新教材2023版高中物理第一章拋體運動3.探究平拋運動的特點課件教科版必修第二冊

3.探究平拋運動的特點課

標

要

求1.理解平拋運動可以看成是水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的合運動，運動軌跡是拋物線．2．能夠通過實驗操作描繪平拋運動的軌跡．思

維

導

圖必備知識·自主學習關鍵能力·合作探究隨堂演練·自主檢測必備知識·自主學習一、平拋運動1．定義：物體以一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣的阻力，物體只在________作用下所做的運動，叫作平拋運動．2．平拋運動的性質：平拋運動是________曲線運動．[導學]如甲圖所示，在鉛球比賽中，運動員將鉛球斜向上拋出，在忽略空氣阻力的情況下，鉛球做斜上拋運動，不是平拋運動．如乙圖所示，水平拋出的石頭，在不計空氣阻力的情況下，石頭做平拋運動．甲

乙重力勻變速二、描繪平拋運動的軌跡1．實驗目的用實驗的方法描出平拋運動的軌跡．2．實驗儀器3．實驗操作(1)將實驗儀器置于桌面，調節(jié)調平螺絲，觀察重垂線，使面板處于豎直平面內，卡好定位板．裝好平拋軌道，使軌道的拋射端處于________位置．(2)在描跡記錄紙后襯墊一張復寫紙或打字蠟紙，并用壓紙板將它們緊貼固定在面板上．使橫坐標x軸在水平方向上，縱坐標y軸沿豎直方向向下，并注意使坐標原點的位置在平拋物體(鋼球)的中心離開軌道處．(3)把接球擋板置于最上方一格．水平(4)將定位板在某一位置固定好．鋼球緊靠定位板釋放，球沿軌道向下運動，以一定的初速度由軌道的平直部分水平拋出．下落的鋼球打在接球擋板上，由于擋板平面向記錄面板傾斜，小球將擠壓記錄紙，留下一個跡點．(5)將接球擋板向下移動一格，重復上述操作方法，得到第二個印跡點，如此繼續(xù)下移接球擋板，直至最低點，即可得到平拋的鋼球下落時的一系列跡點．(6)改變定位板的位置，即可改變鋼球平拋的初速度，重復上述實驗操作步驟，便可獲得另一系列跡點．4．描繪平拋運動的軌跡取下記錄紙，將各次實驗所記錄的點分別用平滑曲線連接起來，即可得到以不同的初速度做平拋運動的小鋼球的軌跡圖線，如圖所示．[提醒](1)面板是否豎直，用重垂線檢查；(2)軌道的拋射端必須水平，以保證小球離開軌道后做平拋運動；(3)小球每次必須從軌道的同一位置無初速度釋放；(4)坐標原點不是軌道的末端，應是小球離開軌道時球心在面板上的投影點．(5)要用平滑的曲線連接盡可能多的點，舍棄個別偏差較大的點．關鍵能力·合作探究探究點一平拋運動的特點導學探究如圖所示，一人正練習投擲飛鏢(不計空氣阻力)，請思考：(1)飛鏢在空中運動時，其加速度大小和方向是怎樣的？(2)飛鏢的運動軌跡是直線還是曲線？是勻變速運動，還是變加速運動？提示：(1)加速度是重力加速度g，方向豎直向下．(2)飛鏢的加速度與速度方向不在同一直線上，軌跡為曲線，因加速度恒定，故飛鏢做勻變速曲線運動．歸納總結1.平拋運動的條件(1)初速度水平．(2)只受重力作用．2．平拋運動的加速度為重力加速度g，速度大小和方向一直在變化．平拋運動是勻變速曲線運動．3．平拋運動的速度變化特點：任意相等時間內的速度變化量相同，方向豎直向下．典例示范例1關于平拋運動下列說法不正確的是(

)A．平拋運動是勻變速運動B．平拋運動的加速度不變C．平拋運動相等時間里速度變化量相等D．平拋運動是變加速運動答案：D

素養(yǎng)訓練1不計空氣阻力，關于水平拋向空中的石子在落地前的運動情況，下列說法正確的是(

)A．加速度不斷增大B．加速度不斷減小C．一定做直線運動D．一定做曲線運動答案：D解析：不計空氣阻力，水平拋向空中的石子由于只受到重力的作用且初速度水平，則石子做平拋運動．所以石子一定做曲線運動，加速度等于重力加速度g保持不變，D正確．素養(yǎng)訓練2一個人水平拋出一小球，球離手時的初速度為v0，落地時的速度是vt，空氣阻力忽略不計，下列哪個圖像正確表示了速度矢量變化的過程(

)答案：B解析：小球水平拋出后，只受到重力作用．所以水平方向上速度不變，將保持勻速直線運動；豎直方向上在重力作用下速度逐漸增大，做勻加速直線運動．所以任意兩個時刻的速度之差：水平分速度之差為零，豎直分速度之差為Δv＝g·Δt，沿著豎直方向向下，B正確．探究點二描繪平拋運動軌跡實驗的創(chuàng)新與拓展歸納總結1.頻閃照相法描繪平拋運動的軌跡用頻閃照相機記錄下平拋物體在不同時刻的位置，如圖所示．用平滑的曲線將這些位置連接起來，就得到了平拋運動的軌跡．2．噴水法描繪平拋運動的軌跡如圖所示，倒置的飲料瓶內裝著水，瓶塞內插著兩根兩端開口的細管，其中一根彎成水平，且水平端加接一根更細的硬管作為噴嘴．水從噴嘴中射出，在空中形成彎曲的細水柱，它顯示了平拋運動的軌跡，可在裝置一側豎直放置一玻璃板，將平拋運動的軌跡描在玻璃板上．典例示范例2用如圖所示的裝置研究平拋運動，小球從斜槽上滾下，落在向內傾斜水平放置的擋條上，復寫紙后的白紙上留下印記，多次重復實驗，記錄下小球做平拋運動的多個位置．(1)在此實驗中，下列說法正確的是_____．A．應把斜槽末端記做小球的拋出點B．選取較為光滑的斜槽，能減少摩擦帶來的實驗誤差C．為記錄多個點，擋條每次上下移動的距離適當小些D．小球運動時應與木板上的白紙(方格紙)相接觸，方便打點答案：C

解析：應把小球在斜槽末端靜止時，球心位置記做小球的拋出點，A錯誤；每次將小球從同一位置由靜止釋放，保證每次平拋初速度相同即可，軌道不需要光滑，B錯誤；為記錄多個點，擋條每次上下移動的距離適當小些，C正確；實驗要求小球運動時不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運動軌跡改變，故D錯誤．(2)某同學做平拋運動實驗的記錄紙如圖所示，由圖分析，造成該問題的原因可能是________．A．斜槽末端沒有調水平B．小球每次從斜槽上滾下的位置不同C．擋條沒有做到等距離移動D．小球和斜槽間有摩擦力答案：B解析：斜槽末端沒有調水平，小球做的不是平拋運動，但所有點應該接近在一條平滑曲線上，A錯誤；由圖分析，有兩個點，幾乎在同一豎直線上的，說明水平位移相同，但其飛行時間不同，說明其做平拋運動的初速度不同，原因可能是小球每次從斜槽上滾下的位置不同，B正確；不管擋條是否等距離移動，如果是平拋運動，各點應接近在一條拋物線上，C錯誤；只要小球從同一位置由靜止釋放，不管小球和斜槽間摩擦力的大小，拋出時速度都是相等的，則各點也應接近在一條拋物線上，D錯誤．素養(yǎng)訓練3在“研究平拋運動”實驗中，(1)圖甲是橫擋條卡住平拋小球，用鉛筆標注小球最高點，確定平拋運動軌跡的方法，坐標原點應選小球在斜槽末端點時的________．A．球心B．球的上端C．球的下端在此實驗中，下列說法正確的是________．A．斜槽軌道必須光滑B．記錄的點應適當多一些C．用光滑直線把所有的點連接起來D．y軸的方向根據重垂線確定BBD解析：因為其他點是球的上端，所以第一個點也應該是球的上端；每一次平拋運動只能描出一個點來，因此需要每次平拋運動的初速度相同，斜槽的末端不需要光滑，描得的點更多些，作出的軌跡更精確，y軸是豎直方向，所以用重垂線確定，則選項B、D正確．(2)圖乙是利用圖甲裝置拍攝小球做平拋運動的頻閃照片，由照片可判斷實驗操作錯誤的是(

)A．釋放小球時初速度不為0B．釋放小球的初始位置不同C．斜槽末端切線不水平答案：C解析：斜上拋運動，斜槽末端切線不水平．素養(yǎng)訓練4采用如圖所示的實驗裝置做“研究平拋運動”的實驗．(1)實驗時需要下列哪個器材________．A．彈簧測力計B．重垂線C．打點計時器答案：B

解析：實驗過程中要確定豎直方向，因此需要重垂線，選項B正確．(2)(多選)做實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫出小球平拋運動的軌跡．下列的一些操作要求，正確的是________．A．每次必須由同一位置靜止釋放小球B．每次必須嚴格地等距離下降記錄小球位置C．小球運動時不應與木板上的白紙相接觸D．記錄的點應適當多一些答案：ACD解析：為了使每次小球做平拋運動的初速度相同，每次必須由同一位置靜止釋放小球，A項對．實驗中，不必嚴格地等距離下降記錄小球位置，B項錯．若小球運動時和木板上的白紙接觸，受到阻力，則不再是平拋運動，C項對．記錄的點適當多一些，則軌跡更精確，則D項對．【思想方法】做好實驗器材的選取，實驗操作步驟方面的問題，要從實驗原理出發(fā)，在理解的基礎上記好需要的器材，采取的步驟，想明白關鍵步驟或措施．隨堂演練·自主檢測1．關于平拋運動下列說法錯誤的是(

)A．平拋運動是一種理想模型，現(xiàn)實生活中很難實現(xiàn)B．由于平拋運動軌跡是曲線，所以它不是勻變速運動C．平拋運動可以分解成水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動D．物體做平拋運動時，在任意相等的時間內，速度的變化量大小相等，方向相同答案：B解析：平拋運動是只在重力作用下的運動，現(xiàn)實生活中物體運動都受到阻力，很難實現(xiàn)，A正確；平拋運動是只在重力作用下的運動，重力不變，所以它是勻變速運動，B錯誤；做平拋運動的物體只受重力，初速度方向水平，所以平拋運動可以分解成水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，C正確；物體做平拋運動時，只受重力，加速度為重力加速度，恒定，所以在任意相等的時間內，速度的變化量大小相等，方向相同，D正確．2．用如圖所示裝置研究平拋運動．將白紙和復寫紙對齊重疊并固定在豎直硬板上．鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點飛出，落在水平擋板MN上．由于擋板靠近硬板一側較低，鋼球落在擋板上時，鋼球側面會在白紙上擠壓出一個痕跡點．移動擋板，重新釋放鋼球，如此重復，白紙上將留下一系列痕跡點．(1)下列實驗操作合理的有________．A．安裝斜槽軌道，需使其末端保持水平B．硬板應保持豎直C．每次鋼球需從斜槽同一位置由靜止釋放D．每次必須等距離的下降擋板，記錄鋼球位置E．鋼球在斜槽上釋放的位置離斜槽末端的高度盡可能低一些答案：ABC

解析：為了使小球飛出速度水平，確保小球做平拋運動，安裝斜槽軌道，需使其末端保持水平，A正確；平拋運動的軌跡位于豎直方向，因此硬板應保持豎直，B正確；為確保小球平拋運動初速度大小一定，每次鋼球需從斜槽同一位置由靜止釋放，C正確；實驗中只需要多記錄幾個小球的位置，作出軌跡，并不需要每次必須等距離的下降擋板，記錄鋼球位置，D錯誤；為了使小球的軌跡占據坐標紙的大部分區(qū)域，鋼球在斜槽上釋放的位置離斜槽末端的高度應該適當高一些，E錯誤．(2)請在圖中選擇最合理拋出點位置________(填寫“甲”“乙”或“丙”)．答案：乙解析：小球平拋運動的拋出點位置應選擇在斜槽末端上方的球心位置，則圖乙最合理．(3)為了得到平拋物體的運動軌跡，同學們還提出了以下三種方案，其中可行的是________．A．從細管水平噴出穩(wěn)定的細水柱，拍攝照片，即可得到平拋運動軌跡B．用頻閃照相在同一底片上記錄平拋小球在不同