2022年2022年《实验研究平抛运动》导学案

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载5.3试验：讨论平抛运动导学案【学习目标】 1.知道常见的几种猎取平抛运动轨迹的方法；2.把握判定平抛运动的轨迹为不为抛物线方法；3.会依据平抛运动的轨迹运算平抛物体的初速度；【重点难点】由试验理论分析探究平抛运动轨迹.初速度；【学法指导】通读教材,懂得与之相关的基础学问,用红笔画出不懂的地方,完成学案和课后习题【学问链接】1.平抛运动的定义：；2.条件：；3.特点：；【学习过程】一.试验原理平抛运动可以看作为两个分运动的和运动；一个水平方向的 ,其速度等于平抛物体运动的 ；另一个为竖直方向的 ,通过试验确定作平抛运动的小球运动时的如干不同位置, 然后描出运动

2、轨迹,测出曲线上任一点的坐标,利用公式 和 就可求出小球的水平分速度,即平抛物体的速度v0= .三.试验器材：斜槽轨道.小球.木板.白纸.图钉.铅垂线.直尺.三角板.铅笔等.四.试验步骤（ 1）案例一：利用平抛运动试验器（犹如4-7-1所示）；留意事项：a/ 斜槽末端切线必需水平精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载b/ 每次从同一位置无初速释放小球,以使小球每一次抛出后轨迹相同,每次描出的点在同一轨迹上c/ 安装试验装置时,要留意使轨道末端与图板相靠近,并保持它们的相对位置不变d/ 要用重垂线把图板校准到竖直方向,使小球运动靠近图板,又不接触图板e/ 坐标原点不为槽口末端点,应为球在

3、槽口时,球心在图板上的水平投影点of/ 球的释放高度要适当,使其轨迹不至于太平也不至于太竖直,以减小测量误差g/ 运算初速度时,应选离o点远些的点.数据处理1,摸索如何判定平抛运动的轨迹为不为抛物线；2.如何运算平抛物体的初速度？图 4-7-1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载【例 1】在 “探究平抛运动的运动规律”的试验中,可以描画出小球平抛运动的轨迹,试验简要步骤如下：a让小球多次从位置上滚下,登记小球遇到铅笔笔尖的一系列位置； b按图安装好器材,留意,登记平抛初位置o点和过 o点的竖直线； c取下白纸,以o为原点,以竖直线为y 轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹；精

4、品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载完成上述步骤,将正确的答案填在横线上；上述试验步骤的合理次序为；拓展如图 4-7-3所示为讨论平抛运动的试验装置简图,图4-7-4为试验后白纸上的轨迹图；说明图 4-7-4中的两条坐标轴为如何作出的；说明判定槽口的切线为否水平的方法；试验过程中需要经多次释放小球才能描画出小球运动的轨迹,进行这一步骤时应留意精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载什么？二.求平抛运动的初速度图 4-7-3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载【例 2】在“讨论平抛物体的运动”的试验中,某同学只在竖直板面上登记了重锤线y 的方向,但遗忘了平抛的初 位置,在

5、坐标纸上描出了一段曲线的轨迹,如图4-7-5所示；现在曲线上取a.b两点,量出它们到y 轴的距离,精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载aa=x1, bb=x2,以及 ab的竖直距离h,用这些可以求出求得小球平抛时的初速度为多大？ax1ahbx2by精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图 4-7-5课堂练习1在 “探究平抛物体运动的规律”的试验中,小球做平抛运动的坐标原点位置应为（设小球半径为r ）a斜槽口末端o点 b斜槽口o点正上方r 处 c槽口 o点正前方r 处d小球位于槽末端时,球心在竖直木板上的水平投影点【解析】由于在试验中描出的点都为球心经过的位置；因此,所描轨迹的

6、初始位置也应为球心所经位置；【答案】 d1. 在做 “探究平抛物体的运动”试验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹；为了能较精确地描画运动轨迹,下面列出一些操作要求,将你认为正确选项前面的字母填在横线上：bdf；（ a）试验所用的斜槽要尽量的光滑,以减小摩擦（ b）通过调剂使斜槽的末端保持水平（ c ）每次释放小球的位置必需相同（ d）每次必需由静止释放小球精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载（ e）记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必需严格地等距离下降（ f ）小球运动时不应与木板上的白纸相碰撞（ g）将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线2.

7、 在做 “探究平抛物体的运动”试验时,除了木板.小球.斜槽.铅笔.图钉之外,以下器材中仍需要的为cf a 游标卡尺b秒表c坐标纸d天平e弹簧秤f重垂线【训练测试】1.一个同学在讨论平抛物体的运动试验中,只画出了如图9 所示的一部分曲线,于为他在曲线上取水平距离s相等的三点a.b.c,量得s = 0.2m；又量出它们之间的竖直距离分别为h1 = 0.1m ,h2 = 0.2m ,利用这些数据,可求得：（ 1）物体抛出时的初速度为m/s；（ 2）物体经过b 时竖直分速度为m/s；（ 3）抛出点在a 点上方高度为m处；图 92.某同学做平抛运动试验时,在白纸上只画出了表示竖直向下方向的y 轴和平抛物

8、体运动轨迹的后一部分,而且漏标了抛出点的位置,如下列图 .这位同学期望据此图能测出物体的初速度,请你给他出出想法：（ 1） 简要说明据此图测定该物初速度的方法 .（ 2） 需要增加的测量工具有 .（ 3） 用测量出的物理量表示测量的结果：v 0= 3.如下列图,为一平抛物体运动的闪光照片示意图,照片与实际大小相比缩小10 倍.对比片中小球位置进行测量得：1 与 4 闪光点竖直距离为 1.5 cm,4 与 7 闪光点竖直距离为2.5 cm,各闪光点之间水平距离均为0.5 cm.就1 小球抛出时的速度大小为多少.2 验证小球抛出点为否在闪光点1 处,如不在, 就抛出点距闪光点1 的实际水平距离和竖

9、直距离分别为多少.空气阻力不计,g 10 m/s24 .如下列图为一小球作平抛运动的闪光照片的一部分,图中背景方格的边长均为精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载25cm, g=10m/s ,那么：闪光频率为hz；小球运动的初速度的大小为m/s；小球经过b 点时的速度大小为m/s；5.下图为小球平抛运动轨迹中的三点、测得 a .b 间和 b.c 间的水平距离分别为x 1 和 x2 、且 x 1=x 2=15 厘米 、a .精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载b 间和 b .c 间的竖直距离分别为y1=15 厘米 、 y2=25 厘米 、如 g 取 10 米/秒2、就小球平抛的

10、初速精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载度为米/秒;小球经过b 点时的竖直分速度为米/秒 .6.某同学在做“讨论平抛物体运动”的试验中,遗忘登记小球做平抛运动的起点位置o, a 为物体运动一段时间后的位置,依据图1 7 所示,求出物体做平抛运动的初速度为 ；g 取 10 m s2 【参考答案】1.答：21.52分0.01252.答：（ l） 画出三条两两之间等距离（ x）的与y 轴平行的竖线,分别与轨迹曲线交于a. b.c 三点,过这三点各作一条垂直于y 轴的线 .测量 a.b 之间的竖直距离y1 和 a .c 之闻的竖直距离y2、依据以上数据 可算出初速 .（ 2） 刻度尺精品学习

11、资料精选学习资料 - - - 欢迎下载3xgy22 y1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载3.解：1设 14 之间时间为t,竖直方向有：2.5-1.5 ×10-2× 10 m gt2所以 t = 0.1 s水平方向 :0.5× 10-2× 3× 10 mv0t所以 v0=1.5 m/s2 设物体在1 点的竖直分速度为v1y精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载14 竖直方向： 1.5×10-2 × 10 m= v1yt+ 1 gt22解得 v1y=1 m/s因 v1y0,所以 1 点不为抛出点设抛出点为o

12、 点,距 1 水平位移为x m,竖直位移为y m,有 :精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载水平方向x=v0ty竖直方向：v1 y1 gt 22gt精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载解 得 t= 0.1 s x=0.15 m=15 cm精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载y=0.05 m=5 cm即抛出点距1 点水平位移为15 cm,竖直位移为5 cm.4.答：物体竖直方向做自由落体运动,无论a 为不为抛出点,sat 2 均成立 式中s 为相邻两闪光精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载点竖直距离之差,t 为

13、相邻两闪光点的时间间隔 水平方向有s/v0t s/即相邻两点的水平间隔 精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载由 v0s/和 t ts可得 v02agl ,代人数值得v01.4m / s ；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载tslag1 s ,故闪光频率161f 16hz t精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载在b 点时的竖直分速度'a. c 竖直间隔vb2t7 l2.8m /2ts ,过b 点时水平分速度v b"v0 ,故精品学习资料精选学习资料 - -

14、 - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载vvv' 2" 2bbb3.1m / s精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载5.答案： 1.5;2.0 .6.答案： 2.0m/s【学习反思】如何判定平抛运动的轨迹为不为抛物线？如何运算平抛物体的初速度？【例 1】在 “探究平抛运动的运动规律”的试验中,可以描画出小球平抛运动的轨迹,试验简要步骤如下：a让小球多次从位置上滚下,登记小球遇到铅笔笔尖的一系列位置； b按图安装好器材,留意,登记平抛初位置o点和过 o点的竖直线； c取下白纸,以o为原点,以竖直线为y 轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹；

15、完成上述步骤,将正确的答案填在横线上；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载上述试验步骤的合理次序为；【解析】a 中为了保证小球每次平抛初速度相同,轨迹重合,应让小球从同一位置滚下；b中为了保证小球做平抛运动,要留意斜槽末端切线水平；上述试验步骤的合理次序为b.a.c；【点拨】为讨论平抛运动规律,就需先得到平抛运动的轨迹,试验时应留意以下问题：一为保证小球每次平抛初速度相同；二为保证小球初速度分向水平；当然,仍需要力求精确地登记小球经过的一系列位置；拓展如图 4-7-3所示为讨论平抛运动的试验装置简图,图4-7-4为试验后白纸上的轨迹图；说明图 4-7-4中的两条坐标轴为如何作出的；说

16、明判定槽口的切线为否水平的方法；试验过程中需要经多次释放小球才能描画出小球运动的轨迹,进行这一步骤时应留意精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载什么？【解析】 利用拴在槽口处的重锤线画出y 轴, x 轴与 y 轴垂直；将小球放在槽口的水平部分,小球既不向里滚动,也不向外滚动,说明槽口的末端为水平的；应留意每次小球都从轨道上同一位置由静止释放；二.求平抛运动的初速度图 4-7-3oxy图 4-7-4精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载【例 2】在“讨论平抛物体的运动”的试验中,某同学只在竖直板面上登记了重锤线y 的方向,但遗忘了平抛的初 位置,在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹,如

17、图4-7-5所示；现在曲线上取a.b两点,量出它们到y 轴的距离, aa=x1, bb=x2,以及 ab的竖直距离h,用这些可以求出求得小球平抛时的初速度为多大？【解析】设小球到达a 点时,运动时间为t 1,竖直方向的位移为y1；到达 b 点时,运动时间为t 2,竖直方向的位精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载移为 y2；依据平抛运动的规律有11ax1a精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载x1v0t 1、y1gt 2 、 x122v0 t 2 、y2gt 2 、22hbx2by精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图 4-7-5精品学习资料精选学习资料 - - -

18、欢迎下载其中 y2 y1=h,精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载所以vg x2x2 ；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载02h【答案】 v0212g x 22hx 2 精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1【点拨】平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动,竖直方向的分运动为自由落体运动；由此列出方程求解,即可求得其初速度；充分利用平抛运动的轨迹及其特点为此题求解的关【例 3】如图 4-7-7所示为频闪摄影方法拍照的讨论物体做平抛运动规律的照片,图中a.b.c 为三个同时由同一点动身的小球；aa为 a球在光滑水平面上以速度v 运动的轨迹；bb为 b 球以速度v 被

19、水平抛出后的运动轨迹； cc为 c 球自由下落的运动轨迹；通过分析上述三条轨迹可得出结论：；【解析】认真观看照片可以发觉,b.c两球在任一曝光瞬时的位置总在同一水平线上,说明平抛运动物体b 在竖直方向上的运动特点与自由落体运动相同；而a.b 两小球在任一曝光瞬时的位置总在同一竖直线上,说明平抛运动物体b 在水平方向上的运动特点与匀速直线运动相同；所以, 做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做自由落体运动；【点悟】 本例供应了探究平抛运动的特点的另一方法,简明且较精确, 但需要肯定的设备,如有条件, 不妨一试；拓展a如图 4-7-8所示,在讨论平抛运动时,小球a 沿轨道滑下,离开

20、轨道末端（末端水平）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载时撞开接触开关s,被电磁铁吸住的小球b 同时自由下落,转变整个装b置的高度h做同sh精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载样的试验,发觉位于同一高度的a.b 两个小球总为同时落地,该试验现象说明白a球在图 4-7-8离开轨道后（）a水平方向的分运动为匀速直线运动b水平方向的分运动为匀加速直线运动c竖直方向的分运动为自 d竖直方向的分运动为匀速直线运动【解析】 a 球平抛的同时b 球自由下落,且两球在同一高度上,又两球总为同时落地,这只能说明a 球在抛出后竖直方向的分运动为自由落体运动,但并不能说明a 球的水平分运动为匀速直线运动；【答案】 c6利用单摆探究小球平抛运动规律,设计方案如图4-7-15（ a）所示,在悬点o 正下方有水平放置的酷热的电热精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载丝 p,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；mn 为