5.3实验：探究平抛运动的特点 课件—【新教材】人教版(2019)高中物理必修二

横县百合完全中学——韦衍虎5.3实验：探究平抛运动的特点新课导入观察思考：从运动和受力情况看，有什么共同点？观察思考：从运动和受力情况看，有什么共同点？1.都有一定的初速度2.运动中都受重力和空气阻力3.运动轨迹都是曲线 以一定的速度v0 将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力G作用的运动，这时的运动叫作抛体运动。（理想化处理）抛体运动①平抛运动：初速度v0 沿水平方向。②竖直抛运动：初速度v0 沿竖直向上(下）方向。③斜抛运动：初速度v0 沿斜向上（下）方向。（自由落体运动）一、实验思路 平抛运动是曲线运动，速度和位移的方向都在时刻变化。 按照运动的合成与分解，把复杂的曲线运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动的思路，分别研究物体在这两个方向的运动特点。 我们可以尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动。v0xy 如果这两个方向的分运动特点研究清楚了，平抛运动的规律就清楚了。也就是说，我们需要知道这两个方向的位移或速度随时间变化的信息。位移和速度哪个更方便测量？如何通过实验获得所需信息呢？二、进行实验方案一：技术支持：频闪照相 设法记录做平抛运动的物体经过相等时间间隔所到达的位置，获得水平方向和竖直方向的位移随时间变化的具体数据，便可以独立分析水平方向和竖直方向的运动规律。v0Gxy匀速直线自由落体1.根据图片猜想，小球在水平方向和竖直方向的分运动有何特点？2.应以哪个位置为原点建立坐标系来研究小球的水平位移和竖直位移？小球起抛时球心的投影点4.需要测量并记录哪些数据？怎样用实验数据检验你的猜想？3.若频闪周期为T，怎样通过作图得到T，2T，3T，…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移？方案二： 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。 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？ 是否需要获取物体做平抛运动的轨迹？如何获取？ 在描绘轨迹时，如何选择坐标原点和建立坐标系？ 物体的大小对描绘轨迹是否有影响？如何减小这种影响？参考案例步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后。同时落地分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，记录实验现象。①改变小球距地面的高度仍然同时落地分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，记录实验现象。分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，记录实验现象。②改变小锤击打的力度打击力度大：初速度变大实验现象：同时落地说明平抛运动的飞行时间只由高度决定 从这个实验看，平抛运动在竖直方向的分运动是什么运动？自由落体运动步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点 如果我们能够得到平抛运动的轨迹，利用前面探究得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。同一位置末端水平倾斜重垂线xy自由落体匀速直线平抛运动水平方向：匀速直线运动竖直方向：自由落体运动条件：初速度水平只受重力作用例题：(1)在做“研究平抛运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是　　　。A、游标卡尺　　 B、秒表　 C、坐标纸　D、天平E、弹簧测力计　　F、重垂线分析：实验中需要在坐标纸上记录小球的位置,描绘小球的运动轨迹,需要利用重垂线确定坐标轴的y轴。故C、F是需要的。课堂练习(2)实验中,下列说法正确的是　(　　)A、应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B、斜槽轨道必须光滑C、要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些D、斜槽轨道末端可以不水平解析：使小球从斜槽上同一位置滑下,才能保证每次的轨迹相同,A正确。斜槽没必要必须光滑,只要能使小球滑出的初速度相同即可,B错误。实验中记录的点越多,轨迹越精确,C正确。斜槽末端必须水平,才能保证小球离开斜槽后做平抛运动,D错误。用传感器和计算机描绘物体做平抛运动的轨迹 一种设计原理如图所示。物体A在做平抛运动，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲。在它运动的平面内安放着超声—红外接收装置B。B盒装有B、B.两个超声—红外接收器，并与计算机相联。B、B.各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们各自与物体A的距离D 。从图可以看出，在这两个距离确定之后，由于B、B两点的距离是已知的，所以物体A的位置也就惟一地确定下来了。计算机可以即时给出A的坐标。 以一定的速度v0 将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力G作用的运动，这时的运动叫作抛体运动。抛体运动①平抛运动：初速度v0 沿水平方向。②竖直抛运动：初速度v0 沿竖直向上(下）方向。③斜抛运动：初速度v0 沿斜向上（下）方向。（自由落体）实验结论1.平抛运动的飞行时间只由高度决定2.平抛运动水平方向：匀速直线运动竖直方向：自由落体运动课堂小结①保持斜槽末端水平②小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下③坐标原点坐标原点（平抛起点）实验注意事项是小球起抛时球心的投影点