人教版 (2019)必修 第二册3 实验：探究平抛运动的特点教课ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第二册3 实验：探究平抛运动的特点教课ppt课件，共51页。PPT课件主要包含了平抛运动，重垂线，怎样确定坐标原点，ABD等内容，欢迎下载使用。

以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用，这时的运动叫作抛体运动。如果初速度是沿水平方向的，这样的抛体运动就叫作平抛运动下面我们通过实验来探究物体做平抛运动的特点，即物体的速度和位移随时间的变化关系
请思考：各物体受力及运动情况？有哪些的相同点？
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，这样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。
（1）条件：初速度沿水平方向，只受重力作用。（2）运动性质： 受重力恒定，且由于速度方向与所受重力方向不在一条直线上，故平抛运动是匀变速曲线运动。
二、探究平抛运动的特点
请思考：1.平抛运动与直线运动的显著区别是什么？2.如何用实验研究平抛运动的特点？
探究思路:化曲为直—运动的分解—等效替代3.平抛运动可以分解为哪两个方向的运动？
平抛运动是曲线运动，速度和位移的方向都在时刻变化。我们可以按照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。
平抛运动可以分解为哪两个方向的运动呢?由于物体是沿着水平方向抛出的，在运动过程中只受到竖直向下的重力作用，因此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。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?
【探究方案一】利用频闪照相分析法利用频闪照相的方法，记录物体在不同时刻的位置。1.根据图像猜想，水平抛出的小球在水平方向和竖直方向的分运动有何特点？
【探究方案一】利用频闪照相分析法小球做平抛运动的频闪照片2.要研究小球的水平位移和竖直位移，应以哪个位置为原点建立坐标系？
【探究方案一】利用频闪照相分析法小球做平抛运动的频闪照片3.若频闪周期为T，怎样通过作图得到从拋点开始的第一个T内、第二个T内、第三个T内、...时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移？
【探究方案一】利用频闪照相分析法
小球做平抛运动的频闪照片
在误差允许的范围内，三段水平位移近似相等；
在误差允许的范围内，竖直方向Δh=aT2，进一步求出a值近似为重力加速度值。
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
【探究方案二】分方向探究平抛运动特点
◆探究平抛运动竖直方向和水平方向的运动特点1、实验器材：平抛实验器2、实验步骤：3、实验现象：4、实验结论：平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动。平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动。
描绘平抛运动的轨迹探究思路：1.创造条件得到一个平抛运动。2.在平抛运动的轨迹上找到一些点并记录下来。3.利用记录下来的点描出平抛运动的轨迹。
【实验器材】平抛运动实验器(含小球)、白纸（可先画上坐标格）、复写纸、刻度尺、三角板、铅笔等。
【实验步骤】（1）安装调整斜槽：（2）调整背板：（3）确定坐标原点O：
安装斜槽有何要求？为什么这样要求？
（4）描绘运动轨迹：①调整接球挡板：把接球挡板拉到最上方一格的位置；②确定小球释放点：选择一个小球在斜槽上合适的位置由静止释放，以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出；
③获取印迹点：落的钢球打在向背板倾斜的接球挡板上，同时在背板上留下一个印迹点。再将接球挡板向下拉一格，重复上述操作方法，打出第二个印迹点，如此继续下拉接球挡板，直至最低点，即可得到平抛的钢球下落时的一系列迹点。需保证小球每次从斜槽上同一位置由静止开始滚下。
小球每次的释放位置与状态是否相同？
【数据处理】取下白纸，以O点为原点，根据实验中的重垂线方向，画出竖直向下的y轴和水平方向的 x轴，用平滑的曲线把所描的点迹连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。
研究思路确定后，还需要设计可操作的方案以便进行实验。下面两种实验方案供你参考方案一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。
可以用频闪照相或者录制视频的方法，记录物体在不同时刻的位置。图5.3-1是一个小球做平抛运动时的频闪照片。观察这幅照片，思考下面的问题
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?。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?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?
需要测量并记录哪些数据?怎样用实验数据检验你的猜想?请设计表格，把所测量的数据填入表格，根据水平位移和竖直位移随时间变化的具体数据，分析小球水平方向分运动和竖直方向分运动的特点。
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根据这一思路设计实验。思考下面的问题会帮助我们完善实验方案。
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?
后面参考案例给出的方案，是先研究物体在竖直方向的运动，再研究水平方向的运动。也可以反过来，先研究物体在水平方向的运动，再研究竖直方向的运动。如果这样做，应该怎样设计实验?
步骤1:探究平抛运动竖直分运动的特点在如图5.3-2所示的实验中，用小锤击打弹性金属片后，A 球沿水平方向抛出，做平抛运动;同时 B 球被释放，自由下落，做自由落体运动。观察两球的运动轨迹比较它们落地时间的先后。
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，记录实验现象从这个实验看，平抛运动在坚直方向的分运动是什么运动?
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。
在图5.3-3所示的装置中，斜槽M末端水平。钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板N，钢球飞出后，落到挡板上，实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。
上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。最后，用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹。根据步骤1得出的平抛运动在坚直方向分运动的规律，设法确定“相等的时间间隔”。再看相等的时间内水平分运动的位移，进而确定水平分运动的规律。
用传感器和计算机描绘物体做平抛运动的轨迹用传感器和计算机可以方便地描出做平抛运动的物体的轨迹。一种设计原理如图5.3-4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一红外接收装置 B。B 盒装有 B1 B2两个超声一红外接收器，并与计算机相连。
B1、B2各自测出次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。”从图5.3-4可以看出，在这两个距离确定之后，由于 B1、B2两处的距离是已知的，所以物体 A的位置也就确定了。计算机可以即时给出A的坐标。
图5.3-5是按这样的原理制作的一种实验装置(超声一红外接收装置 B 的安装位置与原理图5.3-4不同)。图5.3-6是某次实验中计算机描出的平抛运动的轨迹。除此之外，计算机还能直按给出平抛运动的初速度等其他物理量
1，某同学设计了一个探究平抛运动特点的家庭实验装置，如图5.3-7所示。在水平来面上放置一个斜面，每次都让钢球从斜面上的同一位置滚下，滚过桌边后钢球便微平抛运动。
在钢球抛出后经过的地方水平放置一块术板（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。已知平抛运动在整直方向上的运动规律与自由落体运动相同，在此前捉下，怎样探究钢球水平分速度的特点?请指出需要的器材，说明实脸步骤。
2.某同学为了省去图5.3-7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，使从水平来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倾分析的办法，保存并打印各倾的画面。他大约可以得到几帧小球正在空中运动的照片?
4.小刚同学通过实验，得到了某物体在Oxy平面上运动的一条运动轨迹，如图5.3-8平面直角坐标系中的 OP当线所示。他根据物体运动轨迹的特点作出了猜想:如果物体在y方向做匀速直线运动，那么物体在x方向必定做匀加速直线运动。小刚同学的猜想是否成立?作图并给出你的分祈过程。
【题1】(多选)在做“探究平抛运动的特点”的实验中，下列说法中正确的是(　 　 )A．安装斜槽和背板时，一定要注意背板是否竖直B．每次实验都要把小球从同一位置由静止释放C．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 D．通过调节使斜槽的末端保持水平