鲁科版高中物理必修第二册第2章抛体运动第3节科学探究-平抛运动的特点课件

第3节科学探究：平抛运动的特点必备知识清单破1|探究平抛运动实验的原理、注意事项知识点1.实验原理平抛运动可以看作是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。

设法通过实验得到平抛运动的轨迹,然后通过这个轨迹研究平抛运动的特点。如测出曲线上

某点的横坐标x和纵坐标y,根据相应公式和规律判断平抛运动的轨迹是否是抛物线,求平抛

物体的初速度等。2.实验器材斜槽、小球、木板、铅垂线、坐标纸、图钉、刻度尺、铅笔等。3.实验装置3.实验装置4.实验步骤(1)用图钉把坐标纸钉在竖直木板上,在木板的左上角固定斜槽,并使其末端保持水平。(2)用悬挂在槽口的铅垂线把木板调整到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直面平行

且靠近,固定好木板。(3)把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O,再利用铅垂

线在纸上画出通过O点的竖直线。(4)将小球从斜槽上合适的位置由静止释放,使小球的运动轨迹大致经过坐标纸的右下角。(5)把笔尖放在小球可能经过的位置,如果小球运动中碰到笔尖,用铅笔在坐标纸该位置画上

一点。用同样的方法,从同一位置释放小球,在小球运动路线上描下若干点。(6)根据实验记录,在坐标纸上描绘小球平抛运动的轨迹。5.注意事项(1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平(将小球放在斜槽末端水平部分,若小球静止,则斜槽

末端水平)。(2)木板必须处于竖直平面内,固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直。(3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放。(4)坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。(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。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相等。2.图像法建立y-x2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,在坐标系中描

点,连接各点看是否在一条直线上。2|判断平抛运动的轨迹是否为抛物线知识点

1.轨道的粗糙程度对该实验没有影响。

(

)知识辨析判断正误，正确的画“√”，错误的画“✕”。√提示每次小球从同一高度由静止滚下,所受摩擦力相同,到达槽口的速度相同,轨迹依然重

合,则轨道的粗糙程度不影响实验结果。2.用铅笔记录小球位置时,每次必须严格地等间距下降。

(

)

✕

提示小球运动位置的记录没有明确的要求,位置相对均匀即可。3.每次释放小球时的位置越高,实验效果越好。

(

)

✕

提示小球释放的初始位置并非越高越好,若是太高,导致水平抛出的速度太大,实验难以操作。4.同一次实验中可以让小球每次从不同高度滚下。

(

)

✕

提示为保证同一次实验中小球从斜槽末端飞出的速度相等,必须保证小球每次从同一高度滚下。5.实验中选用实心钢球和实心木球效果一样。

(

)

✕

提示为了减小空气阻力对小球的影响,要选择体积较小质量较大的小球,故选用实心钢球

和实心木球效果不一样。疑难情境破探究平抛运动的特点疑难情境探究北京时间6月20日,2021年世界女排联赛展开争夺,面对豪取14连胜后阵容有所保留的宿

敌美国队,中国女排攻拦表现上佳,以3-0横扫美国女排,取得七连胜。某同学被排球比赛吸引,查阅资料发现排球在空中的运动可视为平抛运动,并在实验室对平

抛运动进行了探究。问题1

请简单叙述该实验的实验原理。提示

令小球做平抛运动,利用描点法描出小球的运动轨迹,即小球做平抛运动的曲线,建立

坐标系。测出曲线上的某一点的坐标x和y,根据平抛运动的规律,求出小球的初速度。问题2

如图是该同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛起点,在轨迹上任取三

点A、B、C,测得A、B两点竖直坐标分别为y1、y2,A、B两点水平间距为Δx。则平抛小球的

初速度v0为多少?(重力加速度大小为g)提示

小球从抛出到运动到A点所用时间t1=

,从抛出到运动到B点所用时间t2=

,初速度v0=

=

。问题3

试将教材中的方案进行改进或创新设计,使之操作简便或者直观性更好。提示

参考方案:分别在装置的右侧和上部用一束光照射小球,小球在运动过程中便在木板

上、地上留下影子,同时用频闪照相机拍摄小球运动过程中的位置以及在木板上、地上留下

的影子的位置,对比研究即可。此方案通过照片对比,直观性更强。讲解分析计算平抛运动的初速度(1)由轨迹方程y=

可推出v0=x

,理论上,只要知道平抛轨迹上任一坐标点,即可求得平抛初速度。由于实验误差的存在,一般需从轨迹上读取多个点,求得多个v0,再