《5.3实验：探究平抛运动的特点》教学设计、导学案,同步练习

1、5. 3实验：探究平抛运动的特点教学设计课题实验：探究平抛运动的特点单元年级尚一本节课所采用的教材是人教版高中物理必修2第五章第3节的内容。本节内容是通过实验探究平抛运动的规律，它既是前一节运动的合成与分解方法 的具体实践应用，也是后一节抛体运动的规律得出的前提，更是学生自主设计、教材探索的好素材，在本章中有着重要的地位。学生会用合成与分解的方法分析抛体分析运动：能分别以物体在水平方向和竖起方向的位移为横坐标和纵坐标，描绘做抛 体运动的物体的轨迹。要求学生知道平抛运动的受力特点；知道用实验方法得到 平抛运动轨迹的方法：理解确定平抛运动在水平方向做匀速直线运动、竖直方向 做自山落体运动所用的方法

2、；知道水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自山落 体运动的独立性和同时性：体会研究曲线运动的基本方法。一、教学U标1. 知道什么是平抛及物体做平抛运动的条件。2. 知道抛体运动只受®力作用3. 探究平抛运动在水平方向上是匀速直线运动和竖直方向自山落体运动，并且这两个运动互不影响。教学二、核心素养目标与核运动的合成，并且这两个分运动互相独立。物理观念：理解平抛运动可以看成水平的匀速直线运动与竖直方向上的自山落体心素科学思维：经历不同层次的现察与分析，培养学生的观察能力，综合分析能力 科学探究：科学探究：利用生活中实际问题引入，创设矛盾所在，提出问题，结 合平抛仪实验，动画，平抛与自由落体

3、运动对比的频闪照片，逐步加深对平抛运 动的认识并根据实验结果在教师引导下分析平抛运动的处理方法一一运动的分 解，根据已有的知识找出平抛运动的规律。科学态度与贵任科学态度与责任：通过观察、实验及探究、交流与讨论等学习 活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。教学平抛运动在水平方向是匀速直线运动和在竖直方向是自山落体运动。重点教学难点平抛运动在水平方向是匀速直线运动和在竖直方向是自山落体运动的实验探索过程。【教学过程】教学环节教师活动学生活动设讣意图导入新课演示1:观察斜向上抛出的粉笔的运动轨迹;演示2：观察水平桌面上的小球被碰后，以一定的水平初速度离开桌面后所做的运动轨迹。在空气阻力可以

4、忽略的情况下，粉笔和小球的运动都属于抛体运动。思考1：做抛体运动的物体在运动过程中受什么力作用？忽略空气阻力，只受巫力的作用。思考2：为什么物体的轨迹是曲线?物体的初速度与重力不在一条直线上。思考3：你能总结抛体运动的定义吗?物体以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的W况下，物体只受重力的作用，这时的运学生观察斜向上抛出的粉笔的运动轨迹和观察水平桌面上的小球被碰水平初速度离开桌面后所做的运动轨迹。分析说明抛体运动为什么是曲线运动？复习上节课知识，为本节课的研究做铺讲授新课一、平抛运动观察记忆平掌握平抛1.平抛运动抛运动的概运动初速将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，且只在念度沿水平重力作

5、用下所做的运动。学生阅读课方向，只受文说一说实重力两个验思路关键点动叫作抛体运动:Vfl点。二、探究平抛运动的特点1-实验思路自然就清楚了。2.进行实验运动轨迹。方法二：径迹法做平抛运动的物体有什么特点呢?下面我们通过实验来探究物体做平抛运动的特按照把复朵的曲线运动分解为两个相对简单的直线运动的思路，把平抛运动看作是在竖直方向的分运动和水平方向的分运动的合运动。如果这两个分运动研究清楚了，平抛运动的规律思考：如何通过实验方法获得平抛运动轨迹?方法一:描迹法山斜槽上某固定位置无初速释放小球，描绘小球倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开思考讨论：如锻炼学生何通过实验自主学习方法获得平能力抛运

6、动轨拓展学生迹？的思维学生设汁表掌握描述格测量两球平抛运动间的距离的儿种方学生思考讨法论小球在水锻炼学生平方向和竖的动手能直方向分运力动的特点锻炼学生学生阅读理的交流讨解实验步骤论能力理学生观察实解平抛运验现象并总动水平方结向上做的学生观看实是匀速运验视频并总动，竖直方结实验结论向上做的学生阅读课是自由落文说出实验体运动。步骤掌握演示学生观看视实验中平频抛运动竖平抛运动实直分运动验和平抛运的特点动与水平方锻炼学生口的细管，其中一根弯成水平，加上一个很细的喷嘴，水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示了平抛运动的轨迹。2045ym思考：根据所记录的数据，以及相邻小球时间间隔相等的特点，你能

7、分析小球在水平方向和竖直方向分运动的特点吗?-O$ W 40 60方法三:用频闪照相的方法，记录物体在不同时刻的位置。以左边第一个小球的中心为原点,沿水平向右和竖直向下的方向建立直角坐标系，将各球中心点的横坐标和纵坐标记录在自己设计的表格中。时间（秒）1234 « «水平距离20406080 竖直距离5204580 « « «数据分析向的运动，总结实验结论学生思考讨学生练习的观察总结能力锻炼学生的观察总结能力锻炼学生的自主学习能力，掌握探究平抛运动水平方向分运动的方锻炼学生的总结能力，掌握平抛运动水平方向的分运动的特点掌握平抛物体的初速度的求巩

8、固所学的知识向上做的是匀速运动:是自山落体运动。045y.m点。1.探究平抛运动竖直分运动(1)实验器材做自山落体运动。V -6Q Q(2)实验步骤Q 20406020水平方向分运动的特点：结合表格和图象可知,在水平方向上小球在每秒通过的路程都为20in即：相同时间内通过的路程相等，所以在水平方竖直方向分运动的特点：结合表格和图象可知,在竖直方向上小球相同时间内通过的路程分别为：5m> 15m> 25m即为：1： 3： 5,符合自由落体运动的规律，所以在竖直方向上做的三.探究平抛运动竖直和水平方向分运动的特平抛运动演示装置、小锤、两球完全相同的小球。用小锤击打弹性金属片后，A球沿水

9、平方向抛出，做平抛运动，同时B球被释放，自由下落,A、B两球同时开始运动。观察两球的运动轨板上在木板左上角固定斜槽并使其末端点的切线水平。在纸上把这个0点记下来，利用重垂线画出通过0点的竖直线。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板钢球飞出后，落到挡板上。钢球落到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹取下口纸用平滑的曲线把所记下的小球通过的位置连接起来就得出小球做平抛运动的轨迹。以0点为原点，画出竖直向下的y轴和水平向右的X轴。求小球平抛的初速度Vo出示视频：平抛运动实验出示视频：平抛运动与水平方向的运动N(3)实验结论：平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，竖直方向的速度大小不

10、影响平抛运动在水平方向的运动。注®事项:保证斜槽末端点的切线水平，方木板竖直。小球每次从斜槽上同一位置滚下。在平抛运动的轨迹上找到每隔相等时间物体所到达的位置。测量两相邻位置间的水平位移，分析这些位移特点©思考讨论：怎样计算平抛物体的初速度?水平方向上的匀速直线运动：竖直方向上的自山落体运动。y=l/2grX rF 妒T r仿测出轨迹上某一点的坐标（X、y）代入可求出V。课堂练习1.下列哪些因素会使“研究平抛运动”实验的误差增大（A.小球与斜槽之间有摩擦:B.安装斜槽时其末端水平;C.建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点:D根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作

11、计算的点离原点0较远。答案：C2.利用如图所示的装置研究平抛运动。为了画出一条钢球做平抛运动的轨迹，在安装调试装置和实验操作时，下列要求不必要的是（斜槽必须是光滑的BC.D.答案：A地面，则这个实验（B.C.能同时说明上述两条规律D.答案：BB-斜槽轨道末端切线不水平A-记录轨迹的白纸必须在竖直平面内斜槽末端的切线必须调成水平钢球每次必须从斜«上同一位置滚下3.平抛物体的运动规律可概括为两条：第一条,水平方向做匀速直线运动；第二条，竖直方向做自山落体运动。为了研究平抛物体的运动。可做下面的实验，如图所示，用小锤打击弹性金属片,A球水平飞出，同时B球被松开，两球同时落到只能说明上述规律

12、中的第一条只能说明上述规律中的第二条不能说明上述规律中的任何一条4.如图屮所示是“研究平抛物体运动”的实验装置图，图乙是利用该装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，山照片可判断实验操作错误的是A-斜槽轨道太光滑C.释放小球时速度不为0D.从不同位置释放小球答案：B拓展提高1. 一个学生在“探究平抛物体运动”的实验中描出了如图所示的儿个实验点，其中偏差较大的实验点B产生的原因可能是(A.B.C.D小球滚下的髙度较其它各次高小球滚下的高度较其它各次低小球在运动中遇到其它各次没有遇到的阻碍小球开始滚下时，实验者已给它一个初速度答案：BC2. “研究平抛物体的运动”实验的装置如图所示，在实验前应(A.将斜

13、槽的末端切线调成水平;B.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C.小球每次必须从斜面上同一位置山静止开始释放:D.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置0,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点。答案：AB3. (1)用如图屮所示的装置探究平抛运动规律。用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自山下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明QQ图甲答案：平抛运动在竖直方向为自由落体运动(2)图乙为用描点法画小球做平抛运动轨迹的实验装置,实验时，让小球多次沿同一轨道运动,为了能较准确地描绘运动轨迹，下

14、面列出了一些操作要求。将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：-图乙A.斜槽的末端切线必须水平B.斜槽轨道必须光滑且每次释放小球的位置必须不同C.每次必须从同一位置山静止开始释放小球D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些E.将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线F.记录小球经过不同高度的位置时，每次必须严格地等距离下降G.将球经过的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线答案：ACD(3)某同学采用频闪摄影的方法拍摄“小球做平抛运动”的照片，如图丙是照片的一部分，已知图中小方格的边长L=5cnb设A到B的时间间隔为T,则T二S；小球平抛的初速度Vo=.m/s

15、；(取g=10m/s-),小球在B点的速度大小Vb=运动的时间tB=iS“ IBS* imM *课堂小结板书m/s；小球从抛出点到B点So答案：0 1； 1. 5； 2. 5： 0 21.平抛运动：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，且只在重力作用下所做的运动。2.平抛运动在竖直方向上是自山落体运动，水平方向速度的大小不影响平抛运动在竖直方向上的运动;3.平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，竖直方向的速度大小不影响平抛运动在水平方向的运动:一、平抛运动将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，且只在重力作用下所做的运动。二、探究平抛运动的特点1.实验思路2.进行实验3.数据分析梳理自己本节所学知识进

16、行交流根据学生表述，査漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。三、探究平抛运动竖直分运动和水平方向分运动的特点。1.平抛运动在竖直方向上是自山落体运动，水平方向速度的大小不影响平抛运动在竖直方向上的运动;2.平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，竖直方向的速度大小不影响平抛运动在水平方向的运动;5. 3实验：探究平抛运动的特点导学案【学习目标】1. 知道什么是平抛及物体做平抛运动的条件。2. 知道抛体运动只受重力作用3. 探究平抛运动在水平方向上是匀速直线运动和竖直方向自山落体运动,并且这两个运动互不影响。【学习重点】平抛运动在水平方向是匀速直线运动和在竖直方向是自山落体运动。【学习难点】平抛运动在水

17、平方向是匀速直线运动和在竖直方向是自山落体运动的实验 探索过程。【新知探究】三个同学根据不同的实验条件，进行了 "探究平抛运动规律”的实验:（1）屮同学釆用如图（1）所示的装置，金属片把A球沿水平方向弹db同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明（2）乙同学采用如图（2）所示的装置，两个相同的弧形轨道队N,两小铁球P、Q能以相同的初速度同时分别从轨道下端水平射出。实验可观察到的现象应是O仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明（3）丙同学釆用频闪摄影的方法拍摄到如图（3）所示的“小球做平抛运动”的照片。

18、图中每个小方格的边长为10cm,则山图可求得拍摄时每曝光一次，该小球平抛的初速度大小为m/s.经过b点时速度大小m/so (g 取 10 m/s')【解析】（1）在打击金属片时，金属片把A球沿水平方向弹出，做平抛运 动，同时B球被松开，做自山落体运动，两小球同时落地，说明A球与B球在竖 直方向的运动规律相同，即：说明平抛运动竖直方向是自山落体运动。（2）两小铁球P、Q能以相同的初速度同时分别从轨道下端水平射出，小铁球P做平抛运动，小铁球Q在水平方向做匀速直线运动，可以看到：P球落地时 刚好和Q球相遇；当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，这说明：初速度 相同时，平抛运动在水平方向的运

19、动规律与匀速直线运动规律相同，B|J=说明平 抛运动在水平方向做匀速直线运动。<3）平抛运动可分解为:竖直方向自山落体运动与水平方向匀速直线运动;在竖直方向上：山A h=gt=可得:s=0 1 s ；小球的初速度:01m/s=2 m/s；在竖直方向上:L+2L 3X0.12X0.1m/s=l 5 m/s小球经过b点时的速度大小：vfJuq + 1.52 m/s二2. 5 in/s；答案：（1）平抛运动在竖直方向为自山落体运动（2） P球落地时刚好和Q球相遇平抛运动在水平方向为匀速直线运动(3) 0. 1 2 2.5【学习小结】1-平抛运动：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，且只在重力作

20、用下所做的运动。2.平抛运动在竖直方向上是自山落体运动，水平方向速度的大小不影响平抛运动在竖直方向上的运动;3.平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，竖直方向的速度大小不影响平抛运动在水平方向的运动;【精练反馈】1. （多选）在做“研究平抛物体的运动"这一实验时，下面哪些说法是正确的（A. 安装弧形槽时，必须使槽的末端的切线方向保持水平B. 进行实验时，每次都要让小球从同一位置山静止释放C. 小球与弧形槽不可避免的摩擦，会影响实验结果D. 为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量【解析】选A、Bo为了保证小球的初速度水平，安装弧形槽时，必须使槽 的末端的切线方向保持水平，故A正确

21、；为了保证小球的初速度大小相等，每次 进行实验，都要让小球从斜槽的同一位置山静止释放,斜槽是否光滑不影响实验， 故B正确，C错误；该实验不需要测量小球的质量，故D错误。2. 如图为用频闪摄影方法拍摄的小球做平抛运动的照片，小球在运动过程中的儿个位置如图中的A、B、C、D所示。下列说法正确的是A.若已知小方格的边长P可求得平抛的初速度abcaC.若已知小方格的边长和当地的重力加速度，可求得A、B、C、D任一点的速度D. 若已知小方格的边长和频闪周期，不可以求得当地的重力加速度【解析】选C。竖直方向上相等时间的位移之差Ay=L,根据Ayr打得，相 等的时间间隔T二腭，而水平方向vo=¥，

22、因此知道小方格的边长与当地的重力 加速度，即可求解初速度大小；再根据方求得中间时刻竖直方向的速度，最2T后山速度的合成，即可求解该点的瞬时速度，从而利用速度与时间关系，求得其 他点的速度。已知小方格的边长，可求得Ay,已知频闪周期可知道T,山A y=gr可求得重力加速度。故C正确，A、B、D错误；故选C.3. （多选）某同学在做"研究平抛物体的运动”的实验，关于这个实验,以下说法正确的是（A.小球释放的初始位置越高越好B-每次小球要从同一高度山静止释放C.实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直D-小球的平抛运动要鼎近但不接触木板【解析】选B、C、Do为了保证每次小球平抛的轨迹相同

23、，抛出速度相同, 每次小球必须从同一高度山静止释放，故A错误，B正确；因为平抛运动在竖直 方向上是自山落体运动，小球运动轨迹在一个竖直面上，所以坐标纸必须用重垂 线检査是否竖直，故C正确；小球的平抛运动靠近木板，但不能接触，如果接触, 会受到摩擦力作用，使运动不再是平抛运动，故D正确。4. （多选）“研究平抛物体的运动”实验的装置如图所示，在实验前应（A.将斜槽的末端切线调成水平B.C.小球每次必须从斜槽上同一位置山静止开始释放将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行D.在白纸上记录斜«末端槽口的位置0,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点【解析】选A、B、C

24、o实验中必须保证小球做平抛运动，斜槽的末端需水平, 故A正确；将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行, 故B正确；山于要记录小球的运动轨迹，必须重复多次，才能画出儿个点，因此 为了保证每次平抛的轨迹相同，所以要求小球每次从同一高度山静止释放，故C 正确；在口纸上记录斜槽末端槽口的位置0,不能作为小球做平抛运动的起点, 应该以小球在末端时，球心在竖直面上的投影作为起点和所建立坐标系的原点, 故D错误。5. (1)如图所示，在研究物体做平抛运动时，让小球A沿曲面轨道滚下,离开轨道末端时(末端水平，小球A离开轨道时和小球B在同一高度)，撞开接 触式开关S (开关对小球的作用力可忽

25、略不计)，被电磁铁吸住的小球B同时自 山下落。多次改变整个装置的高度H重复上述实验，发现A、B两球总是同时落地。该实验现象说明了A球在离开轨道后A.水平方向的分运动是匀速直线运动B.水平方向的分运动是匀加速直线运动C.竖直方向的分运动是匀速直线运动D.竖直方向的分运动是自山落体运动(2) “嫦娥四号"探月卫星的成功发射，标志着我国航天乂迈上了一个新 台阶。假设我国宇航员乘坐探月卫星登上月球，如图所示是宇航员在月球表面水 平抛出小球的闪光照片的一部分。已知照片上方格的实际边长为"闪光周期为T.据此可以得出AD九月球上的重力加速度为詩B. 照片上A点一定是平抛的起始位置G小球运

26、动到D点时速度大小为字D. 小球平抛的初速度为竿【解析】（1）A球与B球总是同时落地，说明A球竖直方向的分运动与B 球的运动相同，B球做的是自由落体运动，所以A球竖直方向的分运动是自山落 体运动。（2）应用平抛运动的规律可知，在竖直方向有：Ah=gT=,其中：Ah=2a,代入可得：沪菩，故A错误；根匀变速直线运动的规律得B点竖直分速度为:V沪养，由速度公式：V沪+斗 可得：二0,所以照片上A点一定是平抛的起 始位置，故B正确；小球运动到D点的竖直分速度为：V3z=g - 3T= - 3T=y,所以小球运动到D点时速度大小为：V可毎77碍?誓，故C错误；水平方 向|山x=3a=VoT,可得初速度

27、为：vo=y,故D正确。答案：(1) D (2) B、D5. 3实验：探究平抛运动的特点分层作业【基础巩固】1.图屮是研究平抛物体运动的实验装置图，图乙是利用该装置拍摄的小球做平抛运动的频闪照片，山照片可判断实验操作的错误是（A斜槽轨道太光滑B.斜槽轨道末端不水平C. 释放小球时速度不为0D.从不同位置释放小球答案:B。一O2为了验证做平抛运动的小球在竖直方向上做自山落体运动,用如图所示的装置进行实验小锤击打弹性金属片,A球水平抛出，同时B球被松开，自山下落.关于该实验,下列说法不正确的是 （小皂A应选用体积小、密度大的小球B. 两球的质量应相等C. 应改变装置的高度，多次实验D. 应改变击打

28、的力度，多次实验答案:B3.如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下,离开轨道末端（末端水平）时撞开接触开关S,被电磁铁吸住的小球B同时自山下落改变整个装置的高 度h多次实验,发现两个小球总是同时落地该实验现象说明球A在离开轨道后A. 水平方向的分运动是匀速直线运动B. 水平方向的分运动是匀加速直线运动C. 竖直方向的分运动是自山落体运动D. 竖直方向的分运动是匀速直线运动答案:C4下图是研究平抛运动的两个演示实验图屮中当用锤子击打钢片时,A球水平飞出,B球自山下落，通过听声音知道两球在空中的运动时间相同本实验说明平抛运动在方向的分运动是运动；乙图中电动小车上方有一电磁铁，通电时车子向左（或向右）做匀速直线运动，电磁铁吸住小钢球c,钢球正下方有一碗D,小车在水平桌面上运动时，切断电源，钢球恰落在碗内，本实验说明平抛运动在A方向的分运动是运动.答案:竖直自山落体水平匀速直线5做研究平抛运动实验中利用钢球沿斜槽滚下,在竖直的白纸上记录小球经过的位置,然后得到运动轨迹.实验中除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、口纸之外，还需要下列器材中的，其中器材用来调整木板竖直,保证小球的轨迹平面与板面平行.（填字母序号）A. 刻度尺B停表C.天平D.弹簧测力计E. 铅垂线（2）为减小实验误差，下列做法正确的是（填字母序号）A. 斜槽轨道必须光滑B. 斜槽