(共21张PPT)
人教2019版高中物理必修二 第五章第3节
实验:探究平抛运动的特点
课程标准:
通过实验,探究并认识平抛运动的规律。会用运动的合成与分解的方法分析平抛运动。体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。
学习目标:
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。
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。
请思考:各物体受力及运动情况?
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。
3.平抛运动可以分解为哪两个方向的运动?
平抛运动
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.根据图像猜想,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
x3
x2
x1
h
5h
3h
在误差允许的范围内,三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和水平方向的运动特点
1、实验器材:平抛实验器
2、实验步骤:
【探究方案二】分方向探究平抛运动特点
3、实验现象:
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。
平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动。
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。
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。
描绘平抛运动的轨迹
(1)安装调整斜槽:
安装斜槽有何要求?为什么这样要求?
【实验步骤】
斜槽末端切线水平
(2)调整背板:
(3)确定坐标原点O:
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。
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
四、反馈矫正
√
√
√
课堂小结
实验验证
科学推理
提出问题
物理建模
尊重事实,严谨认真
作业布置
作业1.完成课本第12页-第13页“练习与应用”第3、4题。
谢 谢!
格物致知,永攀科学高峰,科技报国