵坐标为h、4h、9h…………的点，它们的横坐标有什么关系？
探究
数据分析：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）开始连续截取连续四段竖直方向位移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，并测量四段水平位移AB、BC、CD、DE的长度，并判断它们是否相等。
探究实验
探究实验
小结：
在误差允许范围内,四段水平位移近似相等
四段水平位移所用时间相等
在水平方向相等时间内的位移是相等
平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
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
平抛运动特点
方案二 ：
径迹法
o
x
y
v0
方案三 ：
用频闪照相机得到物体运动的轨迹
照相法
【拓展学习】用传感器和计算机描绘物体做平抛运动的轨迹
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。一种设计原理如图 5.3-4 所示。
物体 A 在做平抛运动，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲。在它运动的平面内安放着超声—红外接收装置 B。B 盒装有 B1、B2 两个超声—红外接收器，并与计算机相连。B1、B2 各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们各自与物体 A的距离。 从图 5.3-4 可以看出，在这两个距离确定之后，由于 B1、B2 两处的距离是已知的，所以物体 A 的位置也就确定了。计算机可以即时给出 A 的坐标。
图 5.3-5 是按这样的原理制作的一种实验装置（超声—红外接收装置 B 的安装位置与原理图5.3-4 不同）。图 5.3-6 是某次实验中计算机描出的平抛运动的轨迹。除此之外，计算机还能直接给出平抛运动的初速度等其他物理量。
5、一质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内（ ）
A、速度一定在不断地改变，加速度也一定不断地改变
B、速度方向一定不断地改变，加速度可以不变
C、速度大小可以不变，加速度一定不断地改变
D、速度可以不变，加速度也可以不变
B
完成课后作业P13
课堂小结