【課件】實驗：探究平拋運動的特點課件-2022-2023學年高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

5.3實驗：探究平拋運動的特點必修二第五章演示1、觀察斜向上拋出的粉筆的運動軌跡；

v0演示2、觀察水平桌面上的橡皮被碰后，以一定的水平初速度離開桌面后所做的運動軌跡。v0在空氣阻力可以忽略的情況下，粉筆和橡皮的運動都屬于拋體運動。新課引入1、做拋體運動的物體在運動過程中受什么力作用？忽略空氣阻力，只受重力的作用。2、為什么物體的軌跡是曲線？物體的初速度與重力不在一直線上。3、什么是拋體運動？以一定的速度將物體拋出，在空氣阻力可以忽略的情況下，物體只受重力的作用，這時的運動叫作拋體運動。思考一、平拋運動平拋運動：將物體用一定的初速度沿水平方向拋出，且只在重力作用下所做的運動。做平拋運動的物體有什么特點呢？實驗探究x1、實驗思路平拋運動是曲線運動，速度和位移的方向都在時刻變化。按照運動的合成與分解，把復雜的曲線運動分解為不同方向上兩個相對簡單的直線運動的思路，分別研究物體在這兩個方向的運動特點。二、探究平拋運動的特點實驗探究方法一：描跡法由斜槽上某固定位置無初速釋放小球，描繪小球運動軌跡。2、進行實驗如何通過實驗方法獲得平拋運動軌跡？實驗探究o方法二：徑跡法倒置的飲料瓶內(nèi)裝著水，瓶塞內(nèi)插著兩根兩端開口的細管，其中一根彎成水平，加上一個很細的噴嘴,水從噴嘴中射出，在空中形成彎曲的細水柱，它顯示了平拋運動的軌跡。實驗探究方法三：用頻閃照相的方法，記錄物體在不同時刻的位置。思考：應怎樣建立坐標系來研究小球的水平位移和豎直位移？以左邊第一個小球的中心為原點，沿水平向右和豎直向下的方向建立直角坐標系，將各球中心點的橫坐標和縱坐標記錄在自己設(shè)計的表格中。實驗探究實驗數(shù)據(jù)表格若頻閃周期為T，怎樣通過作圖得到T，2T，3T，…時間內(nèi)小球做平拋運動的水平位移和豎直位移？yxOx4x3x2x1h5h3h7hABCD第Ts內(nèi)第2Ts內(nèi)第3Ts內(nèi)第4Ts內(nèi)第5Ts內(nèi)水平位移x豎直位移y實驗探究數(shù)據(jù)分析思考：分析小球在水平方向和豎直方向分運動的特點？水平方向分運動的特點：結(jié)合表格和圖象可知，在水平方向上小球在每秒通過的路程都為20m即：相同時間內(nèi)通過的路程相等，所以在水平方向上做的是勻速運動；實驗探究豎直方向分運動的特點:結(jié)合表格和圖象可知，在豎直方向上小球相同時間內(nèi)通過的路程分別為：5m、15m、25m……即為：1:3:5……，符合自由落體運動的規(guī)律2045x/m50204060y/m所以在豎直方向上做的是自由落體運動。實驗探究1、探究平拋運動豎直分運動（1）實驗器材平拋運動演示裝置、小錘、兩球完全相同的小球。三、探究平拋運動豎直和水平方向分運動的特點。猜想：小球在水平方向和豎直方向的分運動有何特點？實驗探究②A、B兩球同時開始運動。觀察兩球的運動軌跡，注意傾聽它們落地的聲音。③分別改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度，多次重復這個實驗，記錄實驗現(xiàn)象有什么變化。思考：通過實驗觀察到的現(xiàn)象，說明了什么？（2）實驗步驟①用小錘擊打彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，做平拋運動，同時B球被釋放，自由下落，做自由落體運動。實驗探究（3）實驗現(xiàn)象①實驗現(xiàn)象無論A球的初速度多大，它總是與B球同時落地。②A球水平拋出時的速度愈大，它飛出的水平距離也就愈遠。平拋運動與自由落體分運動的等時性。實驗探究實驗探究

從這個實驗看，平拋運動在豎直方向的分運動是什么運動？用如圖所示的裝置探究平拋運動規(guī)律。用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明平拋運動在豎直方向為自由落體運動實驗探究例1.在探究平拋運動的規(guī)律時，可以選用如圖所示的各種裝置，以下說法正確的是（）A．選用裝置1研究平拋運動的水平分運動，應該用眼睛看A、B兩球是否同時落地B．選用裝置2要獲得穩(wěn)定的細水柱顯示的平拋軌跡，豎直管上端A一定要低于水面C．選用裝置3要獲得鋼球的平拋軌跡，每次不一定要從斜槽上同一位置由靜止釋放鋼球D．除上述裝置外，也能用數(shù)碼照相機拍攝鋼球做平拋運動時每秒25幀的照片獲得平拋軌跡BD典型例題例2.三個同學根據(jù)不同的實驗條件，進行了“探究平拋運動規(guī)律”的實驗：典型例題（1）甲同學采用如圖（1）所示的裝置。用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時的速度，觀察到的現(xiàn)象應是

，這說明

；（2）乙同學采用如圖（2）所示的裝置。兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端與可看作光滑的水平板相切；兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度，使AC=BD，典型例題從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等，現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小鐵球能以相同的初速度v0同時分別從軌道M、N的下端射出。實驗可觀察到的現(xiàn)象應是

。僅僅改變弧形軌道M的高度，重復上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明

。（3）丙同學采用頻閃攝影的方法拍攝到如圖（3）所示的“小球做平拋運動”的照片。圖中每個小方格的邊長為10cm，則由圖可求得拍攝時每

s曝光一次，該小球平拋的初速度大小為

m/s（g取10m/s2）。典型例題答案：兩球同時落地；平拋運動在豎直方向上是自由落體運動；P、Q二球相碰；平拋運動在水平方向上是勻速運動；0.1；2（1）改變A球被彈出時的速度，觀察到的現(xiàn)象應是兩球同時落地，這說明平拋運動在豎直方向上是自由落體運動；（2）實驗可觀察到的現(xiàn)象應是P、Q二球相碰。僅僅改變弧形軌道M的高度，重復上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明平拋運動在水平方向上是勻速運動。（3）根據(jù)解得小球平拋的初速度典型例題1、