人教版高中物理必修二 （实验：探究平抛运动的特点）抛体运动教师教学课件

3实验：探究平抛运动的特点第五章抛体运动

1.知道什么是抛体运动、平抛运动.2.会用运动分解的方法分析两个分运动.3.会设计实验探究平抛运动两个分运动的特点，会描绘平抛运动的轨迹.学习目标明确原理提炼方法精析典题提升能力随堂演练逐点落实内容索引NEIRONGSUOYIN明确原理提炼方法011.抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力

的情况下，物体只受

作用的运动.2.平抛运动：初速度沿

方向的抛体运动.3.平抛运动的特点：(1)初速度沿

方向；(2)只受

作用.抛体运动和平抛运动一可以忽略重力水平水平重力(一)实验思路：(1)基本思路：根据运动的分解，把平抛运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动，分别研究物体在这两个方向的运动特点.(2)平抛运动的分解：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.(二)进行实验：方案一：频闪照相(或录制视频)的方法(1)通过频闪照相(或视频录制)，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图1所示)；实验：探究平抛运动的特点二图1(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.抛出时间T2T3T4T5T水平位移

竖直位移

结论水平分运动特点

竖直分运动特点方案二：分别研究水平和竖直方向分运动规律步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点(1)如图2所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做________运动；同时B球被释放，做__________运动.观察两球的运动轨迹，听它们落地的声音.(2)改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，即改变A球的初速度，发现两球____________，说明平抛运动在竖直方向的分运动为______________.步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点图21.装置和实验(1)如图3所示，安装实验装置，使斜槽M末端

，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为水平装置的可上下调节的向背板倾斜的挡板.图3(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

(选填“同一”或“不同”)位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置.水平同一(4)以斜槽水平末端端口处小球球心在木板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

，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动特点.(7)结论：平抛运动在相等时间内水平方向

，平抛运动水平方向为______

.间隔相等位移相等匀速直线运动2.注意事项：(1)实验中必须调整斜槽末端的切线

(将小球放在斜槽末端水平部分，若小球

，则斜槽末端水平).(2)背板必须处于

面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否

.(3)小球每次必须从斜槽上

由静止释放.(4)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时钢球

在木板上的投影点.(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.水平静止竖直竖直同一位置球心精析典题提升能力02原理与方法一例１在探究平抛运动的特点时，可以选用图4中两种装置进行研究.图4(1)图甲的实验现象是___________________.该现象说明平抛运动的__________________________.两小球总是同时落地竖直分运动是自由落体运动解析题图甲装置用来研究平抛物体在竖直方向的运动规律，观察实验发现两小球总是同时落地，可知做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动.(2)图乙是实验室内研究平抛运动的装置.为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是一定的，每次释放时都使钢球在弧形槽上_____位置由_____滚下.同一静止解析题图乙是实验室内研究平抛运动的装置.为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是一定的，每次释放时都应使钢球在弧形槽上同一位置由静止滚下，保证其做平抛运动的初速度相同，从而保证轨迹是一定的.例２如图5所示是采用频闪照相的方法拍摄到的“小球做平抛运动”的照片.背景标尺每小格边长均为L＝5cm，则：图5(1)由图可知，小球在水平方向做_________运动，理由是_____________________________________.匀速直线在水平方向上相等时间内通过相等的位移(2)拍摄时每____s曝光一次，平抛运动的初速度为___m/s.(取重力加速度g＝10m/s2)0.11创新实验设计二例３

(2019·定远育才学校下学期期末)在做“探究平抛运动的特点”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图6所示的装置.先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸.将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；将木板再向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x＝10.00cm，A、B间距离y1＝5.02cm，B、C间距离y2＝14.82cm.请回答以下问题：(g＝9.80m/s2)图6(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？_________答案

见解析解析为了确保小球每次抛出的轨迹相同，应该使抛出时的初速度相同，因此每次都应使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放；(2)每次把木板移动相同的水平距离，原因是：_______________________________________________________________________________________________________.答案

见解析解析因为小球水平方向做匀速直线运动，由x＝v0t知，若x相同，则时间t相等.(3)根据以上直接测量的物理量求得小球初速度的表达式为v0＝_______.(用题中所给字母表示)答案

见解析(4)小球初速度的值为v0＝________m/s.答案

见解析解析代入数据解得：v0＝1.00m/s.随堂演练逐点落实031.(2019·枣庄八中期中)(1)在做“探究平抛运动的特点”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，将你认为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)相接触F.将小球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线√123√√解析通过调节使斜槽的末端保持水平，可以确保初速度水平，每次释放小球的位置必须相同且由静止释放，这样才能保证初速度相同，记录距离大致均匀，便于描轨迹即可，小球运动时不与木板上的白纸(或方格纸)相接触，防止影响运动轨迹，最后应将点用平滑的曲线相连，故选A、C、E.123(2)在“研究平抛运动”的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，同学甲和同学乙得到的记录纸分别如图7甲、乙所示，从图中明显看出甲的实验错误是_______________，乙的实验错误是_____________________________.123图7斜槽末端不水平每次由静止释放小球的位置不同解析用平滑曲线描绘出小球的运动轨迹，不难看出题图甲中小球的初速度明显不沿水平方向，故可推知斜槽末端不水平.题图乙中描绘的点零乱，难以形成一条平滑曲线，可推知初速度不是每次都相同，即每次由静止释放小球的位置不同.2.(2019·新乡市高一下学期期末)用如图8所示的装置探究平抛运动的特点，在一块竖直放置的背景板上固定两个弧形轨道A、B，用于发射小铁球，从轨道A射出的小铁球做平抛运动，从轨道B射出的小铁球做匀速直线运动.板上还装有三个电磁铁C、D、E，其中电磁铁C、D可分别沿轨道A、B移动.在轨道A出口处有一个碰撞开关S，用以控制电磁铁E的电源的通断，电磁铁E可以沿水平杆MN移动，当它吸上小铁球时，该小铁球的中心与从轨道A末端射出的小铁球的中心在同一水平线上.123图8(1)实验中，轨道A末端的切线必须是水平的，这样做的目的是________；A.保证小铁球飞出时，速度既不太大，也不太小B.保证小铁球飞出时，初速度水平C.保证小铁球在空中运动的时间每次都相等D.保证小铁球运动的轨迹是一条抛物线√123解析平抛运动的初速度沿水平方向，故为了保证小铁球飞出时初速度水平，实验中，轨道A末端的切线必须是水平的，B正确；(2)若轨道A、B出口方向平行但略向下倾斜，将小铁球1从某高度静止释放，小铁球落在轨道B的P点，将电磁铁E移至P点正上方，将小铁球1和小铁球3同时释放，先到达P点的是________；123解析由于轨道A出口向下倾斜，则射出后，小铁球1有竖直方向上的初速度，并且与小铁球3下降的高度相同，而小铁球3竖直方向上的初速度为零，故小铁球1先到达P点；小铁球1(3)若轨道A、B出口均水平，调节小铁球3的水平位置多次实验，发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，则说明小铁球1在竖直方向上做_________运动.123解析发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，说明两者在竖直方向上的运动性质相同，故说明小铁球1在竖直方向上做自由落体运动.自由落体3.(2018·首师大附中期中)(1)平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速运动，②竖直方向做自由落体运动.为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图9所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，改变高度，重复实验，观察到相同现象，这个实验________.A.只能说明上述规律中的第①条B.只能说明上述规律中的第②条C.不能说明上述规律中的任何一条D.能同时说明上述两条规律123图9√解析该实验中两小球是同时落地的，能说明A球在竖直方向的分运动与B球的运动完全相同，选项B正确.(2)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平抛运动的轨迹.如图乙所示是用一张印有小方格的纸记录的轨迹，小方格的边长为L，小球在平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，则由图乙可知小球从a运动到b和从b运动到c的时间是_____(选填“相等”或“不相等”)的，小球从a运动到b的时间Δt＝_____，小球做平抛运动的初速度为v0＝______(用L、g表示).123相等123第3节实验：探究平抛运动的特点

1.知道什么是抛体运动，知道抛体运动是匀变速曲线运动，知道什么是平抛运动。2.知道用实验获得平抛运动轨迹的方法。3.知道判断做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动。4.知道判断做平抛运动的物体在竖直方向做自由落体运动。实验目的一抛体运动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。2.平抛运动：①初速度沿水平方向

②只受重力的作用3.平抛运动的特点(1)水平方向观察如下实验,两小球具有相同初速度V0,B球在一光滑平板上.BAV0BAV0(1)水平方向观察如下实验,两小球具有相同初速度V0,B球在一光滑平板上.BAV0(1)水平方向观察如下实验,两小球具有相同初速度V0,B球在一光滑平板上.BAV0(1)水平方向观察如下实验,两小球具有相同初速度V0,B球在一光滑平板上.BAV0(1)水平方向观察如下实验,两小球具有相同初速度V0,B球在一光滑平板上.BAV0(1)水平方向观察如下实验,两小球具有相同初速度V0,B球在一光滑平板上.BAV0(1)水平方向观察如下实验,两小球具有相同初速度V0,B球在一光滑平板上.BAV0(1)水平方向观察如下实验,两小球具有相同初速度V0,B球在一光滑平板上.xy对A球B球:因为

Fx=0则

ax=0

所以A、B两球在水平方向上均做匀速直线运动.(2)竖直方向观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,B球获得一水平初速度,A球自由下落.ABAB(2)竖直方向

观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,B球获得一水平初速度,A球自由下落.ABv0(2)竖直方向

观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,B球获得一水平初速度,A球自由下落.ABv0(2)竖直方向

观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,B球获得一水平初速度,A球自由下落.ABv0(2)竖直方向

观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,B球获得一水平初速度,A球自由下落.ABv0(2)竖直方向

观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,B球获得一水平初速度,A球自由下落.ABv0(2)竖直方向

观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,B球获得一水平初速度,A球自由下落.ABv0(2)竖直方向

观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,B球获得一水平初速度,A球自由下落.ABv0(2)竖直方向

观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,B球获得一水平初速度,A球自由下落.对于A,B两球:FyA=FyB=mgVy0=0xy所以A、B两球在竖直方向上均做自由落体运动由上面的实验,得知平抛运动:水平方向为

匀速直线运动竖直方向为自由落体运动4：描迹法探究平抛运动的特点①实验步骤（1）安装调整①将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上，其末端伸出桌面外，轨道末端切线水平。②用图钉将坐标纸固定于竖直木板上，把木板调整到竖直位置，使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近。如图所示。（2）建坐标系把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口（轨道末端）时球心在木板上的投影点O，O点即为坐标原点，用铅垂线画出过坐标原点的竖直线作为y轴，画出水平向右的x轴。（3）确定小球位置①将小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球从轨道末端射出，先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值。②让小球由同一位置自由滚下，在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置，并在坐标纸上记下该点。③用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置。（4）描点得轨迹取下坐标纸，将坐标纸上记下的一系列点用平滑曲线连起来，即得到小球平抛运动的轨迹。②数据处理判断平抛运动的轨迹是不是抛物线如图5-3-2所示，在x轴上作出等距离的几个点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，与轨迹交点记为M1，M2，M3，…。若轨迹是一条抛物线，则各点的y坐标与x坐标间的关系应该具有y=ax2的形式（a是一个待定的常量）。③注意事项（1）方木板固定：方木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）小球释放①小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下。②小球开始滚下的位置高度要适当，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。（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木板上的投影点。（4）斜槽轨道的摩擦对轨迹的影响：斜槽轨道是否光滑或存在摩擦，对平抛运动轨迹的描绘无影响。思考:还可以通过哪些方法描绘平抛运动轨迹?【其它方案设计】方案一：喷水法如图所示，倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，且水平端加接一根更细的硬管作为喷嘴．水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示了平抛运动的轨迹，可在装置一侧竖直放置一玻璃板，将平抛运动的轨迹描在玻璃板上．方案二：频闪照相法现代影像技术的发展为我们研究平抛运动的轨迹提供了方便．若能拍摄到物体做平抛运动的几张照片(如图所示)，就能描绘出平抛运动的轨迹．用数码相机的摄像功能或用数码摄像机都能实现，有条件的学校也可用频闪照相的方法来实现．常考题型题组一探究平抛运动的实验原理及方法题1用频闪照相法探究平抛运动，如图所示，记录了物体在不同时刻的位置，已知频闪周期一定，如果把平抛运动分解为水平运动和竖直分运动，观察图片可知，物体在水平方向上做

运动，在竖直方向上做

运动，并说明理由。【解析】记录物体位置的a、b、c、d相邻两点间的水平距离均相等，为两个小格，即水平方向上在相同时间内发生的位移相等，故物体在水平方向上做匀速直线运动；相邻两点间的竖直距离分别为1格、2格、3格，所以在竖直方向满足“相邻相等时间内位移差相等”，故竖直方向上做匀加速直线运动。题2［多选］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、