新人教版高中物理必修第二冊(cè) 5.3 實(shí)驗(yàn) 探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)優(yōu)質(zhì)課件

3實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)第五章拋體運(yùn)動(dòng)1.知道什么是拋體運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng).2.會(huì)用運(yùn)動(dòng)分解的方法分析兩個(gè)分運(yùn)動(dòng).3.會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究平拋運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，會(huì)描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.學(xué)習(xí)目標(biāo)1.拋體運(yùn)動(dòng)：以一定的速度將物體拋出，在空氣阻力

的情況下，物體只受

作用的運(yùn)動(dòng).2.平拋運(yùn)動(dòng)：初速度沿

方向的拋體運(yùn)動(dòng).3.平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：(1)初速度沿

方向；(2)只受

作用.拋體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)一可以忽略重力水平水平重力(一)實(shí)驗(yàn)思路：(1)基本思路：根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解，把平拋運(yùn)動(dòng)分解為不同方向上兩個(gè)相對(duì)簡單的直線運(yùn)動(dòng)，分別研究物體在這兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn).(2)平拋運(yùn)動(dòng)的分解：可以嘗試將平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的分運(yùn)動(dòng)和豎直方向的分運(yùn)動(dòng).(二)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：方案一：頻閃照相(或錄制視頻)的方法(1)通過頻閃照相(或視頻錄制)，獲得小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的頻閃照片(如圖1所示)；實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)二圖1(2)以拋出點(diǎn)為原點(diǎn)，建立直角坐標(biāo)系；(3)通過頻閃照片描出物體經(jīng)過相等時(shí)間間隔所到達(dá)的位置；(4)測量出經(jīng)過T,2T,3T，…時(shí)間內(nèi)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移和豎直位移，并填入表格；(5)分析數(shù)據(jù)得出小球水平分運(yùn)動(dòng)和豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn).拋出時(shí)間T2T3T4T5T水平位移

豎直位移

結(jié)論水平分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

豎直分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)方案二：分別研究水平和豎直方向分運(yùn)動(dòng)規(guī)律步驟1：探究平拋運(yùn)動(dòng)豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)如圖2所示，用小錘擊打彈性金屬片后，A球做________運(yùn)動(dòng)；同時(shí)B球被釋放，做__________運(yùn)動(dòng).觀察兩球的運(yùn)動(dòng)軌跡，聽它們落地的聲音.(2)改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度，即改變A球的初速度，發(fā)現(xiàn)兩球____________，說明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)為______________.步驟2：探究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)圖21.裝置和實(shí)驗(yàn)(1)如圖3所示，安裝實(shí)驗(yàn)裝置，使斜槽M末端

，使固定的背板豎直，并將一張白紙和復(fù)寫紙固定在背板上，N為水平裝置的可上下調(diào)節(jié)的向背板傾斜的擋板.圖3(2)讓鋼球從斜槽上某一高度滾下，從末端飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，使小球的軌跡與背板平行.鋼球落到傾斜的擋板N上，擠壓復(fù)寫紙，在白紙上留下印跡.(3)上下調(diào)節(jié)擋板N，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次使鋼球從斜槽上

(選填“同一”或“不同”)位置由靜止?jié)L下，在白紙上記錄鋼球所經(jīng)過的多個(gè)位置.水平同一(4)以斜槽水平末端端口處小球球心在木板上的投影點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，過O點(diǎn)畫出豎直的y軸和水平的x軸.(5)取下坐標(biāo)紙，用平滑的曲線把這些印跡連接起來，得到鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.(6)根據(jù)鋼球在豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，在軌跡上取豎直位移為y、4y、9y…的點(diǎn)，即各點(diǎn)之間的時(shí)間

，測量這些點(diǎn)之間的水平位移，確定水平方向分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn).(7)結(jié)論：平拋運(yùn)動(dòng)在相等時(shí)間內(nèi)水平方向

，平拋運(yùn)動(dòng)水平方向?yàn)開_____

.間隔相等位移相等勻速直線運(yùn)動(dòng)2.注意事項(xiàng)：(1)實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端的切線

(將小球放在斜槽末端水平部分，若小球

，則斜槽末端水平).(2)背板必須處于

面內(nèi)，固定時(shí)要用鉛垂線檢查坐標(biāo)紙豎線是否

.(3)小球每次必須從斜槽上

由靜止釋放.(4)坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球出槽口時(shí)鋼球

在木板上的投影點(diǎn).(5)小球開始滾下的位置高度要適中，以使小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡由坐標(biāo)紙的左上角一直到達(dá)右下角為宜.水平靜止豎直豎直同一位置球心2.注意事項(xiàng)：(1)實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端的切線

(將小球放在斜槽末端水平部分，若小球

，則斜槽末端水平).(2)背板必須處于

面內(nèi)，固定時(shí)要用鉛垂線檢查坐標(biāo)紙豎線是否

.(3)小球每次必須從斜槽上

由靜止釋放.(4)坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球出槽口時(shí)鋼球

在木板上的投影點(diǎn).(5)小球開始滾下的位置高度要適中，以使小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡由坐標(biāo)紙的左上角一直到達(dá)右下角為宜.水平靜止豎直豎直同一位置球心原理與方法一例１在探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)時(shí)，可以選用圖4中兩種裝置進(jìn)行研究.圖4(1)圖甲的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是___________________.該現(xiàn)象說明平拋運(yùn)動(dòng)的__________________________.兩小球總是同時(shí)落地豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)解析題圖甲裝置用來研究平拋物體在豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，觀察實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩小球總是同時(shí)落地，可知做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng).(2)圖乙是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)研究平拋運(yùn)動(dòng)的裝置.為了保證鋼球每次拋出后在空中做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是一定的，每次釋放時(shí)都使鋼球在弧形槽上_____位置由_____滾下.同一靜止解析題圖乙是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)研究平拋運(yùn)動(dòng)的裝置.為了保證鋼球每次拋出后在空中做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是一定的，每次釋放時(shí)都應(yīng)使鋼球在弧形槽上同一位置由靜止?jié)L下，保證其做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度相同，從而保證軌跡是一定的.例２如圖5所示是采用頻閃照相的方法拍攝到的“小球做平拋運(yùn)動(dòng)”的照片.背景標(biāo)尺每小格邊長均為L＝5cm，則：圖5(1)由圖可知，小球在水平方向做_________運(yùn)動(dòng)，理由是_____________________________________.勻速直線在水平方向上相等時(shí)間內(nèi)通過相等的位移(2)拍攝時(shí)每____s曝光一次，平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為___m/s.(取重力加速度g＝10m/s2)0.11(2)拍攝時(shí)每____s曝光一次，平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為___m/s.(取重力加速度g＝10m/s2)0.11創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)二例３

(2019·定遠(yuǎn)育才學(xué)校下學(xué)期期末)在做“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，為了確定小球不同時(shí)刻在空中所通過的位置，實(shí)驗(yàn)時(shí)用了如圖6所示的裝置.先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平整的木板表面釘上白紙和復(fù)寫紙.將該木板豎直立于水平地面上，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A；將木板向遠(yuǎn)離槽口平移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞在木板上得到痕跡B；將木板再向遠(yuǎn)離槽口平移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，得到痕跡C.若測得木板每次移動(dòng)距離x＝10.00cm，A、B間距離y1＝5.02cm，B、C間距離y2＝14.82cm.請(qǐng)回答以下問題：(g＝9.80m/s2)圖6(1)為什么每次都要使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放？_________答案

見解析解析為了確保小球每次拋出的軌跡相同，應(yīng)該使拋出時(shí)的初速度相同，因此每次都應(yīng)使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放；(2)每次把木板移動(dòng)相同的水平距離，原因是：_______________________________________________________________________________________________________.答案

見解析解析因?yàn)樾∏蛩椒较蜃鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，由x＝v0t知，若x相同，則時(shí)間t相等.(3)根據(jù)以上直接測量的物理量求得小球初速度的表達(dá)式為v0＝_______.(用題中所給字母表示)答案

見解析(4)小球初速度的值為v0＝________m/s.答案

見解析解析代入數(shù)據(jù)解得：v0＝1.00m/s.1.(2019·棗莊八中期中)(1)在做“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上________.A.通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平B.每次釋放小球的位置必須不同C.每次必須由靜止釋放小球D.記錄小球位置用的木條(或凹槽)每次必須嚴(yán)格地等距離下降E.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸F.將小球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點(diǎn)連成折線√123√√解析通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，可以確保初速度水平，每次釋放小球的位置必須相同且由靜止釋放，這樣才能保證初速度相同，記錄距離大致均勻，便于描軌跡即可，小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不與木板上的白紙(或方格紙)相接觸，防止影響運(yùn)動(dòng)軌跡，最后應(yīng)將點(diǎn)用平滑的曲線相連，故選A、C、E.123(2)在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，讓小球多次從斜槽上滾下，在白紙上依次記下小球的位置，同學(xué)甲和同學(xué)乙得到的記錄紙分別如圖7甲、乙所示，從圖中明顯看出甲的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤是_______________，乙的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤是_____________________________.123圖7斜槽末端不水平每次由靜止釋放小球的位置不同解析用平滑曲線描繪出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，不難看出題圖甲中小球的初速度明顯不沿水平方向，故可推知斜槽末端不水平.題圖乙中描繪的點(diǎn)零亂，難以形成一條平滑曲線，可推知初速度不是每次都相同，即每次由靜止釋放小球的位置不同.2.(2019·新鄉(xiāng)市高一下學(xué)期期末)用如圖8所示的裝置探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，在一塊豎直放置的背景板上固定兩個(gè)弧形軌道A、B，用于發(fā)射小鐵球，從軌道A射出的小鐵球做平拋運(yùn)動(dòng)，從軌道B射出的小鐵球做勻速直線運(yùn)動(dòng).板上還裝有三個(gè)電磁鐵C、D、E，其中電磁鐵C、D可分別沿軌道A、B移動(dòng).在軌道A出口處有一個(gè)碰撞開關(guān)S，用以控制電磁鐵E的電源的通斷，電磁鐵E可以沿水平桿MN移動(dòng)，當(dāng)它吸上小鐵球時(shí)，該小鐵球的中心與從軌道A末端射出的小鐵球的中心在同一水平線上.123圖8(1)實(shí)驗(yàn)中，軌道A末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是________；A.保證小鐵球飛出時(shí)，速度既不太大，也不太小B.保證小鐵球飛出時(shí)，初速度水平C.保證小鐵球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次都相等D.保證小鐵球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線√123解析平拋運(yùn)動(dòng)的初速度沿水平方向，故為了保證小鐵球飛出時(shí)初速度水平，實(shí)驗(yàn)中，軌道A末端的切線必須是水平的，B正確；(2)若軌道A、B出口方向平行但略向下傾斜，將小鐵球1從某高度靜止釋放，小鐵球落在軌道B的P點(diǎn)，將電磁鐵E移至P點(diǎn)正上方，將小鐵球1和小鐵球3同時(shí)釋放，先到達(dá)P點(diǎn)的是________；123解析由于軌道A出口向下傾斜，則射出后，小鐵球1有豎直方向上的初速度，并且與小鐵球3下降的高度相同，而小鐵球3豎直方向上的初速度為零，故小鐵球1先到達(dá)P點(diǎn)；小鐵球1(3)若軌道A、B出口均水平，調(diào)節(jié)小鐵球3的水平位置多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)小鐵球1和小鐵球3總是在空中相碰，則說明小鐵球1在豎直方向上做_________運(yùn)動(dòng).123解析發(fā)現(xiàn)小鐵球1和小鐵球3總是在空中相碰，說明兩者在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)相同，故說明小鐵球1在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng).自由落體3.(2018·首師大附中期中)(1)平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以概括為兩點(diǎn)：①水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，②豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng).為了研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)，可做下面的實(shí)驗(yàn)：如圖9所示，用小錘打擊彈性金屬片，A球就水平飛出，同時(shí)B球被松開，做自由落體運(yùn)動(dòng)，兩球同時(shí)落到地面，改變高度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，觀察到相同現(xiàn)象，這個(gè)實(shí)驗(yàn)________.A.只能說明上述規(guī)律中的第①條B.只能說明上述規(guī)律中的第②條C.不能說明上述規(guī)律中的任何一條D.能同時(shí)說明上述兩條規(guī)律123圖9√解析該實(shí)驗(yàn)中兩小球是同時(shí)落地的，能說明A球在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)與B球的運(yùn)動(dòng)完全相同，選項(xiàng)B正確.(2)在做研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.如圖乙所示是用一張印有小方格的紙記錄的軌跡，小方格的邊長為L，小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖乙中的a、b、c、d所示，則由圖乙可知小球從a運(yùn)動(dòng)到b和從b運(yùn)動(dòng)到c的時(shí)間是_____(選填“相等”或“不相等”)的，小球從a運(yùn)動(dòng)到b的時(shí)間Δt＝_____，小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v0＝______(用L、g表示).123相等1233.(2018·首師大附中期中)(1)平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以概括為兩點(diǎn)：①水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，②豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng).為了研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)，可做下面的實(shí)驗(yàn)：如圖9所示，用小錘打擊彈性金屬片，A球就水平飛出，同時(shí)B球被松開，做自由落體運(yùn)動(dòng)，兩球同時(shí)落到地面，改變高度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，觀察到相同現(xiàn)象，這個(gè)實(shí)驗(yàn)________.A.只能說明上述規(guī)律中的第①條B.只能說明上述規(guī)律中的第②條C.不能說明上述規(guī)律中的任何一條D.能同時(shí)說明上述兩條規(guī)律123圖9√解析該實(shí)驗(yàn)中兩小球是同時(shí)落地的，能說明A球在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)與B球的運(yùn)動(dòng)完全相同，選項(xiàng)B正確.(2)若軌道A、B出口方向平行但略向下傾斜，將小鐵球1從某高度靜止釋放，小鐵球落在軌道B的P點(diǎn)，將電磁鐵E移至P點(diǎn)正上方，將小鐵球1和小鐵球3同時(shí)釋放，先到達(dá)P點(diǎn)的是________；123解析由于軌道A出口向下傾斜，則射出后，小鐵球1有豎直方向上的初速度，并且與小鐵球3下降的高度相同，而小鐵球3豎直方向上的初速度為零，故小鐵球1先到達(dá)P點(diǎn)；小鐵球12.注意事項(xiàng)：(1)實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端的切線

(將小球放在斜槽末端水平部分，若小球