魯科版高中物理必修第二冊(cè)第2章拋體運(yùn)動(dòng)第3節(jié)科學(xué)探究-平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)課件

第3節(jié)科學(xué)探究：平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)必備知識(shí)清單破1|探究平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的原理、注意事項(xiàng)知識(shí)點(diǎn)1.實(shí)驗(yàn)原理平拋運(yùn)動(dòng)可以看作是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)的合運(yùn)動(dòng)。

設(shè)法通過實(shí)驗(yàn)得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,然后通過這個(gè)軌跡研究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。如測(cè)出曲線上

某點(diǎn)的橫坐標(biāo)x和縱坐標(biāo)y,根據(jù)相應(yīng)公式和規(guī)律判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是否是拋物線,求平拋

物體的初速度等。2.實(shí)驗(yàn)器材斜槽、小球、木板、鉛垂線、坐標(biāo)紙、圖釘、刻度尺、鉛筆等。3.實(shí)驗(yàn)裝置3.實(shí)驗(yàn)裝置4.實(shí)驗(yàn)步驟(1)用圖釘把坐標(biāo)紙釘在豎直木板上,在木板的左上角固定斜槽,并使其末端保持水平。(2)用懸掛在槽口的鉛垂線把木板調(diào)整到豎直方向,并使木板平面與小球下落的豎直面平行

且靠近,固定好木板。(3)把小球放在槽口處,用鉛筆記下小球在槽口時(shí)球心在木板上的水平投影點(diǎn)O,再利用鉛垂

線在紙上畫出通過O點(diǎn)的豎直線。(4)將小球從斜槽上合適的位置由靜止釋放,使小球的運(yùn)動(dòng)軌跡大致經(jīng)過坐標(biāo)紙的右下角。(5)把筆尖放在小球可能經(jīng)過的位置,如果小球運(yùn)動(dòng)中碰到筆尖,用鉛筆在坐標(biāo)紙?jiān)撐恢卯嬌?/p>

一點(diǎn)。用同樣的方法,從同一位置釋放小球,在小球運(yùn)動(dòng)路線上描下若干點(diǎn)。(6)根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄,在坐標(biāo)紙上描繪小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。5.注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端的切線水平(將小球放在斜槽末端水平部分,若小球靜止,則斜槽

末端水平)。(2)木板必須處于豎直平面內(nèi),固定時(shí)要用鉛垂線檢查坐標(biāo)紙豎線是否豎直。(3)小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放。(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)球心在木板上的投影點(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。1.公式法(1)原理:若平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線,則當(dāng)以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系后,軌跡

上各點(diǎn)的坐標(biāo)應(yīng)滿足y=ax2的關(guān)系(a是一個(gè)特定常量)。(2)驗(yàn)證方法:用刻度尺測(cè)量幾個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo),分別代入y=ax2中求出常量a,看計(jì)算得到的a值在誤

差允許的范圍內(nèi)是否相等。2.圖像法建立y-x2坐標(biāo)系,根據(jù)所測(cè)量的各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)分別計(jì)算出對(duì)應(yīng)的y值和x2值,在坐標(biāo)系中描

點(diǎn),連接各點(diǎn)看是否在一條直線上。2|判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是否為拋物線知識(shí)點(diǎn)

1.軌道的粗糙程度對(duì)該實(shí)驗(yàn)沒有影響。

(

)知識(shí)辨析判斷正誤，正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“?”。√提示每次小球從同一高度由靜止?jié)L下,所受摩擦力相同,到達(dá)槽口的速度相同,軌跡依然重

合,則軌道的粗糙程度不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2.用鉛筆記錄小球位置時(shí),每次必須嚴(yán)格地等間距下降。

(

)

?

提示小球運(yùn)動(dòng)位置的記錄沒有明確的要求,位置相對(duì)均勻即可。3.每次釋放小球時(shí)的位置越高,實(shí)驗(yàn)效果越好。

(

)

?

提示小球釋放的初始位置并非越高越好,若是太高,導(dǎo)致水平拋出的速度太大,實(shí)驗(yàn)難以操作。4.同一次實(shí)驗(yàn)中可以讓小球每次從不同高度滾下。

(

)

?

提示為保證同一次實(shí)驗(yàn)中小球從斜槽末端飛出的速度相等,必須保證小球每次從同一高度滾下。5.實(shí)驗(yàn)中選用實(shí)心鋼球和實(shí)心木球效果一樣。

(

)

?

提示為了減小空氣阻力對(duì)小球的影響,要選擇體積較小質(zhì)量較大的小球,故選用實(shí)心鋼球

和實(shí)心木球效果不一樣。疑難情境破探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)疑難情境探究北京時(shí)間6月20日,2021年世界女排聯(lián)賽展開爭(zhēng)奪,面對(duì)豪取14連勝后陣容有所保留的宿

敵美國(guó)隊(duì),中國(guó)女排攻攔表現(xiàn)上佳,以3-0橫掃美國(guó)女排,取得七連勝。某同學(xué)被排球比賽吸引,查閱資料發(fā)現(xiàn)排球在空中的運(yùn)動(dòng)可視為平拋運(yùn)動(dòng),并在實(shí)驗(yàn)室對(duì)平

拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了探究。問題1

請(qǐng)簡(jiǎn)單敘述該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。提示

令小球做平拋運(yùn)動(dòng),利用描點(diǎn)法描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡,即小球做平拋運(yùn)動(dòng)的曲線,建立

坐標(biāo)系。測(cè)出曲線上的某一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,求出小球的初速度。問題2

如圖是該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫出的平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡,O為平拋起點(diǎn),在軌跡上任取三

點(diǎn)A、B、C,測(cè)得A、B兩點(diǎn)豎直坐標(biāo)分別為y1、y2,A、B兩點(diǎn)水平間距為Δx。則平拋小球的

初速度v0為多少?(重力加速度大小為g)提示

小球從拋出到運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所用時(shí)間t1=

,從拋出到運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用時(shí)間t2=

,初速度v0=

=

。問題3

試將教材中的方案進(jìn)行改進(jìn)或創(chuàng)新設(shè)計(jì),使之操作簡(jiǎn)便或者直觀性更好。提示

參考方案:分別在裝置的右側(cè)和上部用一束光照射小球,小球在運(yùn)動(dòng)過程中便在木板

上、地上留下影子,同時(shí)用頻閃照相機(jī)拍攝小球運(yùn)動(dòng)過程中的位置以及在木板上、地上留下

的影子的位置,對(duì)比研究即可。此方案通過照片對(duì)比,直觀性更強(qiáng)。講解分析計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度(1)由軌跡方程y=

可推出v0=x

,理論上,只要知道平拋軌跡上任一坐標(biāo)點(diǎn),即可求得平拋初速度。由于實(shí)驗(yàn)誤差的存在,一般需從軌跡上讀取多個(gè)點(diǎn),求得多個(gè)v0,再