物理人教版（2019）必修第二册5.3实验：探究平抛运动的特点（共22张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）必修第二册5.3实验：探究平抛运动的特点（共22张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 637.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-24 13:14:08 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
第五章 抛体运动
5.3 实验：探究平抛运动的特点
必备知识：1、知道什么是抛体运动和平抛运动
2、理解抛体运动是匀变速直线运动
关键能力：能通过实验探究平抛运动水平和竖直方
向运动的特点
学科素养：体会通过不同的方法探究平抛运动
学习目标
回顾思考
什么是竖直上抛运动？
竖直上抛运动的运动性质是？
竖直上抛运动的运动规律？
将物体以一定的初速度竖直向上抛出，物体只在重力作用下的运动叫做竖直上抛运动。
初速度 v0 竖直向上，加速度大小为 g（方向：竖直向下）的 匀变速直线运动。
（1）时间的对称
（2）速度的对称
v0
v0
v0
竖直上抛运动
平抛运动
斜抛运动
1. 定义：以一定的初速度将物体抛出，如果物体只受重力的作用，这时的运动叫做抛体运动。
v0
G
一、抛体运动
2. 分类：
二、平抛运动：
1、定义：沿水平方向的速度将物体抛出，在空气阻力可
以忽略的情况下，物体只受重力作用，这时的
运动叫平抛运动。
2、性质： ①初速度沿水平方向
②只受重力作用
③运动轨迹是曲线
匀变速
曲线运动
思考：平抛运动的轨迹是曲线，比较复杂。
联系前两节内容思考如何研究平抛运动？
如果这两个分运动的速度和位移随时间变化规律研究清楚了
平抛运动的规律自然就清楚了。
思路：初速度为水平方向
竖直方向初速度为零，受到重力加速度
化曲为直—运动的分解—等效替代
沿竖直方向和水平方向分解。
哪个物理量更容易测得？
(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（左边第一个小球）建立直角坐标系；
实验方案一
频闪照相(或视频录制)的方法
(3)通过频闪照片描出物体经过相等时间间隔T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.
抛出时间 T 2T 3T 4T 5T
水平位移
竖直位移
结论 水平分运动特点
竖直分运动特点
y
x
O
x4
x3
x2
x1
h
5h
3h
7h
A
B
C
D
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=aT2
v0
C
O
A
B
平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动
结论
B
C
v0
A
O
平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动
（1）探究平抛运动竖直分运动特点：
2、实验步骤：
①在如图所示的装置中，用小锤击打弹性金属B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。
②A、B两球同时开始运动。观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后。
③分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，记录实验现象有什么变化。
1、实验器材：平抛竖落仪
实验方案二：
思考：由于落地时间极短，如何判断两球落地时间的先后？
实验时可以用耳朵“听”来判断落地时刻的先后。
3、实验现象：两球同时落地，只有一个声音 。
4、实验结论：平抛运动在竖直方向的运动为自由落体运动。
实验方案二：描轨迹法
实验器材：平抛运动演示仪
斜槽、小球、木板、白纸（坐标纸）、复写纸、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
（2）探究平抛运动水平分运动特点
1.利用描轨迹法描出小球运动的轨迹。
2.已知平抛运动竖直方向为自由落体运动，取相同时间间隔T
看相等时间内水平分运动的位移是否相等。
3.如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具
有y=ax2的形式(a是一个常量)，则轨迹是一条抛物线。
4.测出轨迹上某点的坐标x、y，据x=v0t、y=
得初速度
方案二：描轨迹法
实验原理：
设计实验：
①如图所示安装实验装置，将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上，用铅垂线把木板调整到竖直方向并固定;调节斜槽M末端水平。
②把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点 O，为坐标原点，再利用铅垂线在纸上画出通过 O点的竖直线，即 y 轴，过 O 点垂直 y 轴画出 x 轴。
③钢球在斜槽中从某一高度由静止滚下，从末端飞出后做平抛运动落到挡板 N上，在白纸上记录钢球位置。
④同一高度释放小球，上下调节挡板 N，重复多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。
⑤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。
实验结果分析:
（2）判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
（3）求小球平抛的初速度 v0
（1）方案二中两个实验分别证明了平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动
(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
(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)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。
实验注意事项:
例题1、在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l＝1.25cm，若小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0＝＿＿＿＿＿ (用l、g表示)，其值是 (g取9.8m／s2)．
d
a
b
c
解析：由平抛运动规律
Δy=gT 2= l
x=v0 T
∴ v0 = x/T=2l /T=
代入数字 l = 1.25cm=1/80 m
得到 v0 =0.70m/s
0.70m/s
例题2、如图所示，是一个简易的探究平抛运动特点的实验装置。水平桌面上的钢球经压缩状态下的弹簧弹开后，飞出桌面做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方水平放置一块木板（木板可以通过支架上下调节高度，图中未画出），木板上放有一张白纸，白纸上有复写纸，这样当钢球落在上面便能记录落点。假设木板、白纸和复写纸足够大，已知钢球竖直方向运动规律和自由落体运动相同。
（1）给下列实验步骤正确排序（ ）A.测量钢球在木板上的落点P1与小球抛出点重锤线之间的水平距离x1B.压缩弹簧至某位置后释放钢球C.调节木板高度，使木板上表面与水平桌面的距离为某一确定值yD.比较x1和x2，若2x1=x2，则说明钢球在水平方向做匀速直线运动。E.测量钢球在木板上的落点P2与重锤线之间的水平距离x2F.调节木板高度，使木板上表面与水平桌面的距离为4y，然后让钢球从同一位置释放（2）根据上题提供的数据，求出钢球落到P1时速度方向与水平方向夹角q1与钢球从抛出点到P2时的位移与水平方向夹角q2的关系为（ ）
小结
1、平抛运动：初速度沿水平方向只受重力作用的运动叫作平抛运动。
2、平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动
3、平抛运动物体水平方向做匀速直线运动
第五章 抛体运动
5.3 实验：探究平抛运动的特点
必备知识：1、知道什么是抛体运动和平抛运动
2、理解抛体运动是匀变速直线运动
关键能力：能通过实验探究平抛运动水平和竖直方
向运动的特点
学科素养：体会通过不同的方法探究平抛运动
学习目标
回顾思考
什么是竖直上抛运动？
竖直上抛运动的运动性质是？
竖直上抛运动的运动规律？
将物体以一定的初速度竖直向上抛出，物体只在重力作用下的运动叫做竖直上抛运动。
初速度 v0 竖直向上，加速度大小为 g（方向：竖直向下）的 匀变速直线运动。
（1）时间的对称
（2）速度的对称
v0
v0
v0
竖直上抛运动
平抛运动
斜抛运动
1. 定义：以一定的初速度将物体抛出，如果物体只受重力的作用，这时的运动叫做抛体运动。
v0
G
一、抛体运动
2. 分类：
二、平抛运动：
1、定义：沿水平方向的速度将物体抛出，在空气阻力可
以忽略的情况下，物体只受重力作用，这时的
运动叫平抛运动。
2、性质： ①初速度沿水平方向
②只受重力作用
③运动轨迹是曲线
匀变速
曲线运动
思考：平抛运动的轨迹是曲线，比较复杂。
联系前两节内容思考如何研究平抛运动？
如果这两个分运动的速度和位移随时间变化规律研究清楚了
平抛运动的规律自然就清楚了。
思路：初速度为水平方向
竖直方向初速度为零，受到重力加速度
化曲为直—运动的分解—等效替代
沿竖直方向和水平方向分解。
哪个物理量更容易测得？
(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（左边第一个小球）建立直角坐标系；
实验方案一
频闪照相(或视频录制)的方法
(3)通过频闪照片描出物体经过相等时间间隔T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.
抛出时间 T 2T 3T 4T 5T
水平位移
竖直位移
结论 水平分运动特点
竖直分运动特点
y
x
O
x4
x3
x2
x1
h
5h
3h
7h
A
B
C
D
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=aT2
v0
C
O
A
B
平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动
结论
B
C
v0
A
O
平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动
（1）探究平抛运动竖直分运动特点：
2、实验步骤：
①在如图所示的装置中，用小锤击打弹性金属B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。
②A、B两球同时开始运动。观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后。
③分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，记录实验现象有什么变化。
1、实验器材：平抛竖落仪
实验方案二：
思考：由于落地时间极短，如何判断两球落地时间的先后？
实验时可以用耳朵“听”来判断落地时刻的先后。
3、实验现象：两球同时落地，只有一个声音 。
4、实验结论：平抛运动在竖直方向的运动为自由落体运动。
实验方案二：描轨迹法
实验器材：平抛运动演示仪
斜槽、小球、木板、白纸（坐标纸）、复写纸、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
（2）探究平抛运动水平分运动特点
1.利用描轨迹法描出小球运动的轨迹。
2.已知平抛运动竖直方向为自由落体运动，取相同时间间隔T
看相等时间内水平分运动的位移是否相等。
3.如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具
有y=ax2的形式(a是一个常量)，则轨迹是一条抛物线。
4.测出轨迹上某点的坐标x、y，据x=v0t、y=
得初速度
方案二：描轨迹法
实验原理：
设计实验：
①如图所示安装实验装置，将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上，用铅垂线把木板调整到竖直方向并固定;调节斜槽M末端水平。
②把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点 O，为坐标原点，再利用铅垂线在纸上画出通过 O点的竖直线，即 y 轴，过 O 点垂直 y 轴画出 x 轴。
③钢球在斜槽中从某一高度由静止滚下，从末端飞出后做平抛运动落到挡板 N上，在白纸上记录钢球位置。
④同一高度释放小球，上下调节挡板 N，重复多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。
⑤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。
实验结果分析:
（2）判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
（3）求小球平抛的初速度 v0
（1）方案二中两个实验分别证明了平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动
(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
(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)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。
实验注意事项:
例题1、在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l＝1.25cm，若小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0＝＿＿＿＿＿ (用l、g表示)，其值是 (g取9.8m／s2)．
d
a
b
c
解析：由平抛运动规律
Δy=gT 2= l
x=v0 T
∴ v0 = x/T=2l /T=
代入数字 l = 1.25cm=1/80 m
得到 v0 =0.70m/s
0.70m/s
例题2、如图所示，是一个简易的探究平抛运动特点的实验装置。水平桌面上的钢球经压缩状态下的弹簧弹开后，飞出桌面做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方水平放置一块木板（木板可以通过支架上下调节高度，图中未画出），木板上放有一张白纸，白纸上有复写纸，这样当钢球落在上面便能记录落点。假设木板、白纸和复写纸足够大，已知钢球竖直方向运动规律和自由落体运动相同。
（1）给下列实验步骤正确排序（ ）A.测量钢球在木板上的落点P1与小球抛出点重锤线之间的水平距离x1B.压缩弹簧至某位置后释放钢球C.调节木板高度，使木板上表面与水平桌面的距离为某一确定值yD.比较x1和x2，若2x1=x2，则说明钢球在水平方向做匀速直线运动。E.测量钢球在木板上的落点P2与重锤线之间的水平距离x2F.调节木板高度，使木板上表面与水平桌面的距离为4y，然后让钢球从同一位置释放（2）根据上题提供的数据，求出钢球落到P1时速度方向与水平方向夹角q1与钢球从抛出点到P2时的位移与水平方向夹角q2的关系为（ ）
小结
1、平抛运动：初速度沿水平方向只受重力作用的运动叫作平抛运动。
2、平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动
3、平抛运动物体水平方向做匀速直线运动