5.3 实验：探究平抛运动的特点 课件（59张PPT）

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5.3 实验：探究平抛运动的特点
--------- 人教版必修二
抛体运动
抛体运动：对物体以一定的初速度向空中抛出，仅在重力作用下，物体所做的运动。
v1
g
v2
g
一、平抛运动：沿水平方向抛出的物体，如果物体只受重力作用，这个运动就叫做平抛运动。
v0
v0
g
一、平抛运动：沿水平方向抛出的物体，如果物体只受重力作用，这个运动就叫做平抛运动。
平抛运动具有哪些特点？
二、实验
平抛运动的特点：平抛运动的性质、描绘出平抛运动的轨迹。
实验目的
1.能描出平抛运动的轨迹，知道实验原理、步骤及注意事项。
2.会计算平抛运动物体的初速度，能掌握描迹法、对比法等探究实验的常用方法。
平抛运动（曲线运动） 研究方法 化曲为直
平抛运动（曲线运动） 研究方法 化曲为直 分运动 水平方向（直线运动） 竖直方向（直线运动）
平抛运动（曲线运动） 研究方法 化曲为直 分运动 水平方向（直线运动） 竖直方向（直线运动）
猜想 匀速直线运动
平抛运动（曲线运动） 研究方法 化曲为直 分运动 水平方向（直线运动） 竖直方向（直线运动）
猜想 匀速直线运动 自由落体运动
探究平抛运动的性质
验证：水平方向：匀速直线运动
竖直方向：自由落体运动
对比实验法
实验器材
斜槽、小球、木板、图钉、重锤线、刻度尺、三角板、铅笔等。
实验操作
竖直方向
水平方向
B
c
A
实验操作：竖直方向
探究结论
水平方向：
竖直方向：
频闪照相法：每隔一定时间对同一物体进行一次拍照，并将其位置呈现在同一张底片上的技术。
时间相同
平抛运动 轨 迹 抛物线
描迹法、喷水法
描迹法
“一水平二平行”
一个水平，两个互相平行
1.斜槽末端水平
2.木板与重锤线相互平行
斜槽末端水平：
若将小球放在斜槽末端水平轨道的任何位置，小球都不滚动，则可以认为斜槽末端水平。
调整木板，用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近,固定好木板。
木板与重锤线相互平行：
确定坐标轴: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,O即为坐标原点（不是槽口端点）,再利用重锤线在纸上画出，通过O点的竖直线,即y轴，用三角板画出水平方向的x轴;
O
y
坐标原点（平抛起点）
数据处理：初速度的计算
数据处理：初速度的计算
O
球心投影
x
y
在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和y。
坐标 A (X1,Y1) B (X2,Y2) C (X3,Y3) D (X4,Y4) E (X5,Y5) F
(X6,Y6)
数据处理：初速度的计算
在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和y。
坐标 A (X1,Y1) B (X2,Y2) C (X3,Y3) D (X4,Y4) E (X5,Y5) F
(X6,Y6)
数据处理：初速度的计算
在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和y。
坐标 A (X1,Y1) B (X2,Y2) C (X3,Y3) D (X4,Y4) E (X5,Y5) F
(X6,Y6)
初速度 v1 v2 v3 v4 v5 v6
v0 均值 (g值已知)
数据处理：验证抛物线
1 2 3 4 5 6
(X1,Y1) (X2,Y2) (X3,Y3) (X4,Y4) (X5,Y5) (X6,Y6)
误差来源
1.安装斜槽时，其末端切线不水平，造成小球并非做平抛运动，测量数据不准确。
2.建立直角坐标系时，误以斜槽末端端口位置为坐标原点（实际上，应以末端端口上的小球球心，在木板上的投影点为坐标原点）。
3.量取轨迹上各点坐标时不准确等等。
喷水法
A
管口上端在液面下方
练习1
对于抛体运动的认识，下列说法错误的是（ ）
A.所有的抛体运动都是匀变速运动
B.因为平抛运动只受重力，所以它是匀加速运动
C.因为平抛运动瞬时速度方向时刻都在变化，所以它是变加速运动
D.因为平抛运动的加速度为重力加速度，所以它的速度变化量方向竖直向下
v0
g
匀变速曲线运动
△v=g△t
练习1
对于抛体运动的认识，下列说法错误的是（ ）
A.所有的抛体运动都是匀变速运动
B.因为平抛运动只受重力，所以它是匀加速运动
C.因为平抛运动瞬时速度方向时刻都在变化，所以它是变加速运动
D.因为平抛运动的加速度为重力加速度，所以它的速度变化量方向竖直向下
练习1
对于抛体运动的认识，下列说法错误的是（C）
A.所有的抛体运动都是匀变速运动
B.因为平抛运动只受重力，所以它是匀加速运动
C.因为平抛运动瞬时速度方向时刻都在变化，所以它是变加速运动
D.因为平抛运动的加速度为重力加速度，所以它的速度变化量方向竖直向下
练习2
在研究“平抛运动”实验中，(1)图1是横档条，卡住平抛小球，小球会在纸上打下点迹（坐标纸后有复写纸），则坐标原点应选小球在斜槽末端时的_______ ．
A．球心 B．球的上端 C．球的下端
（2）在此实验中，下列说法错误的是___
A．斜槽轨道必须光滑
B．记录的点应适当多一些
C．用光滑曲线把所有的点连接起来
D．y轴的方向根据重垂线确定
练习2
在研究“平抛运动”实验中，(1)图1是横档条，卡住平抛小球，小球会在纸上打下点迹（坐标纸后有复写纸），则坐标原点应选小球在斜槽末端时的___C____ ．
A．球心 B．球的上端 C．球的下端
（2）在此实验中，下列说法错误的是_AC__
A．斜槽轨道必须光滑
B．记录的点应适当多一些
C．用光滑曲线把所有的点连接起来
D．y轴的方向根据重垂线确定
（3）图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，
由照片可以判断实验操作错误的是____ ．
A．释放小球时初速度不为零
B．释放小球的初始位置不同
C．斜槽末端切线不水平
（3）图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，
由照片可以判断实验操作错误的是__C__ ．
A．释放小球时初速度不为零
B．释放小球的初始位置不同
C．斜槽末端切线不水平
（4）图3是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是_______．
（4）图3是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是___B____．
练习3
在实验操作前应该对实验进行适当的分析．研究平抛运动的实验装置示意如图．小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出．改变水平板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹．某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距．若三次实验中，小球从跑出点到落点的水平位移依次是x1，x2， x3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是（ ）
A．x2- x1= x3-x2
B．x2- x1>x3- x2
C．x2- x1< x3-x2
D．不确定
练习3
在实验操作前应该对实验进行适当的分析．研究平抛运动的实验装置示意如图．小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出．改变水平板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹．某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距．若三次实验中，小球从跑出点到落点的水平位移依次是x1，x2， x3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是（ ）
A．x2- x1= x3-x2
B．x2- x1>x3- x2
C．x2- x1< x3-x2
D．不确定
练习4
如图所示的平抛运动轨迹上，若遗漏了平抛轨迹的起始点 ，可按下述方法处理数据：在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和CD的竖直间距分别为y1和y2，当地重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．根据以上信息无法确定小球平抛的起始点
B．小球平抛的初速度大小为
C．
D．
三点间水平位移相等，则时间相等，设为T，则由
水平方向 ：
竖直方向：
解得:
x=v0t
练习4
如图所示的平抛运动轨迹上，若遗漏了平抛轨迹的起始点 ，可按下述方法处理数据：在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和CD的竖直间距分别为y1和y2，当地重力加速度为g，下列说法正确的是（ BC ）
A．根据以上信息无法确定小球平抛的起始点
B．小球平抛的初速度大小为
C．
D．
练习5
三个同学根据不同的实验条件，进行了探究平抛运动规律的实验：
（1）甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地。改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明______；
练习5
三个同学根据不同的实验条件，进行了探究平抛运动规律的实验：
（1）甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地。改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明__平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动 ____；
（2）乙同学采用如图乙所示的装置，两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端可看做与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道末端的水平初速度v0相等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度，同时分别从轨道M、N的末端射出。实验可观察到的现象应是______。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______；
（2）乙同学采用如图乙所示的装置，两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端可看做与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道末端的水平初速度v0相等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度，同时分别从轨道M、N的末端射出。实验可观察到的现象应是_P球击中Q球_____。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动__；
（3）丙同学采用频闪照相法拍摄到图三“小球做平抛运动”的照片，图中每个小方格的边长为2.5cm，分析可知，最上方的影像————（填“是”或“不是”）平抛运动的起点。
（3）丙同学采用频闪照相法拍摄到图三“小球做平抛运动”的照片，图中每个小方格的边长为2.5cm，分析可知，最上方的影像—不是———（填“是”或“不是”）平抛运动的起点。
练习6
某同学在做平抛运动实验时得出如图所示的
小球运动轨迹， a、b、c三点的位置在运动
轨迹上已标出。（g取10m/s2）
①小球平抛运动的初速度为____ m/s。
②小球运动到b点时，在y方向的分速度为___ m/s。
③抛出点坐标x =___cm，y=___cm。
坐标原点不是平抛运动的初始点：两个方向、一个点
练习6
某同学在做平抛运动实验时得出如图所示的
小球运动轨迹， a、b、c三点的位置在运动
轨迹上已标出。（g取10m/s2）
①小球平抛运动的初速度为__ 2__ m/s。
②小球运动到b点时，在y方向的分速度为_ 1.5__ m/s。
③抛出点坐标x = -10 __cm，y=_-1.25__cm。
某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置示意图如图甲所示，A是一块水平木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽（图中P0P0′、P1P1′……），槽间距离均为d。把覆盖复写纸的白纸铺贴在平面硬板B上。实验时依次将B板竖直插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨道的同一位置由静止释放。每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d。实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，O点为硬板B插入P0P0′时，小球打下的痕迹点。以O为原点，水平和竖直方向为x、y轴方向，建立坐标系，如图乙所示。
练习
7
某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置示意图如图甲所示，A是一块水平木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽（图中P0P0′、P1P1′……），槽间距离均为d。把覆盖复写纸的白纸铺贴在平面硬板B上。实验时依次将B板竖直插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨道的同一位置由静止释放。每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d。实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，O点为硬板B插入P0P0′时，小球打下的痕迹点。以O为原点，水平和竖直方向为x、y轴方向，建立坐标系，如图乙所示。
练习
7
(1)实验前应对斜轨道反复调节，直到______，每次让小球从斜轨道的同一位置由静止释放，是为了保证小球每次做平抛运动的______相同；
(2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了______；
(3)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹______。
(1)实验前应对斜轨道反复调节，直到_斜轨道末端切线水平_____，每次让小球从斜轨道的同一位置由静止释放，是为了保证小球每次做平抛运动的____相同；
(2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了_____；
(3)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹______。
(1)实验前应对斜轨道反复调节，直到_斜轨道末端切线水平_____，每次让小球从斜轨道的同一位置由静止释放，是为了保证小球每次做平抛运动的__初速度____相同；
(2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了___；
(3)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹______。
(1)实验前应对斜轨道反复调节，直到_斜轨道末端切线水平_____，每次让小球从斜轨道的同一位置由静止释放，是为了保证小球每次做平抛运动的__初速度____相同；
(2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了_保持记录纸上每两点之间的水平距离相同且记录物体在水平方向的运动_____；
(3)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹______。
感谢观看！