高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 实验：探究平抛运动的特点一等奖课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 实验：探究平抛运动的特点一等奖课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了理想化处理，匀加速运动，匀速运动，描迹法，实验步骤，实验注意事项，平滑曲线，课后习题等内容，欢迎下载使用。
观察思考:击出的排球、投出的炸弹、流出的水等等，从运动和受力情况看，有什么共同点？
学习任务一 抛体运动
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
以相同速度抛出的重力相同的物体,运动情况都是一样的吗？
1、抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力作用，这时的运动叫抛体运动。
2、平抛运动：①定义：沿水平方向的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力作用，这时的运动叫平抛运动。②条件：初速度水平 只受重力作用
[实验思路]1. 思路:把复杂的曲线运动分解为不同方向上的两个相对简单的直线运动.2.平抛运动的分解方法(1)平抛运动的特点: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.(2)分解方法:分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动.
学习任务二 实验：探究抛体运动的特点
方案一　利用频闪照相或者录制视频的方法探究平抛运动
[实验步骤] 1.让小球从水平桌面上飞出,在小球后面放置带方格的黑板作为背景.2.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.3.以抛出点为坐标原点,以初速度方向为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向,建立直角坐标系,记录小球的水平位移和竖直位移.
4.记录需要测量的数据,小球其他位置中心依次为A、B、C、D、E、…,过A、B、C、D、E、…点分别作x、y轴的垂线,在x、y轴上测量OA、OB、OC、OD、OE、…之间的距离,记为xOA、yOA等,建立表格.
5. 判断水平方向和竖直方向分别做什么运动.(1)在误差允许的范围内,若xOA=xAB=xBC=xCD=xDE,则表明平抛运动的水平分运动为匀速直线运动.(2)在误差允许的范围内,若yDE-yCD=yCD-yBC=yBC-yAB=yAB-yOA,则根据(yDE+yCD)-(yBC+yAB)=4aT2,T为频闪周期,可得加速度a;若a=g(重力加速度),且yOA∶yAB∶yBC∶yCD∶yDE=1∶3∶5∶7∶9,则表明平抛运动的竖直分运动为自由落体运动.
例1 如图所示为一小球做平抛运动的频闪照片的一部分,闪光频率是10 Hz,图中背景方格的边长均为5 cm.(1)定性分析:由于频闪时间间隔相等,根据　　　　　　　　　　　　　　　　　,可判断水平方向是　　　　　　　;根据　 　　　　　　　　　　　　　　,可判断竖直方向是　　　　　　　　. 
相邻时间间隔内水平方向的位移相同
相邻时间间隔内竖直方向增加的位移相同
(2)定量计算:①小球运动中水平分速度的大小是　　　m/s. ②小球经过B点时的速度大小是　　　m/s. 
认识双轨平抛运动实验仪
探究平抛运动水平分运动的特点
(一)探究平抛运动竖直分运动的特点
1. 把两个等大的金属小球放置在图中装置上.2.用小锤击打弹性金属片,观察两球的运动轨迹,比较它们落地时间的先后.3.分别改变小球距离地面的高度和小锤击打的力度,多次重复实验,比较它们落地时间的先后.4.若两小球总是同时落地,则表明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动.
1.将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上.2.按照图示安装实验装置,使斜槽M末端水平.3.把斜槽末端上钢球球心位置投影在白纸上O点.4.使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下,上下调节装置中的倾斜挡板N,使钢球落到上面,钢球挤压复写纸,在白纸上留下印迹.5.上下调节挡板N,重复步骤4,在白纸上记录钢球所经过的多个位置.6.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.
[注意事项] 1.平板必须处于竖直平面内,固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直.2.钢球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下.3.坐标原点不是槽口的端点,应是钢球在槽口时球心在平板上的投影点.4.钢球开始滚下的位置高度要适中,以使钢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.5.应在轨迹上选取离坐标原点O较远的一些点来计算初速度.
如何得到平抛运动的轨迹?
实验器材：斜槽，金属小球，木板(附竖直固定支架)，坐标纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。
1、安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，并使其末端的切线保持水平。
2、调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近,固定好木板。
3、确定坐标原点O：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O，O即为坐标原点。
4．描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。
用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。
保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。
（4）数据分析：取下白纸，以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。
在竖直方向由原点（抛出点）开始连续截取连续四段位移OE、OF、OG、OH分别为h、4h、9h、16h。在轨迹曲线上找到相对应的位置，并在水平方向上标出对应的点，并测量四段位移AB、BC、CD、DE的长度，并判断它们是否相等。
在平抛运动的轨迹上，纵坐标为h、4h、9h…………的点，它们的横坐标有什么关系？
(1)保证斜槽末端的切线必须水平。(2)木板平面竖直且平行于小球平抛的轨道平面，并使小球的运动靠近木板但不接触。 (3)坐标原点不在斜槽口的末端，应在槽口上方小球球心处
(4)小球应在同一位置无初速自由释放；释放的高度要适当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差；(5)实验过程中木板不能动(6)要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。
例2 在做“研究平抛运动”的实验时,如图所示,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹.为了能较准确地描绘运动轨迹:(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上,实验前要检查木板是否水平,请简述你的检查方法:　　　　　 　 　　　　　　　　. 
将小球放在槽的末端,看小球是否静止(或用水平仪检查斜槽末端是否水平)
(2)每次释放小球的位置必须　　　　(填“相同”或“不同”),每次必须由　　　　(填“运动”或“静止”)释放小球. (3)将球的位置记录在纸上后,取下纸,将点连成　 　　　(填“折线”“直线”或“平滑曲线”). 
[解析]每次释放小球的位置必须相同,以保证小球平抛的初速度相同;小球每次应由静止释放.[解析] 将球的位置记录在纸上后,取下纸,将点连成平滑曲线.
3.实验目的：探究平抛运动的水平分运动和竖直分运动的特点
1.抛体运动：一定的速度抛出，只受到重力
2.平抛运动：（1）水平抛出；（2）只受到重力
平抛运动的水平分运动是匀速直线运动
平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
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。
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0.8m，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？