實驗探究平拋運(yùn)動的特點-必修二學(xué)考

☆高一（下）物理學(xué)考學(xué)案☆ ———《實驗探究平拋運(yùn)動的特點》學(xué)考學(xué)案（復(fù)習(xí)卷）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.會用運(yùn)動的分解的方法探究平拋運(yùn)動的特點,并認(rèn)識平拋運(yùn)動的規(guī)律。2.知道頻閃照相法、滴水法、描點法等也是探究平拋運(yùn)動的特點實驗的常用方法。3.掌握利用實驗所得軌跡求物體做平拋運(yùn)動的初速度的方法?！緦W(xué)習(xí)重點】目標(biāo)1【學(xué)習(xí)難點】目標(biāo)2、3【課時安排】1課時【學(xué)習(xí)過程】一、展示目標(biāo)、明確要求：知識點一實驗思路1.幾個基本概念(1)拋體運(yùn)動與平拋運(yùn)動:以一定的速度將物體拋出,在空氣阻力可以忽略的情況

下,物體只受_____________的作用,這時的運(yùn)動叫作拋體運(yùn)動。如果初速度是沿_____________方向的,這樣的拋體運(yùn)動就叫作平拋運(yùn)動。(2)物體做平拋運(yùn)動的條件:初速度方向_____________,只受_____________作用。2.實驗思路由于物體是沿著_____________方向拋出的,在運(yùn)動過程中只受到豎直向下的重力作

用,因此我們可以嘗試將平拋運(yùn)動分解為_____________方向的分運(yùn)動和_____________方向的分運(yùn)動,分別研究這兩個方向的分運(yùn)動特點,就能清楚平拋運(yùn)動的規(guī)律。知識點二探究平拋運(yùn)動的特點1.方案一:頻閃照相法探究平拋運(yùn)動的特點利用頻閃照相法記錄做平拋運(yùn)動的小球在不同時刻的位置。選頻閃照片上的第一個小球球心為原點建立平面直角坐標(biāo)系,測量出每個小球(或每3個小球中取1個)的球心對應(yīng)的x坐標(biāo)和y坐標(biāo),如圖所示。根據(jù)頻閃照相的特點,若頻閃周期為T,每相鄰兩球的時間間隔相等,都是T,則圖中

OA、AB、BC的時間間隔就是3T。將所測的數(shù)據(jù)填入表格,分析小球水平方向分運(yùn)動和豎直方向分運(yùn)動的特點。

OABCx軸坐標(biāo)0x1x2x3y軸坐標(biāo)0y1y2y32.方案二:分步研究水平和豎直兩個方向的運(yùn)動規(guī)律步驟1:探究平拋運(yùn)動豎直分運(yùn)動的特點(1)實驗過程:在如圖所示的實驗中,用小錘擊打彈性金屬片后,A球沿水平方向拋

出,做平拋運(yùn)動;同時B球被釋放,自由下落,做自由落體運(yùn)動。觀察兩球的運(yùn)動軌

跡,比較它們落地的先后。分別改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度,多次

重復(fù)實驗,記錄實驗現(xiàn)象。(2)實驗現(xiàn)象:A、B兩個小球同時開始運(yùn)動,又同時落地。(3)實驗結(jié)論:A球在豎直方向上的分運(yùn)動的運(yùn)動性質(zhì)和B球的運(yùn)動性質(zhì)相同,所以

平拋運(yùn)動在豎直方向上的分運(yùn)動是_____________運(yùn)動。步驟2:探究平拋運(yùn)動水平分運(yùn)動的特點(1)實驗器材:斜槽(帶小球)、_____________及豎直固定支架、白紙、復(fù)寫紙、圖

釘、重垂線、三角板、鉛筆、_____________

。(2)實驗過程a.在如圖所示的裝置中,斜槽M末端水平。調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲,使背板處于_____________平

面內(nèi),卡好傾斜擋板N。將一張白紙和復(fù)寫紙固定在裝置的背板上。b.鋼球在斜槽中從某一高度滾下,從末端飛出后做_____________運(yùn)動。鋼球落到傾斜

的擋板上后,就會擠壓復(fù)寫紙,在白紙上留下印跡。c.上下調(diào)節(jié)擋板N,通過多次實驗,在白紙上記錄鋼球所經(jīng)過的多個位置。最后,用

_____________把這些印跡連接起來,就得到鋼球做平拋運(yùn)動的軌跡。d.根據(jù)步驟1得出的平拋運(yùn)動在豎直方向分運(yùn)動的規(guī)律,確定相等的時間間隔,分

析相等時間內(nèi)水平分運(yùn)動的位移,確定水平分運(yùn)動的規(guī)律。知識點三判斷平拋運(yùn)動的軌跡是否為拋物線1.公式法(1)原理:若平拋運(yùn)動的軌跡是拋物線,則當(dāng)以拋出點為坐標(biāo)原點建立平面直角坐

標(biāo)系后,軌跡上各點的坐標(biāo)應(yīng)滿足y=ax2的關(guān)系(a是一個特定的常量)。(2)驗證方法:用刻度尺測量幾個點的坐標(biāo),分別代入y=ax2中求出常量a,看計算得

到的a值在誤差允許的范圍內(nèi)是否是一個常數(shù)。2.圖像法建立_____________坐標(biāo)系,根據(jù)所測量的各個點的坐標(biāo)分別計算出對應(yīng)的y值和x2值,在y-x2坐標(biāo)系中描點,連接各點看是否_____________。二、預(yù)習(xí)反饋、探索新知：判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“?”。在“探究平拋運(yùn)動的特點”實驗中:1.軌道的粗糙程度對實驗沒有影響。?()2.記錄小球的位置時,擋板每次必須嚴(yán)格地等間距下降。?()3.每次釋放小球的位置越高,實驗效果越好。?()4.同一次實驗中,可以讓小球從不同高度滾下。?()5.實驗中選用實心鋼球或者實心木球效果一樣。?()三、典例分析、平行強(qiáng)化題組一實驗原理與設(shè)計1.(2021黑龍江齊齊哈爾高一下期中)為了探究平拋運(yùn)動規(guī)律,老師做了如下兩個演示實驗:(1)為了說明平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動,利用圖甲所示裝置進(jìn)行實驗。用小錘擊打彈性金屬片,A球水平拋出,同時B球被松開自由下落。關(guān)于該實驗,下列說法正確的有。

A.A、B兩球的質(zhì)量必須相等B.只做一次實驗,發(fā)現(xiàn)兩球同時落地,即可得出實驗結(jié)論C.應(yīng)改變裝置的高度多次進(jìn)行實驗D.本實驗也能說明A球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(2)如圖乙所示,兩個相同的弧形軌道M、N位于同一豎直面內(nèi),其中M軌道末端水平,N軌道的末端與光滑的水平地面相切。兩個完全相同的小鋼球P、Q,以相同的水平初速度同時從軌道M、N的末端射出,觀察到P落地時與Q相遇。只改變弧形軌道M的高度,多次重復(fù)實驗,仍能觀察到相同的現(xiàn)象。這說明:

。

2.(2021福建福州高一下期中,節(jié)選)某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置做“研究平拋運(yùn)動”的實驗。(1)為了能較準(zhǔn)確地描繪小球的運(yùn)動軌跡,下列說法正確的是。

A.小球做平拋運(yùn)動時應(yīng)與木板摩擦,以便畫出運(yùn)動軌跡B.本實驗不需要用天平測出小球的質(zhì)量,也不需要配備重垂線C.為了保證小球沿水平方向飛出,應(yīng)將斜槽軌道的末端調(diào)成水平D.以小球在斜槽末端時球心在方格紙上的投影點作為所建坐標(biāo)系的原點O(2)在此實驗中,每次都要讓小球從斜槽上的同一位置由靜止?jié)L下,但小球與斜槽間有摩擦力,這個摩擦力(選填“會”或“不會”)使實驗的誤差增大。

題組二數(shù)據(jù)處理與分析3.(2021江蘇南京外國語學(xué)校高一下段考)(1)在“研究平拋物體的運(yùn)動”實驗中,已備有下列器材:白紙、圖釘、薄木板、鉛筆、弧形斜槽、小球、刻度尺、鐵架臺,還需要下列器材中的。

A.秒表 B.天平C.重垂線D.彈簧測力計(2)圖甲是“研究平拋物體的運(yùn)動”的實驗裝置簡圖,在該實驗中,應(yīng)采取下列哪些措施減小實驗誤差。

A.斜槽軌道末端必須水平B.斜槽軌道必須光滑C.每次實驗要平衡摩擦力D.小球每次都從斜槽上同一高度由靜止釋放(3)圖乙是正確實驗取得的數(shù)據(jù),其中O為拋出點,則此小球做平拋運(yùn)動的初速度為m/s。

(4)在另一次實驗中,將白紙換成方格紙,每個格的邊長L=5cm。通過實驗,記錄了小球在運(yùn)動途中的三個位置,如圖丙所示,則該小球做平拋運(yùn)動的初速度為m/s,經(jīng)過B點時的速度為m/s,拋出點的坐標(biāo)為(用L表示)。(此問g取10m/s2)

四、歸類總結(jié)、拓展遷移1.(2021廣東廣州高一下期中聯(lián)考)某高速攝像機(jī)拍攝到一物體在一面豎直磚墻前做平拋運(yùn)動,平拋軌跡平行于墻面,為了通過視頻分析出物體平拋的初速度及墻壁的磚塊長寬尺寸,某物理學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下分析:步驟1:通過反復(fù)回放、慢放視頻描出物體運(yùn)動軌跡如圖;步驟2:通過視頻讀取物體從A運(yùn)動到B的時間Δt;步驟3:測出視頻中磚塊的長與寬的比值k。已知重力加速度為g,空氣阻力的影響可忽略。通過對以上數(shù)據(jù)的分析可得:(1)磚塊的長度為;

(2)物體平拋的初速度為;

(3)物體經(jīng)過P點時的速度為。

五、反饋矯正、自我提升1.(2021河南開封五縣高一下期中聯(lián)考)三個同學(xué)根據(jù)不同的實驗條件,進(jìn)行了“探究平拋運(yùn)動規(guī)律”的實驗:(1)甲同學(xué)采用如圖(1)所示的裝置。用小錘擊打彈性金屬片,金屬片把A球沿水平方向彈出,同時B球被松開,自由下落,觀察到兩球同時落地,改變小錘擊打的力度,即改變A球被彈出時的速度,觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是,這說明;

(2)乙同學(xué)采用如圖(2)所示的裝置。兩個相同的弧形軌道M、N,分別用于發(fā)射小鐵球P、Q,其中N的末端與可看作光滑的水平板相切;兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D;調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度,使AC=BD,從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等,現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上,然后切斷電源,使兩小鐵