《5.3实验：探究平抛运动的特点》课件与同步练习、导学案

实验：探究平抛运动的特点第五章抛体运动新知导入演示1、观察斜向上抛出的粉笔的运动轨迹；

v0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。v0在空气阻力可以忽略的情况下，粉笔和小球的运动都属于抛体运动。新知讲解思考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，只受重力的作用。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情况下，物体只受重力的作用，这时的运动叫作抛体运动。新知讲解一、平抛运动V01、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。下面我们通过实验来探究物体做平抛运动的特点。做平抛运动的物体有什么特点呢？新知讲解1、实验思路按照把复杂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。二、探究平抛运动的特点如果这两个分运动研究清楚了，平抛运动的规律自然就清楚了。新知讲解方法一：描迹法由斜槽上某固定位置无初速释放小球，描绘小球运动轨迹。2、进行实验思考：如何通过实验方法获得平抛运动轨迹？o新知讲解方法二：径迹法倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，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。新知讲解方法三：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。新知讲解时间（秒）1234.…..水平距离20406080.…..竖直距离5204580.…..2045x/m50204060y/m新知讲解

3、数据分析思考：根据所记录的数据，以及相邻小球时间间隔相等的特点，你能分析小球在水平方向和竖直方向分运动的特点吗？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20m即：相同时间内通过的路程相等，所以在水平方向上做的是匀速运动；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2045x/m50204060y/m新知讲解所以在竖直方向上做的是自由落体运动。新知讲解1、探究平抛运动竖直分运动（1）实验器材平抛运动演示装置、小锤、两球完全相同的小球。三、探究平抛运动竖直和水平方向分运动的特点。（2）实验步骤①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。新知讲解②A、B两球同时开始运动。观察两球的运动轨迹，注意倾听它们落地的声音。③分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，记录实验现象有什么变化。思考讨论：通过实验你观察到哪些现象，这一现象说明什么问题？新知讲解（3）实验现象①实验现象无论A球的初速度多大，它总是与B球同时落地。②A球水平抛出时的速度愈大，它飞出的水平距离也就愈远。视频：平抛运动与自由落体分运动的等时性。新知讲解（4）实验结论①平抛运动的下落时间与它自由落体分运动的时间相等。②平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，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。新知讲解2、探究平抛运动水平方向分运动（1）实验器材斜槽、白纸、图钉、方木板、钢球、刻度尺、重锤、细线、三角板、铅笔、铁架台。MN新知讲解（2）实验步骤①用图钉将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。②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O点记下来，利用重垂线画出通过O点的竖直线。③在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板N，钢球飞出后，落到挡板上挤压复写纸，在白纸上留下印迹.新知讲解⑤以O点为原点，画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴。④取下白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。⑥求小球平抛的初速度v0平抛运动实验yx13新知讲解MN（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影响平抛运动在水平方向的运动。O5平抛运动与水平方向的运动新知讲解注意事项①保证斜槽末端点的切线水平，方木板竖直。②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。新知讲解Oyxv0P（x，y）测出轨迹上某一点的坐标(x、y)代入可求出v0v0=y=gt2

=x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；竖直方向上的自由落体运动。x=v0t1、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，在曲线上取作计算的点离原点O较远。C课堂练习2、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（）A．斜槽必须是光滑的B．记录轨迹的白纸必须在竖直平面内C．斜槽末端的切线必须调成水平D．钢球每次必须从斜槽上同一位置滚下A课堂练习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，竖直方向做自由落体运动。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，两球同时落到地面，则这个实验（）A．只能说明上述规律中的第一条B．只能说明上述规律中的第二条C．不能说明上述规律中的任何一条D．能同时说明上述两条规律B课堂练习4、如图甲所示是“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，由照片可判断实验操作错误的是（）A．斜槽轨道太光滑B．斜槽轨道末端切线不水平C．释放小球时速度不为0D．从不同位置释放小球图甲图乙B课堂练习拓展提高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几个实验点，其中偏差较大的实验点B产生的原因可能是（）A．小球滚下的高度较其它各次高B．小球滚下的高度较其它各次低C．小球在运动中遇到其它各次没有遇到的阻碍D．小球开始滚下时，实验者已给它一个初速度BCABCDy2、“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．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由静止开始释放；D．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点。AB拓展提高3、（1）用如图甲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，自由下落，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，这说明拓展提高图甲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：————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由静止开始释放小球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拓展提高ACDE．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（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=5cm，设A到B的时间间隔为T，则T=_______s；小球平抛的初速度v0=_______m/s；（取g=10m/s2），小球在B点的速度大小vB=_______m/s；小球从抛出点到B点运动的时间tB=_______s。拓展提高0.11.52.50.2图丙课堂总结1、平抛运动:将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，且只在重力作用下所做的运动。2、平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，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；板书设计一、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、数据分析板书设计三、探究平抛运动竖直和水平方向分运动的特点。1、平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，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；谢谢《实验：探究平抛运动的特点》分层练习第五章

抛体运动明确原理提炼方法011.抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力

的情况下，物体只受

作用的运动.2.平抛运动：初速度沿

方向的抛体运动.3.平抛运动的特点：(1)初速度沿

方向；(2)只受

作用.抛体运动和平抛运动一可以忽略重力水平水平重力(一)实验思路：(1)基本思路：根据运动的分解，把平抛运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动，分别研究物体在这两个方向的运动特点.(2)平抛运动的分解：可以尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动.(二)进行实验：方案一：频闪照相(或录制视频)的方法(1)通过频闪照相(或视频录制)，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图1所示)；实验：探究平抛运动的特点二图1(2)以抛出点为原点，建立直角坐标系；(3)通过频闪照片描出物体经过相等时间间隔所到达的位置；(4)测量出经过T,2T,3T，…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移，并填入表格；(5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点.抛出时间T2T3T4T5T水平位移

竖直位移

结论水平分运动特点

竖直分运动特点方案二：分别研究水平和竖直方向分运动规律步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点(1)如图2所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做________运动；同时B球被释放，做__________运动.观察两球的运动轨迹，听它们落地的声音.(2)改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，即改变A球的初速度，发现两球____________，说明平抛运动在竖直方向的分运动为______________.步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点图21.装置和实验(1)如图3所示，安装实验装置，使斜槽M末端

，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平装置的可上下调节的向背板倾斜的挡板.图3(2)让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使小球的轨迹与背板平行.钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹.(3)上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上

(选填“同一”或“不同”)位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置.水平同一(4)以斜槽水平末端端口处小球球心在木板上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴.(5)取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹.(6)根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点，即各点之间的时间

，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动特点.(7)结论：平抛运动在相等时间内水平方向

，平抛运动水平方向为______

.间隔相等位移相等匀速直线运动2.注意事项：(1)实验中必须调整斜槽末端的切线

(将小球放在斜槽末端水平部分，若小球

，则斜槽末端水平).(2)背板必须处于

面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否

.(3)小球每次必须从斜槽上

由静止释放.(4)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时钢球

在木板上的投影点.(5)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜.水平静止竖直竖直同一位置球心精析典题提升能力02原理与方法一例１在探究平抛运动的特点时，可以选用图4中两种装置进行研究.图4(1)图甲的实验现象是___________________.该现象说明平抛运动的__________________________.两小球总是同时落地竖直分运动是自由落体运动解析题图甲装置用来研究平抛物体在竖直方向的运动规律，观察实验发现两小球总是同时落地，可知做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动.(2)图乙是实验室内研究平抛运动的装置.为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是一定的，每次释放时都使钢球在弧形槽上_____位置由_____滚下.同一静止解析题图乙是实验室内研究平抛运动的装置.为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是一定的，每次释放时都应使钢球在弧形槽上同一位置由静止滚下，保证其做平抛运动的初速度相同，从而保证轨迹是一定的.例２如图5所示是采用频闪照相的方法拍摄到的“小球做平抛运动”的照片.背景标尺每小格边长均为L＝5cm，则：图5(1)由图可知，小球在水平方向做_________运动，理由是_____________________________________.匀速直线在水平方向上相等时间内通过相等的位移(2)拍摄时每____s曝光一次，平抛运动的初速度为___m/s.(取重力加速度g＝10m/s2)0.11创新实验设计二例３

在做“探究平抛运动的特点”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图6所示的装置.先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸.将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；将木板再向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x＝10.00cm，A、B间距离y1＝5.02cm，B、C间距离y2＝14.82cm.请回答以下问题：(g＝9.80m/s2)图6(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？_________答案

见解析解析为了确保小球每次抛出的轨迹相同，应该使抛出时的初速度相同，因此每次都应使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放；(2)每次把木板移动相同的水平距离，原因是：_______________________________________________________________________________________________________.答案

见解析解析因为小球水平方向做匀速直线运动，由x＝v0t知，若x相同，则时间t相等.(3)根据以上直接测量的物理量求得小球初速度的表达式为v0＝_______.(用题中所给字母表示)答案

见解析(4)小球初速度的值为v0＝________m/s.答案

见解析解析代入数据解得：v0＝1.00m/s.随堂演练逐点落实031.

(1)在做“探究平抛运动的特点”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下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________.A.通过调节使斜槽的末端保持水平B.每次释放小球的位置必须不同C.每次必须由静止释放小球D.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降E.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触F.将小球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线√123√√解析通过调节使斜槽的末端保持水平，可以确保初速度水平，每次释放小球的位置必须相同且由静止释放，这样才能保证初速度相同，记录距离大致均匀，便于描轨迹即可，小球运动时不与木板上的白纸(或方格纸)相接触，防止影响运动轨迹，最后应将点用平滑的曲线相连，故选A、C、E.123(2)在“研究平抛运动”的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，同学甲和同学乙得到的记录纸分别如图7甲、乙所示，从图中明显看出甲的实验错误是_______________，乙的实验错误是_____________________________.123图7斜槽末端不水平每次由静止释放小球的位置不同解析用平滑曲线描绘出小球的运动轨迹，不难看出题图甲中小球的初速度明显不沿水平方向，故可推知斜槽末端不水平.题图乙中描绘的点零乱，难以形成一条平滑曲线，可推知初速度不是每次都相同，即每次由静止释放小球的位置不同.2.用如图8所示的装置探究平抛运动的特点，在一块竖直放置的背景板上固定两个弧形轨道A、B，用于发射小铁球，从轨道A射出的小铁球做平抛运动，从轨道B射出的小铁球做匀速直线运动.板上还装有三个电磁铁C、D、E，其中电磁铁C、D可分别沿轨道A、B移动.在轨道A出口处有一个碰撞开关S，用以控制电磁铁E的电源的通断，电磁铁E可以沿水平杆MN移动，当它吸上小铁球时，该小铁球的中心与从轨道A末端射出的小铁球的中心在同一水平线上.123图8(1)实验中，轨道A末端的切线必须是水平的，这样做的目的是________；A.保证小铁球飞出时，速度既不太大，也不太小B.保证小铁球飞出时，初速度水平C.保证小铁球在空中运动的时间每次都相等D.保证小铁球运动的轨迹是一条抛物线√123解析平抛运动的初速度沿水平方向，故为了保证小铁球飞出时初速度水平，实验中，轨道A末端的切线必须是水平的，B正确；(2)若轨道A、B出口方向平行但略向下倾斜，将小铁球1从某高度静止释放，小铁球落在轨道B的P点，将电磁铁E移至P点正上方，将小铁球1和小铁球3同时释放，先到达P点的是________；123解析由于轨