全优课堂·物理·必修第二册(粤教版)·课件 第1章　第3节　第1课时 探究平抛运动

第一章抛体运动第三节平抛运动第1课时探究平抛运动课前·

自主预习一、实验目的1．描出平抛运动物体的轨迹．2．探究平抛运动水平方向和竖直方向的分运动特点．二、实验原理将平抛运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动，先运用平抛竖落仪探究竖直分运动的特点，再通过分析相同时间内水平分运动的位移，确定水平分运动的特点．三、实验器材1．平抛竖落仪．2．斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺．课堂·

重难探究1．实验拓展如图所示，在一块竖直放置的平板上固定着两个相同的弧形轨道A和B，用于发射钢球，两弧形轨道出口处水平，其上分别安装了一个电磁铁C和D．在轨道A出口处有一个碰撞开关S，可控制电磁铁D、E电源的通断．探究平抛运动的特点从轨道A射出的钢球做平抛运动，从轨道B射出的钢球做匀速直线运动，从电磁铁E处释放的钢球做自由落体运动．1．探究平抛运动水平方向分运动的特点(1)使电磁铁C和D分别相对各自轨道出口水平线处于相同高度，把两个钢球分别吸在电磁铁C、D上，切断电源，使两个钢球以相同的初速度同时水平射出．(2)改变电磁铁C、D与各自轨道出口水平线的相对高度，并确保高度相等．(3)多次重复以上步骤，观察实验现象，并分析平抛运动水平方向分运动的特点．(4)实验现象：两个钢球分别做平抛运动和匀速直线运动，并最终发生碰撞．(5)分析实验现象得出结论：做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动．2．探究平抛运动竖直方向分运动的特点(1)把两个钢球分别吸在电磁铁C、E上，并确保电磁铁E上的钢球与轨道A出口处于同一高度．释放轨道A的钢球，钢球在水平出口处碰撞开关S，切断电磁铁E的电源，使钢球从电磁铁E处释放．(2)改变电磁铁E的位置，让其从N向M移动．(3)多次重复以上步骤，观察实验现象，并分析平抛运动竖直方向分运动的特点．(4)实验现象：两个钢球分别做平抛运动和自由落体运动，并最终同样发生碰撞．(5)分析实验现象得出结论：做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动．3．探究平抛运动物体的运动轨迹(1)木板上铺上白纸并固定，固定电磁铁C在某一位置，切断电源，使小球从斜槽上由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果小球运动中碰到笔尖，就用铅笔在该位置画上一点．(2)保持C位置不变，保持同样方法，在小球运动路线上描下其他若干点．(3)将白纸从木板上取下，从O点开始通过画出的若干点描出一条平滑的曲线，如图所示．(4)分析实验现象得出结论：做平抛运动的物体的运动轨迹是一条抛物线．2．实验总结做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，其运动轨迹是一条抛物线．例1

小芳和小强两位同学采用了不同的实验方案来研究平抛运动．(1)小芳同学利用如图甲所示的装置进行实验．下列说法正确的是________．甲A．应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放B．斜槽轨道必须光滑C．斜槽轨道的末端必须保持水平D．本实验必需的器材，还有刻度尺和停表(2)小强同学利用频闪照相的方式研究平抛运动．如图乙为一小球做平抛运动的频闪照片的一部分．图中背景方格的边长均为5.0cm，不计空气阻力，g取10m/s2.则照相机两次闪光的时间间隔Δt＝______s，小球被抛出时的水平速度v＝______m/s.【答案】(1)AC

(2)0.10

2.0【解析】(1)为使小球做平抛运动的初速度相等，应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放，A正确；只要每次把小球从轨道同一位置由静止释放即可保证小球的初速度相等，斜槽轨道没有必要光滑，B错误；为使小球离开斜槽后做平抛运动，斜槽轨道的末端必须保持水平，C正确；本实验不需要用秒表测量时间，D错误．变式1

某兴趣小组用频闪照相机拍摄小石子平抛运动的频闪照片，照片背景为一堵贴近小石子的竖直砖墙，如图所示．已知当地重力加速度为g，该同学根据所学平抛运动的知识，求出频闪照片的拍摄周期和小石子的水平初速度．(1)他已经测出砖块的长度为a，还需要测量的数据是____________(写出测量的物理量及其物理符号).(2)B点竖直方向的速度vBy＝________(用题设条件和测量的物理量的符号表示).(3)照相机频闪周期T＝________，小石子水平初速度v0＝________(用题设条件和测量的物理量的符号表示).【解析】(1)因为已经测出了每块砖的长度a，根据题设条件求周期与初速度还需要测出每块砖的厚度h.(2)根据在竖直方向上做匀变速直线运动，例2

(2024年湖北联考)某实验小组用图甲、乙所示的装置研究平抛运动的特点．描绘平抛运动轨迹并计算平抛运动的初速度(1)如图甲所示，让完全相同的小球a和b从两个相同弧面轨道顶端由静止释放，两弧面轨道末端水平，忽略空气阻力，多次实验两小球均在水平面上相撞．该现象表明，平抛运动在水平方向的分运动是____________运动；(2)如图乙所示，当完全相同小球c、d处于同一高度时，一名同学用小锤轻击弹性金属片，使球d水平飞出，同时松开球c下落，忽略空气阻力，另一名同学在小球触地反弹后迅速抓住小球，重复实验，每次均只听到一次小球落地的响声．该现象表明，平抛运动在竖直方向的分运动是____________运动；(3)用频闪照相记录了某小球平抛的四个位置，如图丙，其中正方形小方格边长为1.6cm，重力加速度g取10m/s2，A点________(填“是”或“不是”)抛出点，该小球做平抛运动的初速度大小为_______m/s.(结果保留两位有效数字)【答案】(1)匀速直线(2)自由落体(3)不是0.80【解析】(1)b小球在水平方向做匀速直线运动，而a小球做平抛运动，多次实验两小球均在水平面上相撞．该现象表明，平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动．(2)小锤轻击弹性金属片，使d水平飞出的同时c做自由落体运动，重复实验，每次均只听到一次小球落地的响声，该现象表明，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动．竖直方向根据匀变速运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，可知B点的竖直分速度为则A点的竖直分速度为vAy＝vBy－gT＝0.6m/s－10×0.04m/s＝0.2m/s>0，可知A点不是抛出点；水平方向做匀速直线运动，则该小球做平抛运动的初速度大小为变式2

(2024年西安期中)未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律．悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动，

现对小球采用频闪数码相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后照片如图乙所示，a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则：(1)由以上信息，可知a点________(填“是”或“不是”)小球的抛出点．(2)由以上信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为_____m/s2.(3)由以上信息可以算出小球平抛的初速度大小是________m/s.(4)由以上信息可以算出小球在b点时的速度大小是________m/s.【解析】(1)由图可知，四个点间竖直方向的位移之比为1∶3∶5，说明：点的竖直速度为0，即a点是小球的抛出点．(2)(3)水平方向x＝v0t＝2×4×10-2m，竖直方向Δy＝2×4×10-2m＝gt2，得v0＝0.8m/s，g＝8m/s2.小练·

随堂巩固1．在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹．小方格的边长L＝2.5cm，若小球在平抛运动中先后经过的几个位置为如图所示的a、b、c、d四个点，则小球由a到b位置的时间间隔为________s，小球平抛的初速度大小v0＝_______m/s，小球在c点时的速度大小为________m/s(计算结果保留1位小数).(g取10m/s2)【答案】0.05

1

1.62．某物理实验小组采用如图所示的装置研究平抛运动．每次都将小球从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出．改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹．某同学将小球先后三次斜槽轨道的同一位置由静止释放，将水平挡板依次放在1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距．若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是

(

)A．x2－x1＝x3－x2 B．x2－x1<x3－x2C．x2－x1>x3－x2 D．无法判断【答案】C【解析】因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来越短，水平方向上做匀速直线运动，所以x2－x1>x3－x2，故C正确．3．(2024年广州实验外语学校期中)小明用如图甲所示的装置“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．甲(1)他观察到的现象是：小球A、B________(填“同时”或“先后”)落地；(2)让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间________(填“变长”“不变”或“变短”)；(3)上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是______运动；(4)如图乙，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，正确的是________A．调节斜槽使其末端保持水平B．每次释放小球的位置可以不同C．每次释放小球的速度可以不同D．将小球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线(5)小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点(0，0)，则A点________(填“是”或“不是”)抛出点；丙(6)结合实验中重锤方向确定坐标系，丙图中小方格的边长均为0.05m，g取10m/s2，则小球运动中水平分速度的大小为________m/s.【答案】(1)同时(2)不变(3)自由落体(或加速度为g的匀加速直线运动)

(4)A

(5)不是(6)1.5【解析】(1)他观察到的现象是：小球A、B同时落地；(2)让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球下落的高度不变，则在空中运动的时间不变；(3)上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动(或加速度为g的匀加速直线运动)；(4)调节斜槽使其末端保持水平，以保证小球能做平抛运动，A正确；每次释放小球的位置必须相同，以保证小球做平抛运动的速度相同，B错误；每次必须要从相同的位置由静止释放小球，C错误；将小球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑的曲线连接各点，D错误．(5)因三点竖直方向的位移之比为3∶5，不是1∶3，可知A点不是抛出点；4．(2024年广雅中学期中)某同学利用图甲所示装置研究平抛运动的规律．实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图乙所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像).图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为1cm.该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图乙中标出．完成下列填空：(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线__