5.3实验探究平抛运动的特点课件高一下学期物理人教版

5.3实验：探究平抛运动的特点1.知道抛体运动和平抛运动，知道用运动分解的方法研究平抛运动。2.会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹。3.会根据平抛运动的轨迹，研究平抛运动水平和竖直分运动的特点。在前面我们学习了曲线运动的描述以及物体做曲线运动的条件。今天我们来学习曲线运动中特殊的运动——抛体运动并且通过实验描绘出平抛运动的轨迹，大家可以猜测平抛运动的轨迹有什么特点？知识点一：平抛运动1.抛体运动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。2.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。3.平抛运动条件：4.性质：匀变速曲线运动①初速度沿水平方向；②只受重力的作用。①初速度沿水平方向②只受重力作用③运动轨迹是曲线G1.平抛运动可以分解为哪两个方向的运动？平抛运动水平方向分运动竖直方向分运动2.水平方向和竖直方向分运动分别是什么样的运动？v0G思考：平抛运动是曲线运动，那么我们应该采取什么样的方法来研究平抛运动呢？化曲为直—运动的分解—等效替代知识点二：实验：探究平抛运动的特点方案一频闪照相法频闪照相是指每隔一定时间对同一物体进行一次照相，并将其位置呈现在同一张底片上的技术。它可以精确描述物体的运动情况，如图所示。小球做平抛运动的频闪照片思考1：根据图片猜想，小球在水平方向和竖直方向的分运动有何特点？思考2：应以哪个位置为原点建立坐标系来研究小球的水平位移和竖直位移？思考3：若频闪周期为T，怎样通过作图得到T，2T，3T，...时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移？yxOx4x3x2x1h5h3h7hABCD在误差允许的范围内，四段水平位移近似相等；且四段水平位移所用的时间相等。竖直方向Δh=aT2v0COAB平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动BCv0AO方案二分方向研究平抛运动规律步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点（1）实验操作：如图所示，用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开，自由下落。A、B两球同时开始运动。观察两球哪个先落地。改变小球距地面的高度和打击的力度，重复这个实验。实验时，也可以用耳朵“听”来判断两球落地时刻的先后。

（2）注意事项①

用小锤水平击打在弹性金属片中央位置，确保A球能够沿水平方向飞出；②

调节好平抛运动演示器，确保用小锤击打弹性金属片的同时B球被松开，自由下落；③A、B两小球选择体积小、质量大，大小、材料、质量完全相同的小球；④

确保A、B两球运动前高度相同，且落到同一水平面上。

（4）实验结论平抛运动在竖直方向上是自由落体运动（3）实验现象两球同时落地并发出一个声音步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点（1）实验操作：在如图所示的装置中，斜槽M末端水平。钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动。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。实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。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。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，用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹。

（2）注意事项①

调节铁架台，通过观察铅垂线，使铁架台底座水平，从而使挡板N水平，背板在竖直面内；②斜槽的末端必须调节水平；③钢球必须从同一位置滚下；④钢球应选比较小的，使记录的位置尽量准确。

根据步骤1得出的平抛运动在竖直方向分运动的规律，设法确定“相等的进间间隔”。再看相等的时间内水平分运动的位移，进而确定水平分运动的规律。（3）数据分析：①怎样验证平抛运动在水平方向是否做匀速直线运动？利用竖直方向自由落体运动相同时间位移比为1∶3∶5，确定相等的时间间隔，看水平分运动的位移是否相等，若相等，则平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。（4）实验结论：平抛运动在水平方向上是匀速直线运动思考与讨论1：得到钢球做平抛运动的轨迹后，如何选取坐标原点和坐标轴？一般以小球出槽口时球心在白纸上的投影点为坐标原点，以水平方向为x

轴，以竖直方向为y

轴。思考与讨论2：如图曲线OP是钢球做平抛运动的轨迹，如何由竖直方向的分运动确定“相等的时间间隔”？竖直分运动为自由落体运动，以起点开始，相邻相等时间间隔的位移之比为1∶3∶5∶9∶…，在y

轴上从O

点起，据此量出各段位移，即可确定“相等的时间间隔”。方案三传感器用传感器和计算机可以方便地描出做平抛运动的物体的轨迹。设计原理如图所示。1.在做“研究平抛物体的运动”的实验中，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的轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为哪些操作是正确的（

）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相同C．每次必须由静止释放小球D．记录小球的位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降ABC2.下列哪些因素会使“研究平抛物体的运动”实验的误差增大（

）A．小球与斜槽之间有摩擦B．安装斜槽时其末端不水平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较远BC3.某同学用图示装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。（1）他观察到的现象是：小球A、B______（填“同时”或“不同时”落地）；让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运