202X學(xué)年高中物理第一章拋體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)課件粵教版必修2

1、實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)第一章拋體運(yùn)動(dòng)知識(shí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1.學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)的方法描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.2.會(huì)判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線.3.會(huì)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度.4.掌握描跡法、頻閃照相法等探究實(shí)驗(yàn)的常用方法.1.能設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)方案，并對(duì)方案進(jìn)行可行性論證，根據(jù)學(xué)?，F(xiàn)有條件，選擇最優(yōu)方案.2.能獲取信息，通過(guò)數(shù)據(jù)分析描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，能根據(jù)兩種情況求出平拋的初速度.3.合作探究、交流、反思過(guò)程中提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?內(nèi)容索引技能儲(chǔ)藏明確原理 提煉方法題型演練學(xué)以致用 實(shí)訓(xùn)演練達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān)技能儲(chǔ)藏一、描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡一、描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡1.實(shí)驗(yàn)原理用 法(或噴水法或

2、 法)得到物體做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.2.實(shí)驗(yàn)器材(以斜槽軌道實(shí)驗(yàn)為例)斜槽、小球、 、圖釘、 、鉛垂線、鉛筆、坐標(biāo)紙、鐵架臺(tái).描跡頻閃照相方木板刻度尺3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)按圖1甲所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置，使斜槽末端水平(小球在斜槽末端點(diǎn)恰好靜止).(2)固定方木板上的坐標(biāo)紙，使方木板保持豎直狀態(tài)，小球的運(yùn)動(dòng)軌跡與板面平行，坐標(biāo)紙方格橫線呈水平方向.圖1(3)以斜槽水平末端端口上小球球心在木板上的投影點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，過(guò)O點(diǎn)畫(huà)出豎直的y軸和水平的x軸.(4)使小球從斜槽上 位置由靜止?jié)L下，把筆尖放在小球可能經(jīng)過(guò)的位置上，如果小球運(yùn)動(dòng)中碰到筆尖，就用鉛筆在該位置畫(huà)上一點(diǎn).用同樣方法，在小球運(yùn)動(dòng)路線上描下假設(shè)干點(diǎn).

3、(5)將坐標(biāo)紙從方木板上取下，從O點(diǎn)開(kāi)場(chǎng)通過(guò)畫(huà)出的假設(shè)干點(diǎn)描出一條_的曲線，如圖乙所示.同一平滑4.本卷須知(1)實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端的切線 (將小球放在斜槽末端水平局部，假設(shè)小球靜止，那么斜槽末端水平).(2)方木板必須處于 平面內(nèi)，固定時(shí)要用鉛垂線檢查坐標(biāo)紙豎線是否_.(3)小球每次必須從斜槽上 位置由靜止釋放.(4)坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球出槽口時(shí)球心在方木板上的投影點(diǎn).(5)小球開(kāi)場(chǎng)滾下的位置高度要適中，以使小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡由坐標(biāo)紙的左上角一直到達(dá)右下角為宜.水平豎直豎直同一二、數(shù)據(jù)處理二、數(shù)據(jù)處理1.判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線方法一公式

4、法方法一公式法(1)原理：假設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線，那么當(dāng)以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，原理：假設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線，那么當(dāng)以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立直角坐標(biāo)系后，軌跡上各點(diǎn)的坐標(biāo)應(yīng)具有建立直角坐標(biāo)系后，軌跡上各點(diǎn)的坐標(biāo)應(yīng)具有y 的關(guān)系，而且同一軌的關(guān)系，而且同一軌跡跡a是一個(gè)確定的值是一個(gè)確定的值.(2)驗(yàn)證方法驗(yàn)證方法用刻度尺測(cè)量幾個(gè)點(diǎn)的用刻度尺測(cè)量幾個(gè)點(diǎn)的x、y兩個(gè)坐標(biāo)，分別代入兩個(gè)坐標(biāo)，分別代入yax2中求出常量中求出常量a，看，看計(jì)算得到的計(jì)算得到的a值在誤差允許的范圍內(nèi)是否是一個(gè)常數(shù)值在誤差允許的范圍內(nèi)是否是一個(gè)常數(shù).ax2方法二圖象法建立yx2坐標(biāo)系，根據(jù)所測(cè)量的各個(gè)點(diǎn)的x、y坐標(biāo)值分

5、別計(jì)算出對(duì)應(yīng)的y值和x2值，在yx2坐標(biāo)系中描點(diǎn)，連接各點(diǎn)看是否在一條直線上，并求出該直線的斜率即為a值.2.計(jì)算初速度在小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上任取一點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出它的坐標(biāo)(x，y)，利用公式y(tǒng) 和x ，求出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0(g)，多求幾個(gè)點(diǎn)然后求出v0的平均值.v0t題型演練例例1在在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)中探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)中.(1)圖圖2是橫擋條卡住平拋小球，用鉛筆標(biāo)注小球最高點(diǎn)，確定平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的是橫擋條卡住平拋小球，用鉛筆標(biāo)注小球最高點(diǎn)，確定平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法，坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選小球在斜槽末端點(diǎn)時(shí)的方法，坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選小球在斜槽末端點(diǎn)時(shí)的_.A.球心球心 B.球的上端球的上端C

6、.球的下端球的下端在此實(shí)驗(yàn)中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是在此實(shí)驗(yàn)中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是_.A.斜槽軌道必須光滑斜槽軌道必須光滑B.記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些C.用平滑曲線把所有的點(diǎn)連接起來(lái)用平滑曲線把所有的點(diǎn)連接起來(lái)D.y軸的方向根據(jù)鉛垂線確定軸的方向根據(jù)鉛垂線確定一、平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的原理與實(shí)驗(yàn)操作圖2BBD答案(2)圖3是利用圖2裝置拍攝小球做平拋運(yùn)動(dòng)的頻閃照片，由照片可判斷實(shí)驗(yàn)操作錯(cuò)誤的選項(xiàng)是_.A.釋放小球時(shí)初速度不為0B.釋放小球的初始位置不同C.斜槽末端切線不水平答案圖3圖2C(3)以下圖是利用穩(wěn)定的細(xì)水柱顯示平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的裝置，其中正確的選項(xiàng)是_.答案B1.為保證小球做平拋

7、運(yùn)動(dòng)，必須使斜槽的末端水平.2.為保證小球每次平拋的初速度一樣，必須讓小球從同一位置由靜止釋放.歸納總結(jié)歸納總結(jié)計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度可以分為兩種情況計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度可以分為兩種情況(1)平拋軌跡完整(即含有拋出點(diǎn))在軌跡上任取一點(diǎn)，測(cè)出該點(diǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)的水平位移x及豎直位移y，就可求出初速度v0.二、計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度(2)平拋軌跡殘缺(即無(wú)拋出點(diǎn))在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C(如圖4所示)，使A、B間及B、C間的水平距離相等，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知A、B間與B、C間所用時(shí)間相等，設(shè)為t，那么hhBChABgt2圖4圖5例例2某同學(xué)在做某同學(xué)在做“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)時(shí)得到探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

8、實(shí)驗(yàn)時(shí)得到了如圖了如圖5所示的運(yùn)動(dòng)軌跡，所示的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)的位置在運(yùn)動(dòng)軌三點(diǎn)的位置在運(yùn)動(dòng)軌跡上已標(biāo)出，那么：跡上已標(biāo)出，那么：(1)小球平拋的初速度為小球平拋的初速度為_(kāi)m/s.(g取取10 m/s2)答案解析2解析解析由平拋運(yùn)動(dòng)公式，在x軸方向上x(chóng)abv0T，在豎直方向上hbchabgT2，代入數(shù)據(jù)解得T0.1 s，v02 m/s.(2)小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度大小vb_，方向_.答案解析2.5 m/s與x軸方向夾角為37(3)小球拋出點(diǎn)的位置坐標(biāo)x_cm，y_cm.答案解析101.25說(shuō)明小球經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)已經(jīng)運(yùn)動(dòng)了ta0.05 s，所以小球拋出點(diǎn)的坐標(biāo)xv0ta10 cm，根據(jù)平拋運(yùn)

9、動(dòng)軌跡測(cè)定初速度時(shí)，不要隨便把題目所提供的第一個(gè)記錄點(diǎn)當(dāng)成平拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn).可利用自由落體運(yùn)動(dòng)在豎直方向上連續(xù)一樣時(shí)間內(nèi)下落高度之比為1 3 5的關(guān)系來(lái)判斷第一個(gè)記錄點(diǎn)是否為拋出點(diǎn)，假設(shè)不是，只能由hgT2求出時(shí)間間隔.易錯(cuò)警示易錯(cuò)警示例例3某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)惩瑢W(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖6甲所示，甲所示，A是一塊平面木板，在其上等間隔地開(kāi)鑿出一組平行的插槽是一塊平面木板，在其上等間隔地開(kāi)鑿出一組平行的插槽(圖中圖中P0P0、P1P1、)，槽間距離均為，槽間距離均為d.把覆蓋復(fù)寫(xiě)紙的白紙鋪貼在平面硬板把覆蓋復(fù)寫(xiě)紙的白紙鋪貼在

10、平面硬板B上上.實(shí)驗(yàn)時(shí)依次將實(shí)驗(yàn)時(shí)依次將B板插入板插入A板的各插槽中，每次讓小球從斜軌道的同一位板的各插槽中，每次讓小球從斜軌道的同一位置由靜止釋放置由靜止釋放.每打完一點(diǎn)后，把每打完一點(diǎn)后，把B板插板插入后一槽中并同時(shí)向紙面內(nèi)側(cè)平移距離入后一槽中并同時(shí)向紙面內(nèi)側(cè)平移距離d.實(shí)驗(yàn)得到小球在白紙上打下的假設(shè)干痕跡點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)得到小球在白紙上打下的假設(shè)干痕跡點(diǎn)，如圖乙所示如圖乙所示.三、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖6(1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到_.每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了_.答案解析答案答案見(jiàn)解析解析本實(shí)驗(yàn)把小球通過(guò)的水平相等位移解析本實(shí)驗(yàn)把小球通過(guò)的水平相等位移(即槽間距離即槽間距離d)，

11、巧妙轉(zhuǎn)化為題，巧妙轉(zhuǎn)化為題圖中圖中x軸上通過(guò)一樣的位移軸上通過(guò)一樣的位移(即向紙內(nèi)側(cè)平移距離即向紙內(nèi)側(cè)平移距離d)，而豎直方向確定的落，而豎直方向確定的落點(diǎn)為豎直位置，因而可畫(huà)出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡點(diǎn)為豎直位置，因而可畫(huà)出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)展調(diào)節(jié)，使斜軌道末端切線水根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)展調(diào)節(jié)，使斜軌道末端切線水平，以保證小球飛出時(shí)的速度沿水平方向，小球做平拋運(yùn)動(dòng)平，以保證小球飛出時(shí)的速度沿水平方向，小球做平拋運(yùn)動(dòng).每次讓小球每次讓小球從同一位置由靜止釋放的目的是使小球每次做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度一樣，軌從同一位置由靜止釋放的目的是使小球每次做平拋運(yùn)動(dòng)的

12、初速度一樣，軌跡一樣跡一樣.(2)每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d，是為了_.答案見(jiàn)解析解析每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d是為了保持記錄紙上每?jī)牲c(diǎn)之間的水平距離一樣.(3)在圖乙中繪出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.答案見(jiàn)解析解析如下圖(注意要用平滑的曲線連接).答案解析1.本實(shí)驗(yàn)中，把小球的平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡由紙面內(nèi)轉(zhuǎn)換到垂直紙面的平面內(nèi).2.B板每向右平移距離d，同時(shí)向紙面內(nèi)側(cè)平移距離d，使轉(zhuǎn)換具有等效性.創(chuàng)新點(diǎn)評(píng)創(chuàng)新點(diǎn)評(píng)達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.(實(shí)驗(yàn)操作)(多項(xiàng)選擇)在做“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A.安裝斜槽和木板時(shí)，一定要注意木板是否豎直B.安裝斜槽和木板時(shí)，只需注意小球不和木板發(fā)生摩擦C.每次

13、實(shí)驗(yàn)都要把小球從同一位置由靜止釋放D.實(shí)驗(yàn)的目的是描繪出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律答案解析123123解析安裝斜槽和木板時(shí)，必須使斜槽末端切線水平，使木板豎直，以解析安裝斜槽和木板時(shí)，必須使斜槽末端切線水平，使木板豎直，以確保小球水平飛出和正確畫(huà)出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，確保小球水平飛出和正確畫(huà)出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，A正確，正確，B錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；小球每次從斜槽上的同一位置由靜止開(kāi)場(chǎng)滾下，可保證小球初速度不變，小球每次從斜槽上的同一位置由靜止開(kāi)場(chǎng)滾下，可保證小球初速度不變，C正確；正確；由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍?，由?shí)驗(yàn)?zāi)康目芍?，D正確正確.2.(實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì))(多項(xiàng)選擇)在探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，可以選用如圖7所

14、示的各種裝置圖，那么以下操作合理的是 A.選用裝置圖甲研究平拋物體的豎 直分運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)該用眼睛看A、B 兩球是否同時(shí)落地B.選用裝置圖乙并要獲得穩(wěn)定的細(xì) 水柱顯示出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，豎直管上端A一定要低于水面C.選用裝置圖丙并要獲得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，每次不一定從斜槽上同一位 置由靜止釋放鋼球D.除上述裝置外，還可以用數(shù)碼照相機(jī)每秒拍攝15幀鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的照片以 獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡123圖7答案解析解析小球下落的速度很快，運(yùn)動(dòng)時(shí)間很短，用眼睛看很難準(zhǔn)確判斷出小解析小球下落的速度很快，運(yùn)動(dòng)時(shí)間很短，用眼睛看很難準(zhǔn)確判斷出小球落地的先后順序，應(yīng)聽(tīng)聲音，選項(xiàng)球落地的先后順序，應(yīng)聽(tīng)聲音，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

15、錯(cuò)誤；豎直管的上端豎直管的上端A應(yīng)低于水面，這是因?yàn)樨Q直管與空氣相通，應(yīng)低于水面，這是因?yàn)樨Q直管與空氣相通，A處的壓強(qiáng)始處的壓強(qiáng)始終等于大氣壓強(qiáng)，不受瓶?jī)?nèi)水面上下的影響，因此可以得到穩(wěn)定的細(xì)水柱，終等于大氣壓強(qiáng)，不受瓶?jī)?nèi)水面上下的影響，因此可以得到穩(wěn)定的細(xì)水柱，選項(xiàng)選項(xiàng)B正確；正確；只有每次從同一位置由靜止釋放鋼球，鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度才一樣，只有每次從同一位置由靜止釋放鋼球，鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度才一樣，選項(xiàng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；獲得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)每秒獲得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)每秒15幀的照片就等同于做平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)在方格幀的照片就等同于做平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)在方格紙上描點(diǎn)的方法，同樣可以獲得平拋運(yùn)動(dòng)的

16、軌跡，選項(xiàng)紙上描點(diǎn)的方法，同樣可以獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，選項(xiàng)D正確正確.1233.(實(shí)驗(yàn)操作及速度的計(jì)算)如圖8所示，在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，可以描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟如下：A.讓小球?qū)掖螐腳釋放，在一張印有小 方格的紙上記下小球經(jīng)過(guò)的一系列位置，如圖中 a、b、c、d所示.圖8同一位置靜止B.安裝好器材，注意_，記下平拋初位置O點(diǎn)和過(guò)O點(diǎn) 的水平線與豎直線.C.取下方格紙，以O(shè)為原點(diǎn)，以水平線為x軸，豎直線為y軸建立平面直角 坐標(biāo)系，用平滑曲線畫(huà)出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.(1)完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上.123斜槽末端切線水平答案解析解析這種方法，需讓小球重復(fù)同一個(gè)平拋