人教版 (2019)必修 第二册第五章 抛体运动3 实验：探究平抛运动的特点备课ppt课件

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1.观察下面的图片，你能发现物体运动时，有什么共同的特点吗？
2.如果忽略空气阻力的影响，那么这些物体运动时的受力又有什么样的共同特点？
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，物体只受重力的作用，这时的运动叫作抛体运动。
2．平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动就叫作平抛运动。
①条件: 初速度沿水平方向； 忽略空气阻力，只受重力。
②性质：匀变速曲线运动
思考与讨论： 平抛运动的轨迹是曲线，比较复杂。如果我们能把这个复杂的曲线运动分解为两个相对简单的、我们比较熟悉的直线运动，或许就能找到平抛运动的特点。
（1）建立平面直角坐标系；
（2）化曲为直，将运动进行分解。
2.分解为哪两个方向的运动？两个方向分别做什么运动？
【方案一】频闪照相 或视频录制
1.实验结论：平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动；竖直方向的自由落体运动
1.通过测量数据是否可以验证物体所做平抛运动的轨迹是抛物线？
步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点
实验过程:(1)用小锤敲击弹性金属片，小球A沿水平方向飞出，做平抛运动；同时小球B被释放，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．(2)改变敲击弹性金属片的力度，从而改变A球的水平初速度．判断并观察比较两球落地的时间和运动轨迹．(3)观察结果：可以观察到两个小球同时落地．改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，两个小球仍同时落地．(4)实验结论：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动．实验也可以通过听两个小球落地声音来判断两个小球是否同时落地，若两个小球落地时只有一个声音，表明两个小球同时落地．
步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点
实验器材：平抛运动实验器，小钢球，刻度尺，白纸，复写纸，2块三角板，铅笔．
实验过程:(1)按照如图所示安装实验装置．(2)将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上．(3)调节斜槽M末端水平．(4)让钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动．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．(5)上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经的多个位置．(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．
(7)根据轨迹确定水平分运动的规律．①根据步骤1得出的平抛运动在竖直方向分运动的自由落体运动规律，取“相等的时间间隔”。 根据自由落体运动的位移公式h＝gt2/2我们可以得出，在相邻相等的时间间隔内物体所发生的位移之比为1:3:5:…:(2n＋1)，那么我们就可以从坐标系的纵轴上选取长度分别为h,3h,5h的相邻线段，即选取纵坐标分别为h,4h,9h的三个点，如图所示．
②在平抛的轨迹上找出水平分运动在相邻相等的时间间隔里所到达的位置，例如O、A、B、C等点，就找出了水平分运动在相邻相等的时间间隔内所发生的位移．③相等时间内水平方向的位移在实验误差允许的范围内相等，进而确定水平分运动的规律是匀速直线运动．
注意事项：(1)为了保证实验精度，必须保证背板处于竖直平面内，使平抛轨道的平面靠近板面。(2)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止落下．(3)坐标原点：坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在背板上的投影点．
误差分析：(1)安装斜槽时，其末端不水平．(2)钢球做平抛运动时受空气阻力影响．(3)钢球每次滚下的初位置不相同．(4)建立坐标系时，误将斜槽口在背板上的投影点作为坐标原点.
用传感器和计算机研究平抛运动
1．如图甲所示，用小锤轻击弹性金属片，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。用频闪照相的方法研究A、B两球的运动。如图乙所示是它们运动过程的频闪照片。仅从照片上看，相邻竖直线之间的距离相等，相邻水平线之间的距离不相等，据此，可以认为（　　）A．A小球在水平方向做匀速运动B．A小球在水平方向做匀加速运动C．A小球在竖直方向做匀速运动D．A小球在竖直方向做匀加速运动
【答案】A【详解】AB．相邻竖直线之间的距离相等，说明平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动，即A小球在水平方向做匀速运动，A正确，B错误；CD．由图可知竖直方向上位移越来越大，只能说明在竖直方向上A小球做加速运动，不能确定是否为匀加速运动，CD错误。故选A。
2．利用如图所示的装置研究平抛运动的特点，让小球多次沿同一轨迹运动，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，下面列出了一些操作要求，将你认为不正确的选项前面的字母填在横线上(　　)A．通过调节使斜槽的末端保持水平B．每次释放小球的位置必须不同C．每次必须在斜槽上的同一位置由静止释放小球D．小球运动时不应与木板上的白纸(或坐标纸)相接触
【答案】B【详解】要使小球做平抛运动，斜槽轨道末端必须水平，A正确．要使小球每次抛出的初速度相等，释放小球时必须在斜槽上同一位置由静止释放，B不正确，C正确．小球离开轨道后，仅受重力作用，不能有摩擦，D正确．本题选不正确的，故选B
3．在“探究平抛运动的特点”的实验中，用如图所示装置描绘轨迹。实验前，将斜槽M的末端调节水平，再将一张白纸和复写纸固定在背板上。N是可上下调节的一个水平放置的挡板，挡板与背板之间成“V”夹角。钢球飞出后落到N上，就会挤压复写纸留下痕迹。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。关于实验过程，下列说法正确的是（　　）A．钢球可以从斜槽上不同位置由静止释放B．重垂线只是用来检验背板是否竖直C．白纸固定在复写纸的外面D．在描出的轨迹上，从抛出点开始依次取竖直方向 比值为1∶3∶5的三段位移，则对应水平方向的三段位移之比接近1∶1∶1
【答案】D【详解】A．因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，A错误；B．重垂线的作用是确保背板与白纸是在竖直面内，B错误；C．钢球飞出后落到N上，就会挤压复写纸留下痕迹，白纸固定在复写纸的里面，C错误；D．因为平抛运动在竖直方向上做的是自由落体运动，从抛出点开始依次取竖直方向比值为1∶3∶5的三段位移，说明这三段的运动时间是相等的，而水平方向是匀速直线运动，则平方向的三段位移之比接近1∶1∶1，D正确。故选D。
4．如图所示，两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，两轨道上端分别装有电磁铁C、D，电磁铁E装在与轨道M最低点等高处的某一|水平位置。调节C、D高度，使AC=BD，将小铁球P、Q、R分别吸在电磁铁C、D、E上，然后同时切断C、D电源，P、Q从弧形轨道滚下，当小球P运动到圆弧末端时由装置切断E电源，小铁球R开始下落，改变弧形轨道M的高度以及电磁铁E的位置，再进行若干次调整，经过多次实验发现，P、Q、R三球同时在水平面相撞。下列说法和做法正确的是（     ）A．实验说明小铁球P离开轨道做平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动B．实验说明小铁球P离开轨道做平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动C．若实验时发现小铁球P、R在空中相撞而不能同时击中水平的小铁球Q，为 了使三球同时相撞，可以适当将电磁铁E向右移动一段距离D．若实验时发现小铁球P、R在空中相撞而不能同时击中水平的小铁球Q，为 了使三球同时相撞，可以适当将电磁铁E向左移动一段距离
【答案】ABC【详解】AB．小铁球P、Q能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的下端射出，可以看到P、Q两球相碰，可知小铁球P在水平方向上的运动情况与Q球的运动情况相同，即小铁球P离开轨道做平抛运动的水平方向的分运动是匀速直线运动。当小铁球P运动到圆弧末端时，小铁球R开始下落，多次实验发现，P、Q、R三球同时在水平面相撞，说明小铁球P做平抛运动的竖直方向的分运动是自由落体运动。选项AB正确；CD．若实验时发现小铁球P、R在空中相撞而不能同时击中水平的小铁球Q，为了使三球同时相撞，必须增大R球到Q球的水平距离，因此可以适当将电磁铁E向右移动一些，选项C正确，D错误。故选ABC。
5．在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为正确的是（　 　）A．通过调节使斜槽的末端保持水平B．每次释放小球的位置必须不同C．每次必须由静止释放小球D．记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距 离下降E．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相触F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线