教科版（2023） 必修 第二冊(cè)第一章 拋體運(yùn)動(dòng) 第3節(jié)　探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)（共打包3份）

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第一章拋體運(yùn)動(dòng)

第3節(jié)探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

欄目索引

實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)梳理

實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)提升

隨堂達(dá)標(biāo)訓(xùn)練

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隨堂達(dá)標(biāo)訓(xùn)練

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米

米

米米：

會(huì)米

米

米米

米

定位板鋼球

壓紙板

記錄

面板

軌道

重垂線

63

o

接球擋板

重錘

調(diào)平螺絲

氣泡水準(zhǔn)

米

米

米第3節(jié)探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

[對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P9]

1．知道用實(shí)驗(yàn)獲得平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法，會(huì)描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．

2．會(huì)根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡判斷是否為平拋運(yùn)動(dòng)．

3．會(huì)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡研究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)．

1．平拋運(yùn)動(dòng)：物體以一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng)．

2．實(shí)驗(yàn)思路：平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，速度和位移的方向都在時(shí)刻變化．由于物體是沿著水平方向拋出的，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受豎直向下的重力作用，因此可以將平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的分運(yùn)動(dòng)和豎直方向的分運(yùn)動(dòng)．如果這兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)研究清楚了，平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律就清楚了．

平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器、坐標(biāo)紙、圖釘、鋼球、刻度尺、鉛筆等．

1．安裝實(shí)驗(yàn)器材：

(1)將帶有斜槽的平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器置于桌面上，調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲，觀察重垂線或氣泡水準(zhǔn)，使面板處于豎直平面內(nèi)，卡好定位板，裝置如圖所示．裝好平拋軌道，使軌道的拋射端處于水平位置．

(2)在描跡記錄紙后襯墊一張復(fù)寫(xiě)紙或打字蠟紙，并用壓紙板將它們緊貼固定在記錄面板上．

2．建立坐標(biāo)系：把小球放在槽口(斜槽末端)處，用鉛筆記下鋼球在槽口時(shí)球心所在描跡記錄紙的投影點(diǎn)O，O點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn)，通過(guò)重垂線畫(huà)出過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)且豎直向下的直線，作為y軸，畫(huà)出過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)且水平向右的直線，作為x軸．

3．確定小球的位置：

(1)把接球擋板置于最上方一格．

(2)將定位板定在某一位置固定好，鋼球緊靠定位板由靜止釋放，鋼球沿軌道向下運(yùn)動(dòng)，以一定的初速度由軌道的平直部分水平拋出．

(3)下落的鋼球打在向記錄面板傾斜的接球擋板上，同時(shí)在記錄紙上留下一個(gè)跡點(diǎn)．

(4)再將接球擋板向下移動(dòng)一格，重復(fù)上述操作方法，得到第二個(gè)印跡點(diǎn)，如此繼續(xù)下移接球擋板，直至最低點(diǎn)，即可得到平拋的鋼球下落時(shí)的一系列印跡點(diǎn)．

4．描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡：取下記錄紙，將記錄紙記下的一系列點(diǎn)用平滑曲線連起來(lái)，即可得到鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．

1．實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端切線水平(檢驗(yàn)是否水平的方法：將小球放在斜槽末端任一位置，看其能否靜止).

2．記錄面板必須處于豎直平面內(nèi)，固定時(shí)要用重垂線檢查坐標(biāo)紙上的豎線是否豎直．

3．鋼球每次必須從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下．

4．坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是鋼球出槽口時(shí)球心在面板上的投影點(diǎn)．

5．鋼球開(kāi)始滾下的位置高度要適中，以使鋼球做平拋運(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．

1．噴水法

如圖所示，倒置的瓶?jī)?nèi)裝著水，瓶塞內(nèi)插著兩根兩端開(kāi)口的細(xì)管，其中一根彎成水平，加上一個(gè)很細(xì)的噴嘴．

水從噴嘴中射出，在空氣中形成穩(wěn)定的細(xì)水柱，它顯示了平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．將它描在背后的紙上，進(jìn)行分析處理．

2．頻閃照相法

用頻閃照相機(jī)可記錄下物體做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，如圖所示．

由于相鄰兩次曝光的時(shí)間間隔是相等的，只要測(cè)量相鄰兩小球的水平位移，就很容易判斷平拋運(yùn)動(dòng)水平方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)．

[對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P11]

在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中：

(1)如圖甲所示，用接球擋板接住平拋小球來(lái)確定平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．則坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選小球在斜槽末端點(diǎn)時(shí)的____________．

甲

A．球心B．球的上端C．球的下端

(2)(多選)在此實(shí)驗(yàn)中，下列操作不必要的是_________．

A．斜槽軌道必須光滑

B．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)

D．y軸的方向根據(jù)重垂線確定

(3)圖乙是利用圖甲所示的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)誤的是________．

乙

A．釋放小球時(shí)初速度不為零

B．釋放小球的初始位置不同

C．斜槽末端切線不水平

解析(1)記錄點(diǎn)選取的是小球的最高點(diǎn)，則確定原點(diǎn)時(shí)也要選小球的上端．

(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，斜槽不一定要光滑，只要能夠保證小球從同一位置靜止釋放，即使軌道粗糙，摩擦力做功是相同的，小球離開(kāi)斜槽末端時(shí)的速度是一樣的，故A是不必要的；記錄的點(diǎn)適當(dāng)多一些，能夠保證描點(diǎn)所得的曲線更精細(xì)，用平滑曲線連接所描的點(diǎn)，偏離曲線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去，故B是必要的，C是不必要的；y軸必須沿豎直方向，即用鉛垂線確定，故D是必要的．

(3)由題圖乙可知斜槽末端不水平，才會(huì)造成小球做斜拋運(yùn)動(dòng)，故選C.

答案(1)B(2)AC(3)C

[訓(xùn)練]用如圖所示的裝置描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，把小球從斜槽上某個(gè)位置無(wú)初速度釋放，在坐標(biāo)白紙上記錄小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位置情況．

(1)(多選)下列器材中不需要的是________．

A．重垂線B．彈簧測(cè)力計(jì)

C．刻度尺D．小球

E．秒表

(2)下列事項(xiàng)必須要滿足的是________．

A．斜槽末端水平

B．為較準(zhǔn)確描繪出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，必須用光滑的曲線把所有的點(diǎn)都連接起來(lái)

C.小球選用密度小，體積大的材料

D．擋板高度等間距變化

(3)(多選)為了得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，小組討論得到其他方案，下列方案可行的是________．

A．從細(xì)水管水平噴出的細(xì)水柱顯示平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡

B．用數(shù)碼照相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)記錄平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡

C．將鉛筆垂直于豎直的木板放置，筆尖緊靠木板上的白紙，以一定的初速度扔出鉛筆，白紙上將會(huì)留下筆尖的運(yùn)動(dòng)軌跡

D．要使描出的軌跡更能反映真實(shí)的運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)讓小球從多個(gè)不同的位置靜止釋放

解析(1)為確保在坐標(biāo)紙?jiān)谪Q直面內(nèi)，使其與小球運(yùn)動(dòng)平面平行，需要用到重垂線；刻度尺用來(lái)測(cè)量水平方向的分位移和豎直方向的分位移，秒表和彈簧測(cè)力計(jì)與本實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)，故不需要的是BE.

(2)斜槽末端保持水平，使得小球下落的初速度沿水平方向，做平拋運(yùn)動(dòng)，故A正確；為較準(zhǔn)確描繪出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，應(yīng)舍棄不符合要求的點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，小球選用密度大、體積小的材料，故C錯(cuò)誤；擋板只要能記錄小球下落在不同高度時(shí)不同的位置即可，不需要等距離變化，故D錯(cuò)誤．

(3)從細(xì)管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱，拍攝照片，即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，故A是可行的；可以用數(shù)碼照相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)記錄平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，故B是可行的；將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置，筆尖緊靠白紙板，鉛筆以一定初速度水平拋出，由于鉛筆和紙之間沒(méi)有壓力，故不會(huì)形成運(yùn)動(dòng)軌跡，故C不可行；要使描出的軌跡更能反映真實(shí)的運(yùn)動(dòng)情況，小球每次必須從同一位置靜止釋放，故D不可行．

答案(1)BE(2)A(3)AB

[對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P12]

在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，小明采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，讓小球多次從斜槽上滾下，再落入接球擋板中，在白紙上依次記下小球的位置．

(1)實(shí)驗(yàn)中，斜槽末端的切線必須水平，這樣做的目的是________.

A．保證小球飛出時(shí)，速度既不太大，也不太小

B．保證小球飛出時(shí)，初速度沿水平方向

C．保證小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次都相等

D．保證小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線

(2)實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是________．

A．應(yīng)把斜槽末端記作小球的拋出點(diǎn)

B．選取較為光滑的斜槽，能減少摩擦帶來(lái)實(shí)驗(yàn)誤差

C．為記錄多個(gè)點(diǎn)，擋板每次上下移動(dòng)的距離適當(dāng)小些

D.取下白紙后，取與白紙的上邊平行的方向?yàn)樗椒较蚪坐標(biāo)

(3)小胡的記錄紙如圖乙所示，由圖分析，造成該問(wèn)題的原因可能是________．

A．斜槽末端沒(méi)有調(diào)水平

B．小球每次從斜槽上滾下的位置不同

C．沒(méi)有將擋板等距離移動(dòng)

D．小球和斜槽間有摩擦力

解析(1)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，斜槽末端水平是為了讓小球脫離斜槽后獲得水平方向的初速度，故B正確．

(2)小球有一定的大小，拋出點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是末端上方球心處，則斜槽的末端不是拋出點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；斜槽的光滑與否影響的是小球平拋的初速度，對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)影響，故B錯(cuò)誤；每次擋板上下移動(dòng)的距離越小，點(diǎn)跡就越密集，故C正確；x方向應(yīng)與豎直方向垂直，若開(kāi)始時(shí)記錄紙是傾斜的，則該做法完全錯(cuò)誤，故D錯(cuò)誤．

(3)軌跡呈彎曲狀，說(shuō)明每次拋出小球的初速度不同，即每次不是從同一位置由靜止釋放小球，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．

答案(1)B(2)C(3)B第3節(jié)探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

[對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P9]

1．知道用實(shí)驗(yàn)獲得平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法，會(huì)描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．

2．會(huì)根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡判斷是否為平拋運(yùn)動(dòng)．

3．會(huì)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡研究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)．

1．平拋運(yùn)動(dòng)：物體以一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng)．

2．實(shí)驗(yàn)思路：平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，速度和位移的方向都在時(shí)刻變化．由于物體是沿著水平方向拋出的，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受豎直向下的重力作用，因此可以將平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的分運(yùn)動(dòng)和豎直方向的分運(yùn)動(dòng)．如果這兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)研究清楚了，平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律就清楚了．

平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器、坐標(biāo)紙、圖釘、鋼球、刻度尺、鉛筆等．

1．安裝實(shí)驗(yàn)器材：

(1)將帶有斜槽的平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器置于桌面上，調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲，觀察重垂線或氣泡水準(zhǔn)，使面板處于豎直平面內(nèi)，卡好定位板，裝置如圖所示．裝好平拋軌道，使軌道的拋射端處于水平位置．

(2)在描跡記錄紙后襯墊一張復(fù)寫(xiě)紙或打字蠟紙，并用壓紙板將它們緊貼固定在記錄面板上．

2．建立坐標(biāo)系：把小球放在槽口(斜槽末端)處，用鉛筆記下鋼球在槽口時(shí)球心所在描跡記錄紙的投影點(diǎn)O，O點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn)，通過(guò)重垂線畫(huà)出過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)且豎直向下的直線，作為y軸，畫(huà)出過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)且水平向右的直線，作為x軸．

3．確定小球的位置：

(1)把接球擋板置于最上方一格．

(2)將定位板定在某一位置固定好，鋼球緊靠定位板由靜止釋放，鋼球沿軌道向下運(yùn)動(dòng)，以一定的初速度由軌道的平直部分水平拋出．

(3)下落的鋼球打在向記錄面板傾斜的接球擋板上，同時(shí)在記錄紙上留下一個(gè)跡點(diǎn)．

(4)再將接球擋板向下移動(dòng)一格，重復(fù)上述操作方法，得到第二個(gè)印跡點(diǎn)，如此繼續(xù)下移接球擋板，直至最低點(diǎn)，即可得到平拋的鋼球下落時(shí)的一系列印跡點(diǎn)．

4．描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡：取下記錄紙，將記錄紙記下的一系列點(diǎn)用平滑曲線連起來(lái)，即可得到鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．

1．實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端切線水平(檢驗(yàn)是否水平的方法：將小球放在斜槽末端任一位置，看其能否靜止).

2．記錄面板必須處于豎直平面內(nèi)，固定時(shí)要用重垂線檢查坐標(biāo)紙上的豎線是否豎直．

3．鋼球每次必須從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下．

4．坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是鋼球出槽口時(shí)球心在面板上的投影點(diǎn)．

5．鋼球開(kāi)始滾下的位置高度要適中，以使鋼球做平拋運(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．

1．噴水法

如圖所示，倒置的瓶?jī)?nèi)裝著水，瓶塞內(nèi)插著兩根兩端開(kāi)口的細(xì)管，其中一根彎成水平，加上一個(gè)很細(xì)的噴嘴．

水從噴嘴中射出，在空氣中形成穩(wěn)定的細(xì)水柱，它顯示了平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．將它描在背后的紙上，進(jìn)行分析處理．

2．頻閃照相法

用頻閃照相機(jī)可記錄下物體做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，如圖所示．

由于相鄰兩次曝光的時(shí)間間隔是相等的，只要測(cè)量相鄰兩小球的水平位移，就很容易判斷平拋運(yùn)動(dòng)水平方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)．

[對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P11]

在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中：

(1)如圖甲所示，用接球擋板接住平拋小球來(lái)確定平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．則坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選小球在斜槽末端點(diǎn)時(shí)的____________．

甲

A．球心B．球的上端C．球的下端

(2)(多選)在此實(shí)驗(yàn)中，下列操作不必要的是_________．

A．斜槽軌道必須光滑

B．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)

D．y軸的方向根據(jù)重垂線確定

(3)圖乙是利用圖甲所示的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)誤的是________．

乙

A．釋放小球時(shí)初速度不為零

B．釋放小球的初始位置不同

C．斜槽末端切線不水平

[訓(xùn)練]用如圖所示的裝置描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，把小球從斜槽上某個(gè)位置無(wú)初速度釋放，在坐標(biāo)白紙上記錄小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位置情況．

(1)(多選)下列器材中不需要的是________．

A．重垂線B．彈簧測(cè)力計(jì)

C．刻度尺D．小球

E．秒表

(2)下列事項(xiàng)必須要滿足的是________．

A．斜槽末端水平

B．為較準(zhǔn)確描繪出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，必須用光滑的曲線把所有的點(diǎn)都連接起來(lái)

C.小球選用密度小，體積大的材料

D．擋板高度等間距變化

(3)(多選)為了得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，小組討論得到其他方案，下列方案可行的是________．

A．從細(xì)水管水平噴出的細(xì)水柱顯示平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡

B．用數(shù)碼照相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)記錄平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡

C．將鉛筆垂直于豎直的木板放置，筆尖緊靠木板上的白紙，以一定的初速度扔出鉛筆，白紙上將會(huì)留下筆尖的運(yùn)動(dòng)軌跡

D．要使描出的軌跡更能反映真實(shí)的運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)讓小球從多個(gè)不同的位置靜止釋放

[對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P12]

在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，小明采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，讓小球多次從斜槽上滾下，再落入接球擋板中，在白紙上依次記下小球的位置．

(1)實(shí)驗(yàn)中，斜槽末端的切線必須水平，這樣做的目的是________.

A．保證小球飛出