5.3实验：探究平抛运动的特点(共28张PPT)
文档属性
| 名称 | 5.3实验：探究平抛运动的特点(共28张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 12.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-12 11:18:07 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
高中物理人民教育出版社必修第二册第五章第三节
实验：探究平抛运动的特点
请思考：各物体受力及运动情况？
水平喷出的水流
水平投出的炸弹
击出的排球
滑出的运动员
有
哪些
的
相
同
点
？
一、平抛运动
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，这样的运动叫做抛体运动。
2.平抛运动：初速度方向为水平方向的抛体运动叫做平抛运动。
（1）条件：
（2）运动性质：
初速度沿水平方向，只受重力作用。
受重力恒定，且由于速度方向与所受重力方向不在一条直线上，故平抛运动是匀变速曲线运动。
二、探究平抛运动的特点
观察飞机投弹的视频，猜想平抛运动具有怎样的特点？
3.平抛运动可以分解为哪两个方向的运动？
平抛运动
4.水平方向和竖直方向的分运动分别是怎样的运动呢？
v0
G
化曲为直—运动的分解—等效替代
二、探究平抛运动的特点
请思考：1.平抛运动与直线运动的显著区别是什么？
2.如何用实验研究平抛运动的特点？
探究思路:
水平方向分运动（ 方向）
竖直方向分运动（ 方向）
【探究方案一】利用频闪照相分析法
利用频闪照相的方法，记录物体在不同时刻的位置。
1.根据图片猜想，水平抛出的小球在水平方向和竖直方向的分运动有何特点？
【探究方案一】利用频闪照相分析法
2.要研究小球的水平位移和竖直位移，应以哪个位置为原点建立坐标系？
小球做平抛运动的频闪照片
【探究方案一】利用频闪照相分析法
3.若频闪周期为T，怎样通过作图得到从拋点开始的第一个T内、第二个T内、第三个T内、...时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移？
小球做平抛运动的频闪照片
小球做平抛运动的频闪照片
x4
x3
x2
x1
h
5h
3h
7h
在误差允许的范围内，四段水平位移近似相等；
在误差允许的范围内，竖直方向Δh=aT2，进一步求出a值近似为重力加速度值。
【探究方案一】利用频闪照相分析法
v0
C
O
A
B
平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动
平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动
B
C
v0
A
O
【探究方案一】利用频闪照相分析法
◆探究平抛运动竖直方向的运动特点
1、实验器材：平抛竖落仪
2、实验步骤：
①在如图所示的装置中，用小锤击打弹性金属片后，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。
【探究方案二】分方向探究平抛运动特点
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。
◆探究平抛运动竖直方向的运动特点
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：只听到一个撞击声音，两球同时落地。
4、实验结论：平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动。
如果能通过实验较准确描绘出平抛运动的运动轨迹，利用已得出的平抛运动竖直分运动的特点，是否就可以得出平抛运动水平分运动的特点呢？
实验的方案该如何设计呢？
1.描绘平抛运动的轨迹；
2.根据实验所得数据分析水平分运动的特点。
◆探究平抛运动水平方向的运动特点
探究思路：
1.创造条件得到一个平抛运动。
2.在平抛运动的轨迹上找到一些点并记录下来。
3.利用记录下来的点描出平抛运动的轨迹。
任务一、描绘平抛运动的轨迹
挡板（倾斜）
斜槽
背板
白纸、复写纸
钢球
重垂线
【实验器材】平抛运动实验器(含小球)、白纸（可先画上坐标格）、复写纸、刻度尺、三角板、铅笔等。
【探究方案二】 分方向研究平抛运动规律
（1）安装调整斜槽：
可用平衡法调整斜槽末端水平:即将小球轻放在斜槽平直部分的末端附近，调整斜槽，若小球能在平直轨道上水平部分任意位置静止，就表明斜槽末端已调水平。
安装斜槽有何要求？为什么这样要求？
【实验步骤】
再用小磁铁把白纸、复写纸固定在背板上。
斜槽末端切线水平
（2）调整背板：用悬挂在槽口的重垂线把背板调整到竖直方向，即利用重垂线，调节背板，使其与重垂线平行，这样就保证背板平面与小球下落的竖直面平行，然后把重垂线方向记录到固定在背板的白纸上。
（3）确定坐标原点O：
把小球放在槽口处，用铅笔记下小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。
怎样确定坐标原点？
（4）描绘运动轨迹：
①调整接球挡板：把接球挡板拉到最上方一格的位置；
②确定小球释放点：选择一个小球在斜槽上合适的位置由静止释放，以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出；
③获取印迹点：落的钢球打在向背板倾斜的接球挡板上，同时在背板上留下一个印迹点。再将接球挡板向下拉一格，重复上述操作方法，打出第二个印迹点，如此继续下拉接球挡板，直至最低点，即可得到平抛的钢球下落时的一系列迹点。
小球每次的释放位置与状态是否相同？
需保证小球每次从斜槽上同一位置由静止开始滚下。
【数据处理】
取下白纸，以O点为原点，根据实验中的重垂线方向，画出竖直向下的 轴和水平方向的 轴，用平滑的曲线把所描的点迹连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。
任务二、分析平抛运动水平方向分运动的特点
请思考：
在平抛运动的轨迹上，已知A、B、C、D四点纵坐标为h、4h、9h、16h，若水平分运动是匀速直线运动，则它们的横坐标间距有什么关系？
误差允许范围内满足：
结论：水平方向做匀速直线运动。
1.应保持斜槽末端的切线水平，固定有坐标纸的背板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触。
2.小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，且在斜槽上释放小球的高度应适当，使小球以合适的水平初速度抛出，尽可能使其轨迹分布在坐标纸的左上角到右下角之间，从而减小测量误差。
【注意事项】
请总结实验需要注意的地方？
3.坐标原点不是槽口的端点，而是小球在槽口时球心在背板上的水平投影点。
O
O′
球心是小球实际平抛的起点
注意事项口诀： 斜槽末端要水平，每次放球位态同；确定原点位置准，描得轨迹方才行．
三、平抛运动的理论分析推导
（2）竖直方向特点：
自由落体运动
（1）水平方向特点：
匀速直线运动
轨迹是一条抛物线。
v0
G
x=v0 t
联立 两式得到轨迹方程
x=v0 t、
【题1】(多选)在做“探究平抛运动的特点”的实验中，下列说法中正确的是( )
A．安装斜槽和背板时，一定要注意背板是否竖直
B．每次实验都要把小球从同一位置由静止释放
C．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
D．通过调节使斜槽的末端保持水平
ABD
三、巩固练习
√
√
√
【题2】(多选)在探究平抛物体运动的特点实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则正确的是 ( )
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. 小球在空中做平抛运动的时间均不同
D. 小球通过相同的水平位移所用时间均不同
ABD
三、巩固练习
√
√
√
四、课堂小结
2.平抛运动特点
水平方向分运动：匀速直线运动
竖直方向分运动：自由落体运动
1.平抛运动：初速度方向为水平方向的抛体运动.
（1）条件：初速度沿水平方向，只受重力作用。
（2）运动性质：受重力恒定，且由于速度方向与所受重力方向不在一条直线上，故平抛运动是匀变速曲线运动。
作业布置
作业1.自主阅读课本第12页“拓展学习”：
想一想如何用传感器和计算机描出平抛运动的物体的轨迹？
作业2.完成课本第12页-第13页“练习与应用”：
第1、2、3、4题。
谢 谢！
高中物理人民教育出版社必修第二册第五章第三节
实验：探究平抛运动的特点
请思考：各物体受力及运动情况？
水平喷出的水流
水平投出的炸弹
击出的排球
滑出的运动员
有
哪些
的
相
同
点
？
一、平抛运动
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，这样的运动叫做抛体运动。
2.平抛运动：初速度方向为水平方向的抛体运动叫做平抛运动。
（1）条件：
（2）运动性质：
初速度沿水平方向，只受重力作用。
受重力恒定，且由于速度方向与所受重力方向不在一条直线上，故平抛运动是匀变速曲线运动。
二、探究平抛运动的特点
观察飞机投弹的视频，猜想平抛运动具有怎样的特点？
3.平抛运动可以分解为哪两个方向的运动？
平抛运动
4.水平方向和竖直方向的分运动分别是怎样的运动呢？
v0
G
化曲为直—运动的分解—等效替代
二、探究平抛运动的特点
请思考：1.平抛运动与直线运动的显著区别是什么？
2.如何用实验研究平抛运动的特点？
探究思路:
水平方向分运动（ 方向）
竖直方向分运动（ 方向）
【探究方案一】利用频闪照相分析法
利用频闪照相的方法，记录物体在不同时刻的位置。
1.根据图片猜想，水平抛出的小球在水平方向和竖直方向的分运动有何特点？
【探究方案一】利用频闪照相分析法
2.要研究小球的水平位移和竖直位移，应以哪个位置为原点建立坐标系？
小球做平抛运动的频闪照片
【探究方案一】利用频闪照相分析法
3.若频闪周期为T，怎样通过作图得到从拋点开始的第一个T内、第二个T内、第三个T内、...时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移？
小球做平抛运动的频闪照片
小球做平抛运动的频闪照片
x4
x3
x2
x1
h
5h
3h
7h
在误差允许的范围内，四段水平位移近似相等；
在误差允许的范围内，竖直方向Δh=aT2，进一步求出a值近似为重力加速度值。
【探究方案一】利用频闪照相分析法
v0
C
O
A
B
平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动
平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动
B
C
v0
A
O
【探究方案一】利用频闪照相分析法
◆探究平抛运动竖直方向的运动特点
1、实验器材：平抛竖落仪
2、实验步骤：
①在如图所示的装置中，用小锤击打弹性金属片后，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。
【探究方案二】分方向探究平抛运动特点
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。
◆探究平抛运动竖直方向的运动特点
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：只听到一个撞击声音，两球同时落地。
4、实验结论：平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动。
如果能通过实验较准确描绘出平抛运动的运动轨迹，利用已得出的平抛运动竖直分运动的特点，是否就可以得出平抛运动水平分运动的特点呢？
实验的方案该如何设计呢？
1.描绘平抛运动的轨迹；
2.根据实验所得数据分析水平分运动的特点。
◆探究平抛运动水平方向的运动特点
探究思路：
1.创造条件得到一个平抛运动。
2.在平抛运动的轨迹上找到一些点并记录下来。
3.利用记录下来的点描出平抛运动的轨迹。
任务一、描绘平抛运动的轨迹
挡板（倾斜）
斜槽
背板
白纸、复写纸
钢球
重垂线
【实验器材】平抛运动实验器(含小球)、白纸（可先画上坐标格）、复写纸、刻度尺、三角板、铅笔等。
【探究方案二】 分方向研究平抛运动规律
（1）安装调整斜槽：
可用平衡法调整斜槽末端水平:即将小球轻放在斜槽平直部分的末端附近，调整斜槽，若小球能在平直轨道上水平部分任意位置静止，就表明斜槽末端已调水平。
安装斜槽有何要求？为什么这样要求？
【实验步骤】
再用小磁铁把白纸、复写纸固定在背板上。
斜槽末端切线水平
（2）调整背板：用悬挂在槽口的重垂线把背板调整到竖直方向，即利用重垂线，调节背板，使其与重垂线平行，这样就保证背板平面与小球下落的竖直面平行，然后把重垂线方向记录到固定在背板的白纸上。
（3）确定坐标原点O：
把小球放在槽口处，用铅笔记下小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。
怎样确定坐标原点？
（4）描绘运动轨迹：
①调整接球挡板：把接球挡板拉到最上方一格的位置；
②确定小球释放点：选择一个小球在斜槽上合适的位置由静止释放，以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出；
③获取印迹点：落的钢球打在向背板倾斜的接球挡板上，同时在背板上留下一个印迹点。再将接球挡板向下拉一格，重复上述操作方法，打出第二个印迹点，如此继续下拉接球挡板，直至最低点，即可得到平抛的钢球下落时的一系列迹点。
小球每次的释放位置与状态是否相同？
需保证小球每次从斜槽上同一位置由静止开始滚下。
【数据处理】
取下白纸，以O点为原点，根据实验中的重垂线方向，画出竖直向下的 轴和水平方向的 轴，用平滑的曲线把所描的点迹连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。
任务二、分析平抛运动水平方向分运动的特点
请思考：
在平抛运动的轨迹上，已知A、B、C、D四点纵坐标为h、4h、9h、16h，若水平分运动是匀速直线运动，则它们的横坐标间距有什么关系？
误差允许范围内满足：
结论：水平方向做匀速直线运动。
1.应保持斜槽末端的切线水平，固定有坐标纸的背板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触。
2.小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，且在斜槽上释放小球的高度应适当，使小球以合适的水平初速度抛出，尽可能使其轨迹分布在坐标纸的左上角到右下角之间，从而减小测量误差。
【注意事项】
请总结实验需要注意的地方？
3.坐标原点不是槽口的端点，而是小球在槽口时球心在背板上的水平投影点。
O
O′
球心是小球实际平抛的起点
注意事项口诀： 斜槽末端要水平，每次放球位态同；确定原点位置准，描得轨迹方才行．
三、平抛运动的理论分析推导
（2）竖直方向特点：
自由落体运动
（1）水平方向特点：
匀速直线运动
轨迹是一条抛物线。
v0
G
x=v0 t
联立 两式得到轨迹方程
x=v0 t、
【题1】(多选)在做“探究平抛运动的特点”的实验中，下列说法中正确的是( )
A．安装斜槽和背板时，一定要注意背板是否竖直
B．每次实验都要把小球从同一位置由静止释放
C．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
D．通过调节使斜槽的末端保持水平
ABD
三、巩固练习
√
√
√
【题2】(多选)在探究平抛物体运动的特点实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则正确的是 ( )
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. 小球在空中做平抛运动的时间均不同
D. 小球通过相同的水平位移所用时间均不同
ABD
三、巩固练习
√
√
√
四、课堂小结
2.平抛运动特点
水平方向分运动：匀速直线运动
竖直方向分运动：自由落体运动
1.平抛运动：初速度方向为水平方向的抛体运动.
（1）条件：初速度沿水平方向，只受重力作用。
（2）运动性质：受重力恒定，且由于速度方向与所受重力方向不在一条直线上，故平抛运动是匀变速曲线运动。
作业布置
作业1.自主阅读课本第12页“拓展学习”：
想一想如何用传感器和计算机描出平抛运动的物体的轨迹？
作业2.完成课本第12页-第13页“练习与应用”：
第1、2、3、4题。
谢 谢！