实验探究平抛运动的特点-必修二学考

☆高一（下）物理学考学案☆ ———《实验探究平抛运动的特点》学考学案（复习卷）【学习目标】1.会用运动的分解的方法探究平抛运动的特点,并认识平抛运动的规律。2.知道频闪照相法、滴水法、描点法等也是探究平抛运动的特点实验的常用方法。3.掌握利用实验所得轨迹求物体做平抛运动的初速度的方法。【学习重点】目标1【学习难点】目标2、3【课时安排】1课时【学习过程】一、展示目标、明确要求：知识点一实验思路1.几个基本概念(1)抛体运动与平抛运动:以一定的速度将物体抛出,在空气阻力可以忽略的情况

下,物体只受_____________的作用,这时的运动叫作抛体运动。如果初速度是沿_____________方向的,这样的抛体运动就叫作平抛运动。(2)物体做平抛运动的条件:初速度方向_____________,只受_____________作用。2.实验思路由于物体是沿着_____________方向抛出的,在运动过程中只受到竖直向下的重力作

用,因此我们可以尝试将平抛运动分解为_____________方向的分运动和_____________方向的分运动,分别研究这两个方向的分运动特点,就能清楚平抛运动的规律。知识点二探究平抛运动的特点1.方案一:频闪照相法探究平抛运动的特点利用频闪照相法记录做平抛运动的小球在不同时刻的位置。选频闪照片上的第一个小球球心为原点建立平面直角坐标系,测量出每个小球(或每3个小球中取1个)的球心对应的x坐标和y坐标,如图所示。根据频闪照相的特点,若频闪周期为T,每相邻两球的时间间隔相等,都是T,则图中

OA、AB、BC的时间间隔就是3T。将所测的数据填入表格,分析小球水平方向分运动和竖直方向分运动的特点。

OABCx轴坐标0x1x2x3y轴坐标0y1y2y32.方案二:分步研究水平和竖直两个方向的运动规律步骤1:探究平抛运动竖直分运动的特点(1)实验过程:在如图所示的实验中,用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛

出,做平抛运动;同时B球被释放,自由下落,做自由落体运动。观察两球的运动轨

迹,比较它们落地的先后。分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,多次

重复实验,记录实验现象。(2)实验现象:A、B两个小球同时开始运动,又同时落地。(3)实验结论:A球在竖直方向上的分运动的运动性质和B球的运动性质相同,所以

平抛运动在竖直方向上的分运动是_____________运动。步骤2:探究平抛运动水平分运动的特点(1)实验器材:斜槽(带小球)、_____________及竖直固定支架、白纸、复写纸、图

钉、重垂线、三角板、铅笔、_____________

。(2)实验过程a.在如图所示的装置中,斜槽M末端水平。调节调平螺丝,使背板处于_____________平

面内,卡好倾斜挡板N。将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。b.钢球在斜槽中从某一高度滚下,从末端飞出后做_____________运动。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。c.上下调节挡板N,通过多次实验,在白纸上记录钢球所经过的多个位置。最后,用

_____________把这些印迹连接起来,就得到钢球做平抛运动的轨迹。d.根据步骤1得出的平抛运动在竖直方向分运动的规律,确定相等的时间间隔,分

析相等时间内水平分运动的位移,确定水平分运动的规律。知识点三判断平抛运动的轨迹是否为抛物线1.公式法(1)原理:若平抛运动的轨迹是抛物线,则当以抛出点为坐标原点建立平面直角坐

标系后,轨迹上各点的坐标应满足y=ax2的关系(a是一个特定的常量)。(2)验证方法:用刻度尺测量几个点的坐标,分别代入y=ax2中求出常量a,看计算得

到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数。2.图像法建立_____________坐标系,根据所测量的各个点的坐标分别计算出对应的y值和x2值,在y-x2坐标系中描点,连接各点看是否_____________。二、预习反馈、探索新知：判断正误，正确的画“√”，错误的画“✕”。在“探究平抛运动的特点”实验中:1.轨道的粗糙程度对实验没有影响。 ()2.记录小球的位置时,挡板每次必须严格地等间距下降。 ()3.每次释放小球的位置越高,实验效果越好。 ()4.同一次实验中,可以让小球从不同高度滚下。 ()5.实验中选用实心钢球或者实心木球效果一样。 ()三、典例分析、平行强化题组一实验原理与设计1.(2021黑龙江齐齐哈尔高一下期中)为了探究平抛运动规律,老师做了如下两个演示实验:(1)为了说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,利用图甲所示装置进行实验。用小锤击打弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开自由下落。关于该实验,下列说法正确的有。

A.A、B两球的质量必须相等B.只做一次实验,发现两球同时落地,即可得出实验结论C.应改变装置的高度多次进行实验D.本实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动(2)如图乙所示,两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内,其中M轨道末端水平,N轨道的末端与光滑的水平地面相切。两个完全相同的小钢球P、Q,以相同的水平初速度同时从轨道M、N的末端射出,观察到P落地时与Q相遇。只改变弧形轨道M的高度,多次重复实验,仍能观察到相同的现象。这说明:

。

2.(2021福建福州高一下期中,节选)某同学用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验。(1)为了能较准确地描绘小球的运动轨迹,下列说法正确的是。

A.小球做平抛运动时应与木板摩擦,以便画出运动轨迹B.本实验不需要用天平测出小球的质量,也不需要配备重垂线C.为了保证小球沿水平方向飞出,应将斜槽轨道的末端调成水平D.以小球在斜槽末端时球心在方格纸上的投影点作为所建坐标系的原点O(2)在此实验中,每次都要让小球从斜槽上的同一位置由静止滚下,但小球与斜槽间有摩擦力,这个摩擦力(选填“会”或“不会”)使实验的误差增大。

题组二数据处理与分析3.(2021江苏南京外国语学校高一下段考)(1)在“研究平抛物体的运动”实验中,已备有下列器材:白纸、图钉、薄木板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台,还需要下列器材中的。

A.秒表 B.天平C.重垂线D.弹簧测力计(2)图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图,在该实验中,应采取下列哪些措施减小实验误差。

A.斜槽轨道末端必须水平B.斜槽轨道必须光滑C.每次实验要平衡摩擦力D.小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放(3)图乙是正确实验取得的数据,其中O为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为m/s。

(4)在另一次实验中,将白纸换成方格纸,每个格的边长L=5cm。通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为m/s,经过B点时的速度为m/s,抛出点的坐标为(用L表示)。(此问g取10m/s2)

四、归类总结、拓展迁移1.(2021广东广州高一下期中联考)某高速摄像机拍摄到一物体在一面竖直砖墙前做平抛运动,平抛轨迹平行于墙面,为了通过视频分析出物体平抛的初速度及墙壁的砖块长宽尺寸,某物理学习小组进行了如下分析:步骤1:通过反复回放、慢放视频描出物体运动轨迹如图;步骤2:通过视频读取物体从A运动到B的时间Δt;步骤3:测出视频中砖块的长与宽的比值k。已知重力加速度为g,空气阻力的影响可忽略。通过对以上数据的分析可得:(1)砖块的长度为;

(2)物体平抛的初速度为;

(3)物体经过P点时的速度为。

五、反馈矫正、自我提升1.(2021河南开封五县高一下期中联考)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)甲同学采用如图(1)所示的装置。用小锤击打弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤击打的力度,即改变A球被弹出时的速度,观察到的现象应是,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M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端与可看作光滑的水平板相切;两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度,使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等,现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁