實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)課件-2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

5.3

實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1.知道拋體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)，知道用運(yùn)動(dòng)分解的方法研究平拋運(yùn)動(dòng)。2.會(huì)用實(shí)驗(yàn)的方法描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。3.會(huì)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，研究平拋運(yùn)動(dòng)水平和豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。4.了解科學(xué)探究中獲取數(shù)據(jù)及處理數(shù)據(jù)的辦法。標(biāo)槍的運(yùn)動(dòng)籃球的運(yùn)動(dòng)鉛球的運(yùn)動(dòng)觀察與思考：1.觀察下面的圖片，你能發(fā)現(xiàn)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，有什么共同的特點(diǎn)嗎？2.如果忽略空氣阻力的影響，那么這些物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力又有什么樣的共同特點(diǎn)？拋體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)：1．拋體運(yùn)動(dòng)：以一定的速度將物體拋出，在空氣阻力可以忽略的情況下，物體只受重力的作用，這時(shí)的運(yùn)動(dòng)叫作拋體運(yùn)動(dòng)。2．平拋運(yùn)動(dòng)：初速度沿水平方向的拋體運(yùn)動(dòng)就叫作平拋運(yùn)動(dòng)。①條件:初速度沿水平方向；

忽略空氣阻力，只受重力。②性質(zhì)：勻變速曲線運(yùn)動(dòng)思考與討論：

平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線，比較復(fù)雜。如果我們能把這個(gè)復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)相對(duì)簡單的、我們比較熟悉的直線運(yùn)動(dòng)，或許就能找到平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。1.研究方法：一、實(shí)驗(yàn)思路（1）建立平面直角坐標(biāo)系；（2）化曲為直，將運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解。2.分解為哪兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)？兩個(gè)方向分別做什么運(yùn)動(dòng)？初速度受力情況運(yùn)動(dòng)情況水平方向豎直方向0G自由落體運(yùn)動(dòng)V0不受力勻速直線運(yùn)動(dòng)3.理論猜想：二、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)【方案一】頻閃照相(或視頻錄制)的方法

(1)通過頻閃照相(或錄制視頻)，獲得小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的頻閃照片(如圖所示)；(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(cè)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)。在誤差允許的范圍內(nèi)，四段水平位移近似相等；且四段水平位移所用的時(shí)間相等。豎直方向Δh=gT2實(shí)驗(yàn)結(jié)論：平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)；豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)?！痉桨付糠謩e研究水平方向和豎直方向分運(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)分別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

。平拋?zhàn)杂陕潴w仍同時(shí)落地自由落體運(yùn)動(dòng)【實(shí)驗(yàn)器材】斜槽、小球、木板、白紙（坐標(biāo)紙）、圖釘、鉛垂線、刻度尺、鉛筆等。斜槽小球白紙木板鉛垂線鐵架臺(tái)步驟2：探究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1.調(diào)整木板豎直（利用重錘線）2.調(diào)節(jié)斜槽末端水平3.安裝白紙和復(fù)寫紙4.確定坐標(biāo)軸：小球在斜槽末端時(shí)，小球球心在白紙上的投影為原點(diǎn)5.確定小球的釋放點(diǎn)：同一組實(shí)驗(yàn)應(yīng)使小球在同一位置釋放6.描繪運(yùn)動(dòng)軌跡：擋板在不同高度時(shí)記錄小球撞擊點(diǎn)（也可以用鉛筆記錄小球下落過程中的位置），用平滑的曲線連接?！緦?shí)驗(yàn)步驟】

取下白紙，以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸，用平滑的曲線把這些位置連接起來即得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。在豎直方向由原點(diǎn)（拋出點(diǎn)）開始連續(xù)截取四段位移OE、OF、OG、OH分別為h、4h、9h、16h。在軌跡曲線上找到相對(duì)應(yīng)的位置，并在水平方向上標(biāo)出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，并測(cè)量四段位移OA、AB、BC、CD的長度。結(jié)論：在誤差允許范圍內(nèi),四段位移近似相等，即AB=BC=CD=DE【數(shù)據(jù)處理】X4X3X2X1yh5h3h7hxO

在平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡上，豎直位移為h、3h、5h……，它們對(duì)應(yīng)的四段水平位移相等。說明：平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)?！緦?shí)驗(yàn)規(guī)律】記住原點(diǎn)xyxyOxyx1x2y1y2沒記住原點(diǎn)計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度【誤差分析】安裝斜槽時(shí),其末端切線不水平,導(dǎo)致小球離開斜槽后不做平拋運(yùn)動(dòng)。建立坐標(biāo)系時(shí),坐標(biāo)原點(diǎn)的位置確定不準(zhǔn)確,導(dǎo)致軌跡上各點(diǎn)的坐標(biāo)不準(zhǔn)確。小球每次自由滾下時(shí)起始位置不完全相同,導(dǎo)致軌跡出現(xiàn)誤差。確定小球運(yùn)動(dòng)的位置時(shí)不準(zhǔn)確,會(huì)導(dǎo)致誤差。量取軌跡上各點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)不準(zhǔn)確,會(huì)導(dǎo)致誤差。實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端的切線水平。方木板必須處于豎直平面內(nèi)。小球每次必須從斜槽上同一位置滾下。坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn),應(yīng)是小球出槽口時(shí)球心在木板上的投影點(diǎn)。小球開始滾下的位置高度要適中,一般以使小球平拋運(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。在軌跡上選取離坐標(biāo)原點(diǎn)O點(diǎn)較遠(yuǎn)的一些點(diǎn)來計(jì)算初速度。【注意事項(xiàng)】用傳感器和計(jì)算機(jī)可以方便地描出做平拋運(yùn)動(dòng)的物體的軌跡。設(shè)計(jì)原理如圖所示?！痉桨溉總鞲衅鞣?.為了驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時(shí)B球被松開，自由下落。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是（）A.

A球先落地B.

B球先落地C.

兩球應(yīng)同時(shí)落地D.

該實(shí)驗(yàn)也能說明A球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)C2.如圖所示，研究一平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)完全相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端可看作與光滑的水平板相切，現(xiàn)將小鐵球P、Q同時(shí)釋放，以相同的初速度v0分別從軌道M、N的末端射出。僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，總能觀察到P球擊中Q球，則（）A.

說明P球在離開軌道后水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)B.

說明P球在離開軌道后水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.

說明P球在離開軌道后豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)D.

能同時(shí)說明上述選項(xiàng)A、C所述的規(guī)律A3.（多選)在探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)只記錄了小球運(yùn)動(dòng)途中的A、B、C

三點(diǎn)的位置，取A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，則各點(diǎn)的位置坐標(biāo)如圖所示，當(dāng)

g＝10m/s2時(shí)，下列說法正確的是（）A.小球拋出點(diǎn)的位置坐標(biāo)是(0，0)B.小球拋出點(diǎn)的位置坐標(biāo)是(─10，─5)C.小球平拋初速度為2m/sD.小球平拋初速度為1m/sBD4.圖甲是“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到斜槽末端切線___________。每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了每次平拋___________?！緟⒖即鸢浮克?/p>

初速度相同

（2）圖乙是正確實(shí)驗(yàn)取得的數(shù)據(jù)，其中O為拋出點(diǎn)，則此小球作平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為___________m/s。（g取9.8m/s2）（3）在另一次實(shí)驗(yàn)中將白紙換成方格紙，每小格的邊長L=5cm，通過實(shí)驗(yàn)記錄了小球在運(yùn)動(dòng)途中的三個(gè)位置，如圖丙所示，則該小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為___________m/s，B點(diǎn)的豎直分速度為___________m/s。（g取10m/s