5.3 实验：探究平抛运动的特点 课件 (共22张PPT) 人教版（2019）必修第二册
文档属性
| 名称 | 5.3 实验：探究平抛运动的特点 课件 (共22张PPT) 人教版（2019）必修第二册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-06-18 14:05:10 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
5.3 实验：探究平抛运动的特点
情景引入
抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用，这时的运动叫作抛体运动。
实验目的：探究平抛运动的特点
2．平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动就叫作平抛运动。
条件: 初速度沿水平方向；忽略空气阻力，只受重力。
思考：平抛运动的轨迹是曲线，比较复杂。我们应该采取什么样的方法来研究平抛运动呢？
实验思路
如果这两个分运动研究清楚了，平抛运动的规律自然就清楚了
1.平抛运动可以分解为哪两个方向的运动？
平抛运动
水平方向分运动
竖直方向分运动
2.水平方向和竖直方向分运动分别是什么样的运动？
v0
G
思路：化曲为直—运动的分解
设计方案
方案一：频闪照相
x4
x3
x2
x1
h
5h
3h
7h
竖直方向
频闪周期为T，根据水平方向的位移信息，判断：平抛运动的水平方向做什么运动？
同理，平抛运动的竖直方向做什么运动？
【实验器材】斜槽、小球、白纸（坐标纸）、复写纸、铅垂线、刻度尺。
斜 槽
白 纸/复写纸
铅垂线
方案二：描轨迹法
2、运用描轨迹法探究平抛运动水平分运动的特点
1.调整木板竖直（利用重锤线）
2.调节斜槽末端水平
3.安装白纸和复写纸
4.确定坐标轴：小球在斜槽末端时，小球球心在白纸上的投影为原点
5.确定小球的释放点：同一组实验应使小球在同一位置释放
6.描绘运动轨迹：挡板在不同高度时记录小球撞击点，用平滑的曲线连接。
【实验步骤】
方案一：描轨迹法
【数据处理】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。
方案一：描轨迹法
在竖直方向由原点（抛出点）开始连续截取四段位移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，并测量四段位移OA、AB、BC、CD的长度。
X4
X3
X2
X1
y
h
5h
3h
7h
x
O
在平抛运动的轨迹上，竖直位移为h、3h、5h……，它们对应的四段水平位移相等。
方案一：描轨迹法
结论：平抛运动可分解为
水平方向——匀速直线运动
竖直方向——自由落体运动
必须调整斜槽末端的切线水平。其末端切线不水平,导致小球离开斜槽后不做平抛运动。
建立坐标系时,坐标原点的位置确定准确。坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。
小球每次必须从斜槽上同一位置滚下。小球每次自由滚下时起始位置不完全相同,导致轨迹出现误差。
方木板必须处于竖直平面内。
方案一：描轨迹法
【误差分析及注意事项】
记住原点
2.计算平抛运动的初速度v0
x
y
x
y
O
x
y
x1
x2
y1
y2
方案一：描轨迹法
没记住原点
方案四：传感器
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。设计原理如图所示。(请参考课本P12——拓展学习）
【典例1】(多选)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验．小锤击打弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落．关于该实验，下列说法正确的有 ( )
A．两球的质量应相等
B．两球应同时落地
C．应改变装置的高度，多次实验
D．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
典例分析
【正确答案】BC
【典例2】在某同学利用如图所示实验装置绘制小球做平抛运动的轨迹，关于此实验，下列说法错误的是 ( )
A．斜槽轨道必须光滑且末端沿水平方向
B．小球每次需从斜槽上同一位置自由滑下
C．为较准确地绘出小球的运动轨迹，记录的点应适
当多一些
D．为较准确地绘出小球的运动轨迹，应该用平滑曲
线把各记录点连起来
典例分析
【正确答案】A
【典例3】(多选)在探究平抛运动的特点实验中，某同学只记录了小球运动途中的A、B、C 三点的位置，取A 点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，当 g＝ 10 m/s2 时，下列说法正确的是（ ）
A. 小球抛出点的位置坐标是 ( 0，0 )
B. 小球抛出点的位置坐标是 ( ─10，─ 5 )
C. 小球平抛初速度为 2 m/s
D. 小球平抛初速度为 1 m/s
典例分析
【正确答案】BD
【典例4】如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。该实验现象说明了A球在离开轨道后 （ ）
A.水平方向的分运动是匀速直线运动
B.水平方向的分运动是匀加速直线运动
C.竖直方向的分运动是自由落体运动
D.竖直方向的分运动是匀速直线运动
A
B
S
H
【正确答案】C
典例分析
【典例5】（2021·浙江高一月考）用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）下列实验条件必须满足的有（ ）
A．斜槽轨道光滑
B．斜槽轨道末段水平
C．挡板高度等间距变化
D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
典例分析
【正确答案】BD
【典例5】（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的___________（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点：在确定y轴时___________（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行。
典例分析
【解析】小球在运动中记录下的是其球心的位置，故抛出点也应是小球静置于Q点时球心的位置，故应以球心在白纸上的位置为坐标原点；小球在竖直方向为自由落体运动，故y轴必须保证与重锤线平行；
球心
需要
C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
典例分析
【正确答案】AB
【典例5】（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是___________。
A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹
B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹
【典例6】（2021·新疆高一期中）某同学用如图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图乙所示。图乙中水平方向与竖直方向每小格的长度均为0.1m，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。完成下列填空：（重力加速度g取 ）
典例分析
0.60
1.60
0.60
【典例6】（2021·新疆高一期中）某同学用如图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图乙所示。图乙中水平方向与竖直方向每小格的长度均为0.1m，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。完成下列填空：（重力加速度g取 ）
（2）若已知抛出后小球在水平方向上做匀速运动，
在竖直方向做自由落体运动。利用（1）中读取的
数据，求出小球从运动到所用的时间为______s，
小球抛出后的水平速度为______m/s。
典例分析
0.20
3.0
【典例1】(多选)在探究平抛运动的特点实验中，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
典例分析
【正确答案】ABD
5.3 实验：探究平抛运动的特点
情景引入
抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用，这时的运动叫作抛体运动。
实验目的：探究平抛运动的特点
2．平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动就叫作平抛运动。
条件: 初速度沿水平方向；忽略空气阻力，只受重力。
思考：平抛运动的轨迹是曲线，比较复杂。我们应该采取什么样的方法来研究平抛运动呢？
实验思路
如果这两个分运动研究清楚了，平抛运动的规律自然就清楚了
1.平抛运动可以分解为哪两个方向的运动？
平抛运动
水平方向分运动
竖直方向分运动
2.水平方向和竖直方向分运动分别是什么样的运动？
v0
G
思路：化曲为直—运动的分解
设计方案
方案一：频闪照相
x4
x3
x2
x1
h
5h
3h
7h
竖直方向
频闪周期为T，根据水平方向的位移信息，判断：平抛运动的水平方向做什么运动？
同理，平抛运动的竖直方向做什么运动？
【实验器材】斜槽、小球、白纸（坐标纸）、复写纸、铅垂线、刻度尺。
斜 槽
白 纸/复写纸
铅垂线
方案二：描轨迹法
2、运用描轨迹法探究平抛运动水平分运动的特点
1.调整木板竖直（利用重锤线）
2.调节斜槽末端水平
3.安装白纸和复写纸
4.确定坐标轴：小球在斜槽末端时，小球球心在白纸上的投影为原点
5.确定小球的释放点：同一组实验应使小球在同一位置释放
6.描绘运动轨迹：挡板在不同高度时记录小球撞击点，用平滑的曲线连接。
【实验步骤】
方案一：描轨迹法
【数据处理】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。
方案一：描轨迹法
在竖直方向由原点（抛出点）开始连续截取四段位移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，并测量四段位移OA、AB、BC、CD的长度。
X4
X3
X2
X1
y
h
5h
3h
7h
x
O
在平抛运动的轨迹上，竖直位移为h、3h、5h……，它们对应的四段水平位移相等。
方案一：描轨迹法
结论：平抛运动可分解为
水平方向——匀速直线运动
竖直方向——自由落体运动
必须调整斜槽末端的切线水平。其末端切线不水平,导致小球离开斜槽后不做平抛运动。
建立坐标系时,坐标原点的位置确定准确。坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。
小球每次必须从斜槽上同一位置滚下。小球每次自由滚下时起始位置不完全相同,导致轨迹出现误差。
方木板必须处于竖直平面内。
方案一：描轨迹法
【误差分析及注意事项】
记住原点
2.计算平抛运动的初速度v0
x
y
x
y
O
x
y
x1
x2
y1
y2
方案一：描轨迹法
没记住原点
方案四：传感器
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。设计原理如图所示。(请参考课本P12——拓展学习）
【典例1】(多选)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验．小锤击打弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落．关于该实验，下列说法正确的有 ( )
A．两球的质量应相等
B．两球应同时落地
C．应改变装置的高度，多次实验
D．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
典例分析
【正确答案】BC
【典例2】在某同学利用如图所示实验装置绘制小球做平抛运动的轨迹，关于此实验，下列说法错误的是 ( )
A．斜槽轨道必须光滑且末端沿水平方向
B．小球每次需从斜槽上同一位置自由滑下
C．为较准确地绘出小球的运动轨迹，记录的点应适
当多一些
D．为较准确地绘出小球的运动轨迹，应该用平滑曲
线把各记录点连起来
典例分析
【正确答案】A
【典例3】(多选)在探究平抛运动的特点实验中，某同学只记录了小球运动途中的A、B、C 三点的位置，取A 点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，当 g＝ 10 m/s2 时，下列说法正确的是（ ）
A. 小球抛出点的位置坐标是 ( 0，0 )
B. 小球抛出点的位置坐标是 ( ─10，─ 5 )
C. 小球平抛初速度为 2 m/s
D. 小球平抛初速度为 1 m/s
典例分析
【正确答案】BD
【典例4】如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。该实验现象说明了A球在离开轨道后 （ ）
A.水平方向的分运动是匀速直线运动
B.水平方向的分运动是匀加速直线运动
C.竖直方向的分运动是自由落体运动
D.竖直方向的分运动是匀速直线运动
A
B
S
H
【正确答案】C
典例分析
【典例5】（2021·浙江高一月考）用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）下列实验条件必须满足的有（ ）
A．斜槽轨道光滑
B．斜槽轨道末段水平
C．挡板高度等间距变化
D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
典例分析
【正确答案】BD
【典例5】（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的___________（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点：在确定y轴时___________（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行。
典例分析
【解析】小球在运动中记录下的是其球心的位置，故抛出点也应是小球静置于Q点时球心的位置，故应以球心在白纸上的位置为坐标原点；小球在竖直方向为自由落体运动，故y轴必须保证与重锤线平行；
球心
需要
C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
典例分析
【正确答案】AB
【典例5】（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是___________。
A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹
B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹
【典例6】（2021·新疆高一期中）某同学用如图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图乙所示。图乙中水平方向与竖直方向每小格的长度均为0.1m，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。完成下列填空：（重力加速度g取 ）
典例分析
0.60
1.60
0.60
【典例6】（2021·新疆高一期中）某同学用如图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图乙所示。图乙中水平方向与竖直方向每小格的长度均为0.1m，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。完成下列填空：（重力加速度g取 ）
（2）若已知抛出后小球在水平方向上做匀速运动，
在竖直方向做自由落体运动。利用（1）中读取的
数据，求出小球从运动到所用的时间为______s，
小球抛出后的水平速度为______m/s。
典例分析
0.20
3.0
【典例1】(多选)在探究平抛运动的特点实验中，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
典例分析
【正确答案】ABD