5.3实验：探究平抛运动的特点 课件（共43张PPT）—2024-2025学年高中《物理》（人教版2019）必修2
文档属性
| 名称 | 5.3实验：探究平抛运动的特点 课件（共43张PPT）—2024-2025学年高中《物理》（人教版2019）必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-04-16 22:14:20 | ||
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文档简介
(共43张PPT)
实验：探究平抛运动的特点
高一年级 物理
平抛运动
平抛运动：以水平初速度抛出后，物体只在重力作用下的运动。
如何获取物体平抛运动的相关信息呢？
1.问题思考：为了研究物体运动的规律，需要获取和记录其运动信息。平抛运动的物体其位置和速度随时间都在不断发生变化，如何获取和记录其位置和速度的信息呢？哪一个更容易获取？
物体运动位置随时间变化的信息更容易获取。
2.解决方案：回想当初研究小车（小球）的直线运动过程，应用了哪些实验手段？
打点计时器
频闪照相
对于研究平抛运动，哪个更适用呢？
实验思路
平抛运动的轨迹是曲线，比直线运动复杂。应该用什么方法来研究曲线运动呢？
应当如何选取分解方向呢？
可以按照把复杂的曲线运动分解为两个相对简单的直线运动的思路，分别研究物体在这两个方向上的运动特点。
G
v0
根据平抛运动的物体初速度方向及其受力特点，可以尝试将其沿水平方向和竖直方向进行分解。
根据对平抛物体的受力分析，你对物体在水平方向和竖直方向的运动规律有怎样的猜想？
知识回顾
匀速直线运动的特点：
经过相等时间，位移相等
匀变速直线运动的特点？
知识回顾
匀变直线运动的特点：
物体在各个连续相等时间内的位移差都相等。
知识回顾
匀变直线运动的特点：
若物体做初速度为0的匀加速直线运动，则：
xⅠ：xⅡ：xⅢ=1：3 ： 5
O
x
y
y1
x2
y3
x1
y2
x3
A
B
C
以图中左侧第一个小球中心位置为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立坐标系。
从O点开始，在小球运动的轨迹上选取时间间隔相同的三个位置A、B、C。
分别测量并标出A、B、C三点对应的横纵坐标。
方案1：频闪照相
O
x
y
y1
x2
y3
x1
y2
x3
A
B
C
通过计算发现：
沿x轴方向有x3-x2=x2-x1
由此可知：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。
沿y轴方向根据测量数据计算小球由O到A下落高度h1，由A到B下落高度h2，由B到C下落高度h3。
O
x
y
y1
x2
y3
x1
y2
x3
A
B
C
通过计算发现：
沿y轴方向有h3-h2=h2-h1
结合平抛运动在竖直方向的受力情况以及之前所复习的知识，匀变速直线运动的物体，在相邻的两段相等时间间隔内的位移差为一个常量。可以得出：
平抛运动在竖直方向做自由落体运动。
方案2：平抛（竖落）仪
平抛仪
平抛竖落仪
方案2：平抛（竖落）仪
将平抛运动进行分解，先研究其某一单方向或规律，然后再设法分析另一个方向的运动或规律。
本节课先通过平抛竖落仪获取平抛运动竖直方向的运动规律，再通过平抛仪获取运动轨迹并推出其水平方向运动特点。
实验仪器
平抛竖落仪
通过该实验装置如何验证你的猜想呢？
观察两球是否同时落地。
仅通过一次实验是否足以证实你的猜想？
改变小锤释放高度，多次重复实验。
实验结论
通过平抛竖落仪的实验，我们可以验证猜想，即平抛运动在竖直方向上为自由落体运动。
实验仪器
平抛仪
实验仪器
白纸 复写纸
实验仪器
三角板
刻度尺
安装并调节平抛仪的背板。
思考：对于从斜槽上滚出的小球，如何保证小球从斜槽末端水平抛出？
调节斜槽，使钢球在其末端可以保持静止。
建立坐标系时，坐标原点选在哪里？坐标轴如何确定？
钢球静止在斜槽末端的重心位置为原点，重锤线方向为y轴方向。
如何利用此装置记录小球的位置呢？
多次实验记录多个时刻的位置时，如何确保运动的同一性呢？
保证小球每次从同一高度静止释放。
在描绘小球运动轨迹时，应注意什么问题？
用平滑曲线连接
如何在所画轨迹上确定时间间隔相等的点？这些点之间的水平位移存在什么特点？说明什么？
实验结论
根据实验数据可知，平抛运动在水平方向上，相同时间间隔内位移相等。
因此，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。
实验要点
平抛仪斜槽末端水平的调节：
钢球在其末端可以保持静止
坐标原点的选取：
小球静止在斜槽末端位置时重心位置在背板上的投影
实验要点
坐标轴的建立：
y轴沿重锤线方向，x⊥y
多次重复实验时要注意：
小球每次从斜槽上同一位置由静止释放
轨迹的获得：平滑曲线连接
思路小结
研究平抛运动的方法：分解法
研究各分运动规律的思路：
设计实验获取轨迹
独立研究
与已知运动规律进行对比
猜想
方案2：思路拓展
能否通过实验先获取平抛运动水平方向的运动特点呢？
通过左图的实验装置，对你有什么启发？
方案2：思路拓展
A、B两球分别做什么运动？
A、B两球在释放时要注意哪些要点？
A、B两球应同时由静止释放，且释放位置距水平轨道高度相同。
猜想一下你会观察到什么实验现象？
说明什么？
此实验现象说明：
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。
随堂练习
1.某同学设计了一个探究平抛运动特点的家庭实验装置，如图5.3-7所示。在水平桌面上放置一个斜面，每次都让钢球从斜面上的同一位置滚下，滚过桌边后钢球便做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方水平放置一块木板(还有一个用来调节木板高度的支架，图中未画),木板上放一张白纸，白纸上有复写纸，这样便能记录钢球在白纸上的落点。已知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，在此前提下，怎样探究钢球水平分速度的特点 请指出需要的器材，说明实验步骤。
随堂练习
为探究钢球水平分运动的特点，仍需分析其在水平方向上位移随时间变化的规律。因此需要刻度尺以测量位移大小。
如何操作以获取钢球在不同时刻位置的信息呢？
随堂练习
1.调节木板高度，使木板上表面与水平桌面的距离为某一确定值y。
2.让钢球从某一高度静止释放。
3.测量钢球在木板上的落点P1与重锤线之间的距离x1。
随堂练习
如何获操作以获取经过相同时间间隔后小球的位置信息呢？
由题中信息，已知小球在竖直方向上做自由落体运动，自由落体运动的物体，自开始下落，经过相同的时间，下落的高度有什么特点？
hⅠ：hⅡ：hⅢ=1：3 ： 5
随堂练习
4.调节木板高度，使木板上表面与水平桌面的距离为4y。
5.让钢球从斜面上同一位置无初速度释放。
6.测量钢球在木板上的落点P2与重锤线之间的距离x2 。
7.比较x1、 x2，若2 x1 = x2 ，则说明钢球在水平方向做匀速直线运动。
随堂练习
4.小刚同学通过实验，得到了某物体在Oxy平面上运动的一条运动轨迹，如图5.3-8平面直角坐标系中的OP曲线所示。他根据物体运动轨迹的特点作出了猜想：如果物体在y方向做匀速直线运动，那么物体在x方向必定做匀加速直线运动。小刚同学的猜想是否成立 作图并给出你的分析过程。
随堂练习
O
x
y
P
A
B
C
D
xA
xB
xC
xD
yA
yB
yC
yD
在图线上取四点A、B、C、D
满足：yD-yC= yC-yB=yB-yA
（xD- xC）-（xC- xB）=（xC- xB）-（xB- xA）
检验是否同时满足：
课后练习
课本P13 练习与应用2
实验：探究平抛运动的特点
高一年级 物理
平抛运动
平抛运动：以水平初速度抛出后，物体只在重力作用下的运动。
如何获取物体平抛运动的相关信息呢？
1.问题思考：为了研究物体运动的规律，需要获取和记录其运动信息。平抛运动的物体其位置和速度随时间都在不断发生变化，如何获取和记录其位置和速度的信息呢？哪一个更容易获取？
物体运动位置随时间变化的信息更容易获取。
2.解决方案：回想当初研究小车（小球）的直线运动过程，应用了哪些实验手段？
打点计时器
频闪照相
对于研究平抛运动，哪个更适用呢？
实验思路
平抛运动的轨迹是曲线，比直线运动复杂。应该用什么方法来研究曲线运动呢？
应当如何选取分解方向呢？
可以按照把复杂的曲线运动分解为两个相对简单的直线运动的思路，分别研究物体在这两个方向上的运动特点。
G
v0
根据平抛运动的物体初速度方向及其受力特点，可以尝试将其沿水平方向和竖直方向进行分解。
根据对平抛物体的受力分析，你对物体在水平方向和竖直方向的运动规律有怎样的猜想？
知识回顾
匀速直线运动的特点：
经过相等时间，位移相等
匀变速直线运动的特点？
知识回顾
匀变直线运动的特点：
物体在各个连续相等时间内的位移差都相等。
知识回顾
匀变直线运动的特点：
若物体做初速度为0的匀加速直线运动，则：
xⅠ：xⅡ：xⅢ=1：3 ： 5
O
x
y
y1
x2
y3
x1
y2
x3
A
B
C
以图中左侧第一个小球中心位置为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立坐标系。
从O点开始，在小球运动的轨迹上选取时间间隔相同的三个位置A、B、C。
分别测量并标出A、B、C三点对应的横纵坐标。
方案1：频闪照相
O
x
y
y1
x2
y3
x1
y2
x3
A
B
C
通过计算发现：
沿x轴方向有x3-x2=x2-x1
由此可知：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。
沿y轴方向根据测量数据计算小球由O到A下落高度h1，由A到B下落高度h2，由B到C下落高度h3。
O
x
y
y1
x2
y3
x1
y2
x3
A
B
C
通过计算发现：
沿y轴方向有h3-h2=h2-h1
结合平抛运动在竖直方向的受力情况以及之前所复习的知识，匀变速直线运动的物体，在相邻的两段相等时间间隔内的位移差为一个常量。可以得出：
平抛运动在竖直方向做自由落体运动。
方案2：平抛（竖落）仪
平抛仪
平抛竖落仪
方案2：平抛（竖落）仪
将平抛运动进行分解，先研究其某一单方向或规律，然后再设法分析另一个方向的运动或规律。
本节课先通过平抛竖落仪获取平抛运动竖直方向的运动规律，再通过平抛仪获取运动轨迹并推出其水平方向运动特点。
实验仪器
平抛竖落仪
通过该实验装置如何验证你的猜想呢？
观察两球是否同时落地。
仅通过一次实验是否足以证实你的猜想？
改变小锤释放高度，多次重复实验。
实验结论
通过平抛竖落仪的实验，我们可以验证猜想，即平抛运动在竖直方向上为自由落体运动。
实验仪器
平抛仪
实验仪器
白纸 复写纸
实验仪器
三角板
刻度尺
安装并调节平抛仪的背板。
思考：对于从斜槽上滚出的小球，如何保证小球从斜槽末端水平抛出？
调节斜槽，使钢球在其末端可以保持静止。
建立坐标系时，坐标原点选在哪里？坐标轴如何确定？
钢球静止在斜槽末端的重心位置为原点，重锤线方向为y轴方向。
如何利用此装置记录小球的位置呢？
多次实验记录多个时刻的位置时，如何确保运动的同一性呢？
保证小球每次从同一高度静止释放。
在描绘小球运动轨迹时，应注意什么问题？
用平滑曲线连接
如何在所画轨迹上确定时间间隔相等的点？这些点之间的水平位移存在什么特点？说明什么？
实验结论
根据实验数据可知，平抛运动在水平方向上，相同时间间隔内位移相等。
因此，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。
实验要点
平抛仪斜槽末端水平的调节：
钢球在其末端可以保持静止
坐标原点的选取：
小球静止在斜槽末端位置时重心位置在背板上的投影
实验要点
坐标轴的建立：
y轴沿重锤线方向，x⊥y
多次重复实验时要注意：
小球每次从斜槽上同一位置由静止释放
轨迹的获得：平滑曲线连接
思路小结
研究平抛运动的方法：分解法
研究各分运动规律的思路：
设计实验获取轨迹
独立研究
与已知运动规律进行对比
猜想
方案2：思路拓展
能否通过实验先获取平抛运动水平方向的运动特点呢？
通过左图的实验装置，对你有什么启发？
方案2：思路拓展
A、B两球分别做什么运动？
A、B两球在释放时要注意哪些要点？
A、B两球应同时由静止释放，且释放位置距水平轨道高度相同。
猜想一下你会观察到什么实验现象？
说明什么？
此实验现象说明：
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。
随堂练习
1.某同学设计了一个探究平抛运动特点的家庭实验装置，如图5.3-7所示。在水平桌面上放置一个斜面，每次都让钢球从斜面上的同一位置滚下，滚过桌边后钢球便做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方水平放置一块木板(还有一个用来调节木板高度的支架，图中未画),木板上放一张白纸，白纸上有复写纸，这样便能记录钢球在白纸上的落点。已知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，在此前提下，怎样探究钢球水平分速度的特点 请指出需要的器材，说明实验步骤。
随堂练习
为探究钢球水平分运动的特点，仍需分析其在水平方向上位移随时间变化的规律。因此需要刻度尺以测量位移大小。
如何操作以获取钢球在不同时刻位置的信息呢？
随堂练习
1.调节木板高度，使木板上表面与水平桌面的距离为某一确定值y。
2.让钢球从某一高度静止释放。
3.测量钢球在木板上的落点P1与重锤线之间的距离x1。
随堂练习
如何获操作以获取经过相同时间间隔后小球的位置信息呢？
由题中信息，已知小球在竖直方向上做自由落体运动，自由落体运动的物体，自开始下落，经过相同的时间，下落的高度有什么特点？
hⅠ：hⅡ：hⅢ=1：3 ： 5
随堂练习
4.调节木板高度，使木板上表面与水平桌面的距离为4y。
5.让钢球从斜面上同一位置无初速度释放。
6.测量钢球在木板上的落点P2与重锤线之间的距离x2 。
7.比较x1、 x2，若2 x1 = x2 ，则说明钢球在水平方向做匀速直线运动。
随堂练习
4.小刚同学通过实验，得到了某物体在Oxy平面上运动的一条运动轨迹，如图5.3-8平面直角坐标系中的OP曲线所示。他根据物体运动轨迹的特点作出了猜想：如果物体在y方向做匀速直线运动，那么物体在x方向必定做匀加速直线运动。小刚同学的猜想是否成立 作图并给出你的分析过程。
随堂练习
O
x
y
P
A
B
C
D
xA
xB
xC
xD
yA
yB
yC
yD
在图线上取四点A、B、C、D
满足：yD-yC= yC-yB=yB-yA
（xD- xC）-（xC- xB）=（xC- xB）-（xB- xA）
检验是否同时满足：
课后练习
课本P13 练习与应用2