高一物理人教版（2019）必修二学案：第五章 第三节 实验：探究平抛运动的特点
文档属性
| 名称 | 高一物理人教版（2019）必修二学案：第五章 第三节 实验：探究平抛运动的特点 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 149.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-11-03 12:17:41 | ||
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文档简介
5.3 实验：探究平抛运动的特点
学习目标
1、知道什么是抛体运动，知道抛体运动是匀变速曲线运动，知道什么是平抛运动；
2、知道用实验获得平抛运动轨迹的方法；
3、知道判断做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动；
4、知道判断做平抛运动的物体在竖直方向做匀速直线运动；
重点难点
1、平抛运动的特点和规律；学习和借鉴本节课的研究方法（重点）
2、平抛运动的规律（难点）
自主探究
1、描绘平抛运动轨迹的几种方案
（1）频闪照相法:用频闪照相机记录物体在不同时刻的位置，将这些位置连起来就得到
了平抛运动的轨迹。由于相邻两帧照片间的时间间隔相等，只要测出
相邻两帧照片间的_______，就很容易判断平抛运动在水平向上的运
动特点。
（2）喷水法：让持续稳定的细水流水平喷出，在空中形成弯曲的细水柱，，它显示了
平抛运动的轨迹，设法将它描在纸上就能平抛运动的轨迹。
（3）描点法：让小球每次都从斜槽上________由_________滚下，从斜槽末端_______
抛出，用铅笔描出小球经过的位置，通过多次实验，在竖直的背景方格纸
上记录小球所经过的多个位置，连起来就得到小球做平抛运动的轨迹。
2、判断平抛运动的轨迹是否为抛物线
（1）公式法：
①原理：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标线
后，轨迹上各点的坐标应满足y=ax 的关系（a是一个特定常亮）
②验证方法：用刻度尺测量几个点的坐标，分别代入y=ax 中求出常量a，看计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数。
（2）图像法：建立________坐标系，根据所测量的各个点的坐标分别计算出对应的y
值和x 值，在坐标系中描点，连接各点看是否_________。
探究思考
1、探究平抛运动的规律
（1）探究平抛运动竖直分运动的规律
①实验：如图甲所示，小钢球A、B位于相同高度处，用小锤击打弹性金属片，金
属片收到小锤的击打，向前推动小钢球A，是小钢球A具有水平初速度做
平抛运动，同时松开小钢球B，使B从孔中自由落下做自由落体运动。
②现象：不管两小钢球距地面的高度多大，或者小锤击打金属片的力度多大，两小
钢球每次都同时落地。
③结论：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
（2）探究平抛运动水平运动的规律
①实验：如图乙所示，两个相同的弧形轨道，上端分别为装有电磁针，将两个相同
的小钢球A、B分别吸在电磁针上，然后切断电源，使小钢球A、B以相同的初速度分别从圆弧轨道末端水平射出。
②现象：只改变上面圆弧轨道的高度，发现两小钢球总是几乎同时到达P处。
③结论：平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。
【典例一】1、在“探究平抛运动规律”的实验中：
(1)在做“研究平抛运动”的实验时,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,
A.通过调节使斜槽的末端保持______;
B.每次释放小球的位置必须______(“相同”或者“不同”)
C.每次必须由_______释放小球(“运动”或者“静止”)
D.小球运动时不应与木板上的白纸相接触
E.将球的位置记录在纸上后,取下纸,将点连成______(“折线”或“直线”或“平滑曲线”)
(2)某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验中,忘记了小球抛出点的位置O,如图所示,A为物体运动一段时间后的位置.g取10m/s2,根据图象,可知平抛物体的初速度为_________；小球抛出点的位置O的坐标为___________.
解题思路：(1)因为平抛运动的初速度方向沿水平方向,所以一定要使斜槽的末端保持水平,为了保证小球做平抛运动的初速度相同,所以每次释放小球的位置必须相当将球的位肾记录在纸上后,取下纸,将点连成平滑曲线。
(2)做平抛运动的物体,在竖直方向上是初速度为零的匀加速直线运动,所以根据逐差法,可得,
小球在水平方向上做匀速直线运动,所以小球的初速度为;C点竖直方向的速度,又由得,则从抛出点到A点的时间为,所以抛出点距离点的水平位移为,抛出点的横坐标为,抛出点离A点的竖直位移为,则抛出点的纵坐标为,故坐标为(-20,-5)。
答案：(1)水平;相同;静止;光滑曲线; (2)2m/s;(-20,-5)
随堂训练
1、“研究平抛物体运动”实验的装置如图，关于该实验需要注意的问题以下说法正确的是( )
A.将斜槽的末端切线调成水平；
B.斜槽轨道必须光滑；
C.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行；
D.释放小球的位置越低实验的误差越小
E.每次必须在同一位置由静止释放小球；
2、某同学用图示装置研究平抛运动及其特点,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开.
①他观察到的现象是:小球A、B__________(填“同时”或“不同时”)落地;
②让A、B球恢复初始状态,用较大的力敲击弹性金属片,A球在空中运动的时间将__________(填“变长”、“不变”或“变短”);
③上述现象说明:平抛运动的时间与__________大小无关,平抛运动的竖直分运动是__________运动.
3、下图是“研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
(1) 以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有( )
A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
C.每次小球应从同一高度由静止释放
D.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接
(2)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,下图中y-x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是( )
A. B. C. D.
(3)下图是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛的起点,在轨迹上任取三点A、B、C,测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm,A、B两点水平间距Δx为40.0cm。则平抛小球的初速度v0为__________m/s,若C点的竖直坐标y3为60.0cm,则小球在C点的速度vC为__________m/s(结果保留两位有效数字,g取10 m/s2)。
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学习目标
1、知道什么是抛体运动，知道抛体运动是匀变速曲线运动，知道什么是平抛运动；
2、知道用实验获得平抛运动轨迹的方法；
3、知道判断做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动；
4、知道判断做平抛运动的物体在竖直方向做匀速直线运动；
重点难点
1、平抛运动的特点和规律；学习和借鉴本节课的研究方法（重点）
2、平抛运动的规律（难点）
自主探究
1、描绘平抛运动轨迹的几种方案
（1）频闪照相法:用频闪照相机记录物体在不同时刻的位置，将这些位置连起来就得到
了平抛运动的轨迹。由于相邻两帧照片间的时间间隔相等，只要测出
相邻两帧照片间的_______，就很容易判断平抛运动在水平向上的运
动特点。
（2）喷水法：让持续稳定的细水流水平喷出，在空中形成弯曲的细水柱，，它显示了
平抛运动的轨迹，设法将它描在纸上就能平抛运动的轨迹。
（3）描点法：让小球每次都从斜槽上________由_________滚下，从斜槽末端_______
抛出，用铅笔描出小球经过的位置，通过多次实验，在竖直的背景方格纸
上记录小球所经过的多个位置，连起来就得到小球做平抛运动的轨迹。
2、判断平抛运动的轨迹是否为抛物线
（1）公式法：
①原理：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标线
后，轨迹上各点的坐标应满足y=ax 的关系（a是一个特定常亮）
②验证方法：用刻度尺测量几个点的坐标，分别代入y=ax 中求出常量a，看计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数。
（2）图像法：建立________坐标系，根据所测量的各个点的坐标分别计算出对应的y
值和x 值，在坐标系中描点，连接各点看是否_________。
探究思考
1、探究平抛运动的规律
（1）探究平抛运动竖直分运动的规律
①实验：如图甲所示，小钢球A、B位于相同高度处，用小锤击打弹性金属片，金
属片收到小锤的击打，向前推动小钢球A，是小钢球A具有水平初速度做
平抛运动，同时松开小钢球B，使B从孔中自由落下做自由落体运动。
②现象：不管两小钢球距地面的高度多大，或者小锤击打金属片的力度多大，两小
钢球每次都同时落地。
③结论：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
（2）探究平抛运动水平运动的规律
①实验：如图乙所示，两个相同的弧形轨道，上端分别为装有电磁针，将两个相同
的小钢球A、B分别吸在电磁针上，然后切断电源，使小钢球A、B以相同的初速度分别从圆弧轨道末端水平射出。
②现象：只改变上面圆弧轨道的高度，发现两小钢球总是几乎同时到达P处。
③结论：平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。
【典例一】1、在“探究平抛运动规律”的实验中：
(1)在做“研究平抛运动”的实验时,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,
A.通过调节使斜槽的末端保持______;
B.每次释放小球的位置必须______(“相同”或者“不同”)
C.每次必须由_______释放小球(“运动”或者“静止”)
D.小球运动时不应与木板上的白纸相接触
E.将球的位置记录在纸上后,取下纸,将点连成______(“折线”或“直线”或“平滑曲线”)
(2)某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验中,忘记了小球抛出点的位置O,如图所示,A为物体运动一段时间后的位置.g取10m/s2,根据图象,可知平抛物体的初速度为_________；小球抛出点的位置O的坐标为___________.
解题思路：(1)因为平抛运动的初速度方向沿水平方向,所以一定要使斜槽的末端保持水平,为了保证小球做平抛运动的初速度相同,所以每次释放小球的位置必须相当将球的位肾记录在纸上后,取下纸,将点连成平滑曲线。
(2)做平抛运动的物体,在竖直方向上是初速度为零的匀加速直线运动,所以根据逐差法,可得,
小球在水平方向上做匀速直线运动,所以小球的初速度为;C点竖直方向的速度,又由得,则从抛出点到A点的时间为,所以抛出点距离点的水平位移为,抛出点的横坐标为,抛出点离A点的竖直位移为,则抛出点的纵坐标为,故坐标为(-20,-5)。
答案：(1)水平;相同;静止;光滑曲线; (2)2m/s;(-20,-5)
随堂训练
1、“研究平抛物体运动”实验的装置如图，关于该实验需要注意的问题以下说法正确的是( )
A.将斜槽的末端切线调成水平；
B.斜槽轨道必须光滑；
C.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行；
D.释放小球的位置越低实验的误差越小
E.每次必须在同一位置由静止释放小球；
2、某同学用图示装置研究平抛运动及其特点,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开.
①他观察到的现象是:小球A、B__________(填“同时”或“不同时”)落地;
②让A、B球恢复初始状态,用较大的力敲击弹性金属片,A球在空中运动的时间将__________(填“变长”、“不变”或“变短”);
③上述现象说明:平抛运动的时间与__________大小无关,平抛运动的竖直分运动是__________运动.
3、下图是“研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
(1) 以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有( )
A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
C.每次小球应从同一高度由静止释放
D.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接
(2)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,下图中y-x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是( )
A. B. C. D.
(3)下图是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛的起点,在轨迹上任取三点A、B、C,测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm,A、B两点水平间距Δx为40.0cm。则平抛小球的初速度v0为__________m/s,若C点的竖直坐标y3为60.0cm,则小球在C点的速度vC为__________m/s(结果保留两位有效数字,g取10 m/s2)。
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