全優(yōu)課堂·物理·必修第二冊(粵教版)·課件 第1章　第3節(jié)　第1課時 探究平拋運(yùn)動

第一章拋體運(yùn)動第三節(jié)平拋運(yùn)動第1課時探究平拋運(yùn)動課前·

自主預(yù)習(xí)一、實驗?zāi)康?．描出平拋運(yùn)動物體的軌跡．2．探究平拋運(yùn)動水平方向和豎直方向的分運(yùn)動特點．二、實驗原理將平拋運(yùn)動分解為水平方向和豎直方向的兩個分運(yùn)動，先運(yùn)用平拋豎落儀探究豎直分運(yùn)動的特點，再通過分析相同時間內(nèi)水平分運(yùn)動的位移，確定水平分運(yùn)動的特點．三、實驗器材1．平拋豎落儀．2．斜槽(帶小球)、木板及豎直固定支架、白紙、圖釘、重垂線、三角板、鉛筆、刻度尺．課堂·

重難探究1．實驗拓展如圖所示，在一塊豎直放置的平板上固定著兩個相同的弧形軌道A和B，用于發(fā)射鋼球，兩弧形軌道出口處水平，其上分別安裝了一個電磁鐵C和D．在軌道A出口處有一個碰撞開關(guān)S，可控制電磁鐵D、E電源的通斷．探究平拋運(yùn)動的特點從軌道A射出的鋼球做平拋運(yùn)動，從軌道B射出的鋼球做勻速直線運(yùn)動，從電磁鐵E處釋放的鋼球做自由落體運(yùn)動．1．探究平拋運(yùn)動水平方向分運(yùn)動的特點(1)使電磁鐵C和D分別相對各自軌道出口水平線處于相同高度，把兩個鋼球分別吸在電磁鐵C、D上，切斷電源，使兩個鋼球以相同的初速度同時水平射出．(2)改變電磁鐵C、D與各自軌道出口水平線的相對高度，并確保高度相等．(3)多次重復(fù)以上步驟，觀察實驗現(xiàn)象，并分析平拋運(yùn)動水平方向分運(yùn)動的特點．(4)實驗現(xiàn)象：兩個鋼球分別做平拋運(yùn)動和勻速直線運(yùn)動，并最終發(fā)生碰撞．(5)分析實驗現(xiàn)象得出結(jié)論：做平拋運(yùn)動的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動．2．探究平拋運(yùn)動豎直方向分運(yùn)動的特點(1)把兩個鋼球分別吸在電磁鐵C、E上，并確保電磁鐵E上的鋼球與軌道A出口處于同一高度．釋放軌道A的鋼球，鋼球在水平出口處碰撞開關(guān)S，切斷電磁鐵E的電源，使鋼球從電磁鐵E處釋放．(2)改變電磁鐵E的位置，讓其從N向M移動．(3)多次重復(fù)以上步驟，觀察實驗現(xiàn)象，并分析平拋運(yùn)動豎直方向分運(yùn)動的特點．(4)實驗現(xiàn)象：兩個鋼球分別做平拋運(yùn)動和自由落體運(yùn)動，并最終同樣發(fā)生碰撞．(5)分析實驗現(xiàn)象得出結(jié)論：做平拋運(yùn)動的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動．3．探究平拋運(yùn)動物體的運(yùn)動軌跡(1)木板上鋪上白紙并固定，固定電磁鐵C在某一位置，切斷電源，使小球從斜槽上由靜止?jié)L下，把筆尖放在小球可能經(jīng)過的位置上，如果小球運(yùn)動中碰到筆尖，就用鉛筆在該位置畫上一點．(2)保持C位置不變，保持同樣方法，在小球運(yùn)動路線上描下其他若干點．(3)將白紙從木板上取下，從O點開始通過畫出的若干點描出一條平滑的曲線，如圖所示．(4)分析實驗現(xiàn)象得出結(jié)論：做平拋運(yùn)動的物體的運(yùn)動軌跡是一條拋物線．2．實驗總結(jié)做平拋運(yùn)動的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，其運(yùn)動軌跡是一條拋物線．例1

小芳和小強(qiáng)兩位同學(xué)采用了不同的實驗方案來研究平拋運(yùn)動．(1)小芳同學(xué)利用如圖甲所示的裝置進(jìn)行實驗．下列說法正確的是________．甲A．應(yīng)使小球每次從斜槽上同一位置由靜止釋放B．斜槽軌道必須光滑C．斜槽軌道的末端必須保持水平D．本實驗必需的器材，還有刻度尺和停表(2)小強(qiáng)同學(xué)利用頻閃照相的方式研究平拋運(yùn)動．如圖乙為一小球做平拋運(yùn)動的頻閃照片的一部分．圖中背景方格的邊長均為5.0cm，不計空氣阻力，g取10m/s2.則照相機(jī)兩次閃光的時間間隔Δt＝______s，小球被拋出時的水平速度v＝______m/s.【答案】(1)AC

(2)0.10

2.0【解析】(1)為使小球做平拋運(yùn)動的初速度相等，應(yīng)使小球每次從斜槽上同一位置由靜止釋放，A正確；只要每次把小球從軌道同一位置由靜止釋放即可保證小球的初速度相等，斜槽軌道沒有必要光滑，B錯誤；為使小球離開斜槽后做平拋運(yùn)動，斜槽軌道的末端必須保持水平，C正確；本實驗不需要用秒表測量時間，D錯誤．變式1

某興趣小組用頻閃照相機(jī)拍攝小石子平拋運(yùn)動的頻閃照片，照片背景為一堵貼近小石子的豎直磚墻，如圖所示．已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，該同學(xué)根據(jù)所學(xué)平拋運(yùn)動的知識，求出頻閃照片的拍攝周期和小石子的水平初速度．(1)他已經(jīng)測出磚塊的長度為a，還需要測量的數(shù)據(jù)是____________(寫出測量的物理量及其物理符號).(2)B點豎直方向的速度vBy＝________(用題設(shè)條件和測量的物理量的符號表示).(3)照相機(jī)頻閃周期T＝________，小石子水平初速度v0＝________(用題設(shè)條件和測量的物理量的符號表示).【解析】(1)因為已經(jīng)測出了每塊磚的長度a，根據(jù)題設(shè)條件求周期與初速度還需要測出每塊磚的厚度h.(2)根據(jù)在豎直方向上做勻變速直線運(yùn)動，例2

(2024年湖北聯(lián)考)某實驗小組用圖甲、乙所示的裝置研究平拋運(yùn)動的特點．描繪平拋運(yùn)動軌跡并計算平拋運(yùn)動的初速度(1)如圖甲所示，讓完全相同的小球a和b從兩個相同弧面軌道頂端由靜止釋放，兩弧面軌道末端水平，忽略空氣阻力，多次實驗兩小球均在水平面上相撞．該現(xiàn)象表明，平拋運(yùn)動在水平方向的分運(yùn)動是____________運(yùn)動；(2)如圖乙所示，當(dāng)完全相同小球c、d處于同一高度時，一名同學(xué)用小錘輕擊彈性金屬片，使球d水平飛出，同時松開球c下落，忽略空氣阻力，另一名同學(xué)在小球觸地反彈后迅速抓住小球，重復(fù)實驗，每次均只聽到一次小球落地的響聲．該現(xiàn)象表明，平拋運(yùn)動在豎直方向的分運(yùn)動是____________運(yùn)動；(3)用頻閃照相記錄了某小球平拋的四個位置，如圖丙，其中正方形小方格邊長為1.6cm，重力加速度g取10m/s2，A點________(填“是”或“不是”)拋出點，該小球做平拋運(yùn)動的初速度大小為_______m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)【答案】(1)勻速直線(2)自由落體(3)不是0.80【解析】(1)b小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動，而a小球做平拋運(yùn)動，多次實驗兩小球均在水平面上相撞．該現(xiàn)象表明，平拋運(yùn)動在水平方向的分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動．(2)小錘輕擊彈性金屬片，使d水平飛出的同時c做自由落體運(yùn)動，重復(fù)實驗，每次均只聽到一次小球落地的響聲，該現(xiàn)象表明，平拋運(yùn)動在豎直方向的分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動．豎直方向根據(jù)勻變速運(yùn)動中間時刻速度等于該段過程的平均速度，可知B點的豎直分速度為則A點的豎直分速度為vAy＝vBy－gT＝0.6m/s－10×0.04m/s＝0.2m/s>0，可知A點不是拋出點；水平方向做勻速直線運(yùn)動，則該小球做平拋運(yùn)動的初速度大小為變式2

(2024年西安期中)未來在一個未知星球上用如圖甲所示裝置研究平拋運(yùn)動的規(guī)律．懸點O正下方P點處有水平放置的熾熱電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷，小球由于慣性向前飛出做平拋運(yùn)動，

現(xiàn)對小球采用頻閃數(shù)碼相機(jī)連續(xù)拍攝，在有坐標(biāo)紙的背景屏前拍下了小球在做平拋運(yùn)動過程中的多張照片，經(jīng)合成后照片如圖乙所示，a、b、c、d為連續(xù)四次拍下的小球位置，已知照相機(jī)連續(xù)拍照的時間間隔是0.10s，照片大小如圖中坐標(biāo)所示，又知該照片的長度與實際背景屏的長度之比為1∶4，則：(1)由以上信息，可知a點________(填“是”或“不是”)小球的拋出點．(2)由以上信息，可以推算出該星球表面的重力加速度為_____m/s2.(3)由以上信息可以算出小球平拋的初速度大小是________m/s.(4)由以上信息可以算出小球在b點時的速度大小是________m/s.【解析】(1)由圖可知，四個點間豎直方向的位移之比為1∶3∶5，說明：點的豎直速度為0，即a點是小球的拋出點．(2)(3)水平方向x＝v0t＝2×4×10-2m，豎直方向Δy＝2×4×10-2m＝gt2，得v0＝0.8m/s，g＝8m/s2.小練·

隨堂鞏固1．在研究平拋運(yùn)動的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡．小方格的邊長L＝2.5cm，若小球在平拋運(yùn)動中先后經(jīng)過的幾個位置為如圖所示的a、b、c、d四個點，則小球由a到b位置的時間間隔為________s，小球平拋的初速度大小v0＝_______m/s，小球在c點時的速度大小為________m/s(計算結(jié)果保留1位小數(shù)).(g取10m/s2)【答案】0.05

1

1.62．某物理實驗小組采用如圖所示的裝置研究平拋運(yùn)動．每次都將小球從斜槽的同一位置無初速度釋放，并從斜槽末端水平飛出．改變水平擋板的高度，就改變了小球在板上落點的位置，從而可描繪出小球的運(yùn)動軌跡．某同學(xué)將小球先后三次斜槽軌道的同一位置由靜止釋放，將水平擋板依次放在1、2、3的位置，且1與2的間距等于2與3的間距．若三次實驗中，小球從拋出點到落點的水平位移依次為x1、x2、x3，忽略空氣阻力的影響，下面分析正確的是

(

)A．x2－x1＝x3－x2 B．x2－x1<x3－x2C．x2－x1>x3－x2 D．無法判斷【答案】C【解析】因為平拋運(yùn)動在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，下落的速度越來越快，則下落相等位移的時間越來越短，水平方向上做勻速直線運(yùn)動，所以x2－x1>x3－x2，故C正確．3．(2024年廣州實驗外語學(xué)校期中)小明用如圖甲所示的裝置“研究平拋運(yùn)動及其特點”．他的實驗操作是：在小球A、B處于同一高度時，用小錘輕擊彈性金屬片使A球水平飛出，同時B球被松開．甲(1)他觀察到的現(xiàn)象是：小球A、B________(填“同時”或“先后”)落地；(2)讓A、B球恢復(fù)初始狀態(tài)，用較大的力敲擊彈性金屬片，A球在空中運(yùn)動的時間________(填“變長”“不變”或“變短”)；(3)上述現(xiàn)象說明：平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是______運(yùn)動；(4)如圖乙，為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動軌跡，下面列出了一些操作要求，正確的是________A．調(diào)節(jié)斜槽使其末端保持水平B．每次釋放小球的位置可以不同C．每次釋放小球的速度可以不同D．將小球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點連成折線(5)小明用圖乙所示方法記錄平拋運(yùn)動的軌跡，如圖丙所示，數(shù)據(jù)處理時選擇A點為坐標(biāo)原點(0，0)，則A點________(填“是”或“不是”)拋出點；丙(6)結(jié)合實驗中重錘方向確定坐標(biāo)系，丙圖中小方格的邊長均為0.05m，g取10m/s2，則小球運(yùn)動中水平分速度的大小為________m/s.【答案】(1)同時(2)不變(3)自由落體(或加速度為g的勻加速直線運(yùn)動)

(4)A

(5)不是(6)1.5【解析】(1)他觀察到的現(xiàn)象是：小球A、B同時落地；(2)讓A、B球恢復(fù)初始狀態(tài)，用較大的力敲擊彈性金屬片，A球下落的高度不變，則在空中運(yùn)動的時間不變；(3)上述現(xiàn)象說明：平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動(或加速度為g的勻加速直線運(yùn)動)；(4)調(diào)節(jié)斜槽使其末端保持水平，以保證小球能做平拋運(yùn)動，A正確；每次釋放小球的位置必須相同，以保證小球做平拋運(yùn)動的速度相同，B錯誤；每次必須要從相同的位置由靜止釋放小球，C錯誤；將小球的位置記錄在紙上后，取下紙，用平滑的曲線連接各點，D錯誤．(5)因三點豎直方向的位移之比為3∶5，不是1∶3，可知A點不是拋出點；4．(2024年廣雅中學(xué)期中)某同學(xué)利用圖甲所示裝置研究平拋運(yùn)動的規(guī)律．實驗時該同學(xué)使用頻閃儀和照相機(jī)對做平拋運(yùn)動的小球進(jìn)行拍攝，頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光，某次拍攝后得到的照片如圖乙所示(圖中未包括小球剛離開軌道的影像).圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個方格的邊長為1cm.該同學(xué)在實驗中測得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖乙中標(biāo)出．完成下列填空：(1)實驗前應(yīng)對實驗裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到斜槽末端切線__