高中3 实验：探究平抛运动的特点精品备课课件ppt

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思考：这几个物体的运动有什么样的共同点呢？
1. 定义：以一定的初速度将物体抛出，如果物体只受重力的作用，这时的运动叫做抛体运动。
2. 平抛运动：初速度方向为水平方向的抛体运动叫做平抛运动。
条件：初速度沿水平方向，只有重力作用。
特点：由于速度方向与受力方向不在一条直线上，故平抛运动是曲线运动。
1.平抛运动可以分解为哪两个方向的运动？
2.水平方向和竖直方向分运动分别是什么样的运动？
思考：平抛运动是曲线运动，那么我们应该采取什么样的方法来研究平抛运动呢？
化曲为直—运动的分解—等效替代
方案一：频闪照相(或视频录制)的方法(1)通过频闪照相(或录制视频)，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图所示)；
(2)以抛出点为原点，建立直角坐标系；
(3)通过频闪照片描出物体经过相等时间间隔所到达的位置；(4)测量出经过T、2T、3T、…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移，并填入表格；(5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点.
在误差允许的范围内，四段水平位移近似相等；且四段水平位移所用的时间相等。竖直方向Δh=aT2
平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动
平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动
在水平和竖直两个方向中，先研究其中一个方向的运动规律，再设法分析另外一个方向的运动规律。
1.你对物体在水平方向和竖直方向的运动规律有怎样的猜想？
2.是否需要获取物体做平抛运动的轨迹？如何获取？
3.在描绘轨迹时，如何选择坐标原点和建立坐标系？
4.物体的大小对描绘轨迹是否有影响？如何减小这种影响？
方案二 分方向研究平抛运动规律
观察结果：两球同时落地，只有一个声音
步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点
平抛运动竖直方向的分运动是什么运动呢？
实验表明：平抛运动竖直方向的运动为自由落体运动
步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点
平抛运动水平方向的分运动是什么运动呢？
探究结论：平抛运动在水平方向是匀速直线运动
如果我们能够得到平抛运动的轨迹，利用前面探究出的平抛运动竖直分运动的特点，就可以分析得出平抛运动在水平方向分运动的特点。
斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、刻度尺、铅笔等。
(1)如图所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做平抛运动；同时B球被释放，做自由落体运动.观察两球的运动轨迹，听它们落地的声音.(2)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，重新进行实验。
步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点1.装置和实验(1)如图3所示，安装实验装置，使斜槽M末端水平，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板.
(2)让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使小球的轨迹与背板平行.钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹.(3)上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置.(4)以斜槽水平末端端口处小球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴.(5)取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹.
(6)根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点，即各点之间的时间间隔相等，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动特点.
2.注意事项(1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平，使小球做平抛运动(调节方法：将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平).(2)背板必须处于竖直面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直.
(3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，这样可以使小球每次的轨迹相同.(4)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时小球球心在背板上的投影点.(5)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜.
1、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
如图所示，在 x 轴上作出几个等距离的点 A1、 A2 、 A3 、…，把线段 OA1 的长度记为 l，则 OA2 ＝ 2l，OA3＝ 3l，由 A1 、 A2、A3、…向下作垂线，与轨迹的交点记为 M1、M2 、 M3 ….。如果轨迹的确是一条抛物线，M1、M2 、M3….各点的 y 坐标与 x 坐标间应有 y = ax2 的形式（a是一个待定的常量）
2、计算平抛物体的初速度在轨迹曲线上任取几点A、B、C用刻度尺测各点的坐标x和y根据平抛运动的规律求初速度的平均值
思考1：斜槽是粗糙的，对实验结果是否有影响。
2．计算平抛物体的初速度在轨迹曲线上任取几点A、B、C用刻度尺测各点的坐标x和y根据平抛运动的规律求初速度的平均值
思考2：实验操作时，忘了记录坐标原点，能否计算物体的初速度。
2*．计算平抛物体的初速度在轨迹曲线上取几点A、B、C，使他们的水平间距x 相等。用刻度尺测各点的坐标y根据平抛运动的规律
——各点的时间间隔T相等
1. 某同学设计了一个探究平抛运动特点的实验装置。在水平桌面上放置一个斜面，每次都让钢球从斜面上的同一位置滚下，滚过桌边后钢球便做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方水平放置一块木板（还有一个用来调节木板高度的支架，图中未画），木板上放一张白纸，白纸上有复写纸，这样便能记录钢球在白纸上的落点。已知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，在此前提下，怎样探究钢球水平分速度的特点？请指出需要的器材，说明实验步骤。
1.还需要的器材是刻度尺，示意图如图所示，实验步骤如下。
（2）让钢球从斜面上某一位置无初速释放；
（3）测量钢球在木板上的落点P与重垂线之间的距离x ；
（4）调节木板高度，使木板上表面与水平桌面的距离为某一确定值4y ；
（5）让钢球从斜面上同一位置无初速释放；
（6）测量钢球在木板上的落点P与重垂线之间 的距离x ；
（1）调节木板高度，使木板上表面与水平桌面的距离为某一确定值y ；
2. 某同学为了省去图中的水平木板，把第1题中的实验方案作了改变。他把桌子搬到墙的附近，把白纸和复写纸附在墙上，使从水平桌面上滚下的钢球能打在墙上，从而记录钢球的落点。改变桌子和墙的距离，就可以得到多组数据。如果采用这种方案，应该收集哪些数据并如何处理这些数据？
3. 某同学目测桌子高度大约为0.8 m，他使小球沿桌面水平飞出，用数码相机拍摄小球做平抛运动的录像（每秒25帧）。如果这位同学采用逐帧分析的办法，保存并打印各帧的画面。他大约可以得到几帧小球正在空中运动的照片？
因为每秒可以拍摄25帧，所以0.4秒可以拍摄：