人教版高中物理必修二实验：研究平抛运动
人教版高中物理必修2-5.3《实验：研究平抛运动》名师教案
第三节实验：研究平抛运动教学设计吉林省长春市九台市营城第一高级中学王晨霞【教材和学情分析】一、教材分析《平抛物体的运动》这节内容编排在学生学习了直线运动的规律和牛顿运动定律及《曲线运动》和《运动的合成与分解》这两节内容之后，它既符合学生由易到难，由简到繁的认识规律，又保持了知识的结构性、系统性。
二、学情分析1、高一学生认识事物的特点是：已经开始习惯抽象逻辑思维，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的来支持。
2、学生在没有学习本节知识之前，已经知道了牛顿运动定律、曲线运动、运动的合成与分解等概念和方法，但没有亲身体验过如何来具体的研究曲线运动。
本节课主要采用实验探究的教学模式，逐步引导学生认识事物的本质。
学生通过对实验中种种问题的探究，掌握科学认识物理规律的方法。
【核心素养】通过《实验：研究平抛运动》的探究过程，将感性认识和理性思维相结合，使学生获得成功的体验，激发学生学习兴趣和求知的欲望；鼓励学生去创新和实践，提倡多动脑、动手的创新精神，激发学生创新意识，培养学生的创新品德。
【教学目标】（1）能描出平抛运动的轨迹。
（2）会计算平抛物体的初速度。
（3）结合运动分解的知识，明确两个分运动的特点。
（4）知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法；【教学重点】平抛运动轨迹的描绘。
【教学难点】判断平抛运动的轨迹是不是抛物线以及计算平抛物体的初速度及抛出点坐标。
【教学方法】自主学习与实验探究相结合，加深对平抛运动的感性认识。
【教学准备】实验器材：斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。
多媒体：多媒体课件、电子白板、Excel软件、摄像头等。
【教学流程】【教学过程】课前：登陆平台，发送预习任务。
根据平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。
（提示：请登陆平台，发送本节预习任务）一、引入新课提问：小游戏中，飞机投弹如何才能准确击中敌舰目标呢?炮弹做平抛运动在空中一瞬即逝，优美的曲线随即成为历史，没有留下什么具体的可供操作的东西，无法研究平抛运动。
高中物理人教版必修2实验：研究平抛运动教学设计
研究平抛运动【教学目标】1．会用运动的合成与分解的方法分析平抛运动。
2．通过实验，知道平抛运动可以看成水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动。
能描绘平抛运动的轨迹。
3．能应用平抛运动的规律解决实际问题。
注意平抛运动在生活、生产中的应用。
【知识与能力】知道什么是平抛运动，掌握平抛运动的规律。
【过程与方法】学会运动的合成与分解方法，了解运动的合成与分解方法在研究抛体运动中的作用。
经历抛体运动的探究过程，尝试运用科学探究的方法研究和解决抛体运动问题。
能运用运动的合成与分解方法解决日常生活中有关的抛体问题，培养理论联系实际、运用理论解决实际问题的能力。
尝试选择实验方法、器材进行物理实验以解决实际问题，实验中能考虑实验的变量及其控制方法。
通过合作实验，培养交流与合作能力。
【情感态度与价值观】领略抛体运动的对称与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲。
通过对抛体运动规律的探究，培养探究自然界奥秘的热情，并从中体验到探究过程中的艰辛与喜悦。
有将运动的合成与分解方法运用于日常生活的意识，勇于探究日常生活有关的抛体问题。
通过合作实验认识到合作的重要性，培养合作意识，在合作中能坚持原则又尊重他人，具有团队精神。
【情景导入】1．运动员水平击出的排球，水龙头喷出的水流……都是平抛运动，请运用力和运动的关系确定平抛运动是怎样的运动？（不计空气阻力）简答：由于物体受到的合外力（重力）方向（竖直向下）与其速度方向不在同一直线上，所以平抛运动是曲线运动，并且重力为恒力，加速度为g（大小、方向恒定），故平抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动。
2．水平匀速飞行的飞机扔炸弹，试分析炸弹做何种运动？简答：炸弹离开飞机后由于惯性，具有与飞机同样的水平初速度，且受重力，初速度与重力方向成90o角，所以做曲线运动。
图6―3―1【达标检测】1．如图6—3—9所示，在研究平抛运动时，小球A 沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S ，被电磁铁吸住的小球B 同时自由下落，改变整个装置的高度H 做同样的实验，发现位于同一高度的A ．B 两球总是同时落地，该实验现象说明了A 球在离开轨道后（ ）A ．水平方向的分运动是匀速直线运动图6―3―8图6―3―9B ．水平方向的分运动是匀加速直线运动C ．竖直方向的分运动是自由落体运动D ．竖直方向的分运动是匀速直线运动解析：位于同一高度的A ．B 两球总是同时落地，说明了A 球在竖直方向上做自由落体运动。
高中物理实验：研究平抛运动(新人教版必修2)
新人教版高中物理必修二同步学案第五章曲线运动第四节实验：研究平抛运动【学习目标】知识与技能1.掌握平抛运动在竖直方向的运动特点。
2.掌握平抛运动在水平方向的运动特点。
过程与方法探究过程，体会平抛运动在竖直和水平方向的运动规律。
情感态度与价值观设计平抛运动的轨迹，体会实验的步骤和艰辛。
【学习重点】平抛运动在竖直和水平方向的运动规律。
【学习难点】描绘平抛运动的轨迹。
【学习课时】1课时【探究学习】1.平抛运动物体在竖直方向的分运动是运动。
2. 平抛运动在水平方向做运动.3. 平抛运动的轨迹是4. 平抛运动是水平方向的运动和竖直方向的运动的 运动。
5.平抛运动的规律是【课堂实录】引入新课复习旧知1. 平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。
2. 平抛运动的规律⎪⎩⎪⎨⎧==2021)1(at y t v x ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+===220)2(y x y x v v v gt v v v我么今天就用实验的方法研究平抛运动。
新课讲解一、探究平抛运动物体在竖直方向的运动规律① 猜测 平抛运动的轨迹是一条曲线，且沿这条曲线越往下，曲线的切线方向越趋近于竖直方向，物体的速度方向也越来越趋近于竖直方向，如图所示，图中θ2＜θ1。
由机械能守恒定律可知v 2＞v 1，由运动的分解不难得知，物体经过A 、B 两位置时竖直方向的分速度大小关系为v 2y ＞v 1y 。
所以，物体在竖直方向的初速度为零且做加速运动，结合物体竖直方向只受重力作用这一因素，我们不难做出这样的猜测：平抛运动物体在竖直方向的分运动是自由落体运 v 0 v 1 v 2 v 2y v 1y θ2 θ1动。
②实验按图所示操作实验，如果小球A确实如猜想的那样竖直方向做自由落体运动，那么A、B两小球在空中运动的时间应该相等，同时下落，同时着地。
仔细观察（不仅用眼看，更要用耳仔细听）可以得知，不管小球距地面的高度为多大，也不管小锤击打金属片的力度多大（小锤击打金属片的力度越大，A小球水平抛出的初速度越大），两小球每次都是同时落地。
人教版高中物理必修第2册 第五章 抛体运动 3 实验 探究平抛运动的特点
O
A
B
C
x轴坐标
0
x1
x2
x3
y轴坐标
0
y1
y2
y3
2.方案二:分步研究水平和竖直两个方向的运动规律
步骤1:探究平抛运动竖直分运动的特点
(1)实验过程:在如图所示的实验中,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 复实验,记录实验现象。 (2)实验现象:A、B两个小球同时开始运动,又同时落地。 (3)实验结论:A球在竖直方向上的分运动的运动性质和B球的运动性质相同,所以平 抛运动在竖直方向上的分运动是⑧ 自由落体 运动。 步骤2:探究平抛运动水平分运动的特点 (1)实验器材:斜槽(带小球)、⑨ 方木板 及竖直固定支架、白纸、复写纸、图 钉、重垂线、三角板、铅笔、⑩ 刻度尺 。 (2)实验过程 a.在如图所示的装置中,斜槽M末端水平。调节调平螺丝,使背板处于 竖直 平 面内,卡好倾斜挡板N。将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。
参考方案2:如图所示,分别在装置的右侧和上部用一束光照射小球,小球在运动过程中 便在木板上、地上留下影子,同时用频闪照相机拍摄小球运动过程中的位置以及在木 板上、地上留下的影子的位置,对比研究即可。此方案通过照片对比,直观性更强,操作 略繁琐。
通过竖直分运动的规律来获得水平分运动所发生的时间T (1)在“步骤1:探究平抛运动竖直分运动的特点”实验中,已经得出了平抛运动的 竖直分运动为自由落体运动,根据分运动与合运动具有等时性,我们知道平抛运动 的水平分运动和竖直分运动是同时发生的,所以可以通过竖直分运动来找相等的 时间间隔。
人教版高中物理必修二 5.2平抛运动
tan2tan定任通意过时该刻段的时速间度内的水反平向位延移长的线中一点
结论总结
a、运动时间t 2 h g
即运动时间由高度h惟一决定
b、水平射程为 x v 0
2h g
即由v0、h共同决定
c、合速度 v v02 2gh d、速度的变化量 △v=g△t,△t时间内速度改变量相等，
△v方向是竖直向下的.
v0 O
x
α P (x,y)
vx α
y
vy
v
合速度：v vx2vy2 v02(g)t2 速度的偏向角： tan vy gt
vx v0
二、平抛运动规律
2)位移
水平方向：x v 0 t 竖直方向：y 1 gt 2
2
O v0 θ
x
P (x,y)
y
合位移： s x2y2 (v0t)2(1 2g2t)2
v0
vx
30°
vy v
2.跳台滑雪是一种极为壮观的运动．如图所示，运动员从 倾角为30°的山坡顶端的跳台上A点，以v0= 5 3 沿水平方 向飞出，恰好落到山坡底端的水平面上的B点．不计空气 阻力，取g＝10 m/s2，求： (1)运动员在空中飞行的时间； (2)AB之间的距离． (3)运动员何时离开斜面的距离最大？
10.小球从空中以某一初速度水平抛出，落地前1s时刻， 速度方向与水平方向夹300角，落地时速度方向与水平方 向夹600角，g＝10m/s2，求小球在空中运动时间及抛出的 初速度。
一、平 抛 运 动 定义：水平抛出的物体只在重力作用下的运动 条件：（1）初速度v0水平（2）只受重力作用 运动性质：平抛运动是匀变速曲线运动 研究方法：采用运动的合成和分解 水平方向：匀速直线运动 竖直方向：自由落体运动 运动规律 (1)速度关系
2022年人教版高中物理必修二第五章抛体运动第3节实验：探究平抛运动的特点
3．实验：探究平抛运动的特点一、实验目的1．会用实验的方法研究平抛运动的两个分运动。
2．学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹。
3．根据平抛运动的轨迹求平抛初速度。
二、实验思路1．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。
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。
实验方案方案一：分别研究水平和竖直方向分运动的规律1．探究平抛运动竖直分运动的特点：【实验步骤】(1)如图，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。
(2)观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后。
(3)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复实验，记录实验现象。
【数据收集与分析】根据A球与B球落地时间的先后，得出平抛运动竖直分运动的规律。
2．探究平抛运动水平分运动的特点：【实验步骤】(1)如图，钢球在斜槽M中从某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动(实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上)。
(2)钢球飞出后，落到挡板N上，在白纸上记录钢球此时的位置。
(3)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。
(4)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。
【数据收集与分析】根据平抛运动的轨迹，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。
方案二：利用频闪照相法探究平抛运动的特点1．实验原理：数码相机每秒拍下小球做平抛运动时的十几帧或几十帧照片，将照片上不同时刻的小球的位置连成平滑曲线，便得到小球的运动轨迹，如图所示，由于相邻两帧照片间的时间间隔相等，只要测出相邻两帧照片上小球位置间的水平距离和竖直距离，就很容易判断平抛运动在水平方向和竖直方向的运动特点。
2．数据处理：(1)建立以抛出点为坐标原点，以小球水平抛出时的初速度方向为x轴正方向，以竖直向下为y轴正方向的直角坐标系。
高中物理必修二---实验：研究平抛运动
第3节 实验：研究平抛运动一、实验目的1．用实验的方法描出平抛物体的运动轨迹．2．判断平抛运动的轨迹是否为抛物线．3．根据平抛运动的轨迹求其初速度．二、实验原理1．用描迹法逐点画出小球平抛运动的轨迹．2．建立坐标系，如果轨迹上各点的y 坐标与x 坐标间的关系具有y ＝ax 2的形式(a 是一个常量)，则轨迹是一条抛物线．3．测出轨迹上某点的坐标x 、y ，据x ＝v 0t ，y ＝12gt 2得初速度v 0＝x g 2y． 三、实验器材斜槽、坐标纸、图钉、方木板、小球、刻度尺、重锤、细线、三角板、铅笔、铁架台．四、实验步骤1．安装调整斜槽将坐标纸用图钉钉在竖直的木板的左上角，如图所示，用平衡法调整斜槽末端水平，直到将小球轻放在斜槽的平直部分的末端，能使小球在平直轨道上的任意位置静止即可．2．调整木板，确定坐标原点用悬挂在槽口的重垂线把木板调整到竖直方向，并使木板平面与小球运动轨迹所在平面平行靠近，把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O ，用铅笔在纸上把这个点记下来，O 点即为坐标原点，再利用重垂线画出通过O 点的竖直线．3．确定球的位置使小球由斜槽某一位置无初速度滚下，离开水平槽后做平抛运动．先用眼睛粗略确定小球的运动轨迹，然后使小球从同一位置无初速度滚下，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．用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置．4．建坐标系，描绘轨迹取下坐标纸，以过O 点的竖直线作为y 轴，过O 点的水平线作为x 轴，最后将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．五、数据处理 1．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线如图所示，在x 轴上作出等距离的几个点A 1、A 2、A 3、…，把线段OA 1的长度记为l ，则OA 2＝2l ，OA 3＝3l ，由A 1、A 2、A 3、…向下作垂线，与其轨迹交点分别记为M 1、M 2、M 3、…，若轨迹是一条抛物线，则各点的y 坐标和x 坐标之间应该具有y ＝ax 2的关系(a 是待定常量)，用刻度尺测量某点的x 、y 两个坐标值代入y ＝ax 2求出a ．再测量其他几个点的x 、y 坐标值，代入y ＝ax 2，若在误差范围内都满足这个关系式，则这条曲线是一条抛物线．2．计算平抛物体的初速度(1)已知轨迹和抛出点以抛出点为坐标原点，水平方向为x 轴，竖直向下为y 轴，建立平面直角坐标系． ①在轨迹曲线上任取A 、B 、C 、D 、E 、F 六个不同点．②用刻度尺分别测出它们的坐标x 和y ．③根据坐标值，代入公式v 0＝x t ＝x g 2y，分别计算小球的初速度v 0，并计算其平均值． (2)已知轨迹和竖直轴或水平轴，不知抛出点①在轨迹曲线上取三点A 、B 、C ，使x AB ＝x BC ＝x ，如图所示．②用刻度尺分别测出y A 、y B 、y C ，则有y AB ＝y B －y A ，y BC ＝y C－y B ． ③根据平抛运动在水平方向上为匀速直线运动，则物体从A运动到B 和从B 运动到C 的时间相等，设为T ；竖直方向由匀变速直线运动推论有：y BC －y AB ＝gT 2，且v 0T ＝x ．由以上两式得：v 0＝xg y BC －y AB ． 六、误差分析1．安装斜槽时，其末端切线不水平，导致小球离开斜槽后不做平抛运动．2．建立坐标系时，坐标原点的位置确定不准确，导致轨迹上各点的坐标不准确．3．小球每次自由滚下时起始位置不完全相同，导致轨迹出现误差．4．确定小球运动的位置时不准确，会导致误差．5．量取轨迹上各点坐标时不准确，会导致误差．七、注意事项1．实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是：将小球放在斜槽末端水平部分，将其向两边各轻轻拨动一次，看其是否有明显的运动倾向)．2．方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直．3．小球每次必须从斜槽上同一位置滚下．4．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．5．小球开始滚下的位置高度要适中，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．6．在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度．实验原理和数据处理图甲是“研究平抛运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有________．a．安装斜槽轨道，使其末端保持水平b．每次小球释放的初始位置可以任意选择c．每次小球应从同一高度由静止释放d．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接(2)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图乙中y－x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是________．(3)图丙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5．0cm、y2为45．0 cm，A、B两点水平间距Δx为40．0 cm．则平抛小球的初速度v0为______m/s，若C点的竖直坐标y3为60．0 cm，则小球在C点的速度v C为________m/s(结果保留两位有效数字，g取10 m/s2)．[思路点拨] (1)明确实验条件和平抛运动轨迹特点，平抛运动初速度要水平，运动轨迹是平滑的曲线；(2)写出y－x2的函数关系式即可判断；(3)应用平抛运动在竖直方向做自由落体运动求出时间，再根据水平方向做匀速直线运动求出初速度，再求出小球在C点对应的竖直分速度，运用速度的合成即可求解合速度．[解析](1)要保证小球从斜槽末端水平抛出，则斜槽末端必须水平；要保证小球每次抛出的速度都相同，则小球必须从同一高度由静止释放，故选项a 、c 符合要求，选项b 错误．平抛运动的轨迹应为平滑曲线，故选项d 错误．(2)由平抛运动规律可得，竖直方向：y ＝12gt 2，水平方向：x ＝v 0t ，则y ＝12·g v 20·x 2，即y ∝x 2，故选项c 正确．(3)根据图线数据，利用运动规律分析由平抛运动可得y 1＝12gt 21，y 2＝12gt 22 解得t 1＝0.1 s ，t 2＝0.3 s ，故初速度v 0＝Δx t 2－t 1＝2.0 m/s C 点在竖直方向的分速度v 2y ＝2gy 3则C 点的速度v C ＝v 20＋v 2y ＝4.0 m/s. [答案] (1)ac (2)c (3)2.0 4.0平抛运动的初速度和抛出点的求解一个同学在“研究平抛物体的运动”实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离x 相等的三点A 、B 、C ，量得x ＝0．2 m ．又量出它们之间的竖直距离分别为h 1＝0．1 m ，h 2＝0．2 m ，利用这些数据，可求得：(g 取10 m/s 2)(1)物体抛出时的初速度为________ m/s ；(2)物体经过B 点时竖直分速度为________ m/s ；(3)抛出点在A 点上方的高度为________m 处．[解析] (1)在竖直方向上，由Δy ＝gT 2得h 2－h 1＝gT 2，解得时间间隔T ＝0.1 s在水平方向上，由x ＝v 0T解得初速度v 0＝2 m/s.(2)B 点是A 到C 过程中时间的中点，则竖直方向上AC 段的平均速度即为B 点的竖直分速度，有v By ＝v ACy ＝h 1＋h 22T ＝0.1＋0.22×0.1m/s ＝1.5 m/s. (3)法一：设抛出点与B 点的竖直高度为H ，则H ＝v 2By 2g ＝1.522×10m ＝0.112 5 m故抛出点到A 点的竖直高度H A ＝H －h 1＝0.012 5 m.法二：由v y ＝gt 知v By ＝gt B 则物体由抛出点运动到B 点所用的时间t B ＝1.510s ＝0.15 s 则物体由抛出点运动到A 点所用的时间t A ＝t B －T ＝0.05 s可得抛出点在A 点上方的高度h A ＝12gt 2A＝0.012 5 m. [答案] (1)2 (2)1.5 (3)0.012 5(1)由于平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，所以有关自由落体运动的几个推论在实验数据处理中可以使用．(2)题给的A 点不是抛出点时，用Δy ＝gT 2处理竖直方向的问题较为简单．实验改进与创新某同学设计了一个探究平抛运动的规律的实验，实验装置示意图如图所示．A 是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图中P 0P 0′、P 1P 1′、…)，槽间距离均为d ．把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B 上．实验时依次将B 板插入A 板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放．每打完一点后，把B 板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d ．实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图所示．(1)实验前应对实验装置反复调节，直到________________________________________． 每次让小球从同一位置由静止释放，是为了________________________________．(2)每次将B 板向内侧平移距离d ，是为了__________________________________．(3)在图中绘出小球做平抛运动的轨迹．[解析] 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动．实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端水平、A板水平且其上插槽与斜槽中心轴线垂直、B 板竖直；每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保持小球每次水平抛出的初速度相同；每次将B板向内侧平移距离d，是为了保持相邻痕迹点的水平距离大小相同．[答案](1)斜槽末端水平、A板水平且其上插槽与斜槽中心轴线垂直、B板竖直保持小球每次平抛时初速度相同(2)保持相邻痕迹点的水平距离大小相同(合理即可)(3)如图所示(1)本实验中，把小球的平抛运动的轨迹由纸面内转换到垂直纸面的平面内．(2)B板每向右平移距离d，同时向纸面内侧平移距离d，使转换具有等效性．1．(多选)在做“研究平抛运动”的实验时，下列说法正确的是( )A．安装有斜槽的木板时，一定要注意木板是否竖直B．安装有斜槽的木板时，只需注意小球不和木板发生摩擦C．每次实验都要把小球从同一位置由静止释放D．实验的目的是描绘出小球的运动轨迹，分析平抛运动的规律解析：选ACD.安装有斜槽的木板时，必须使斜槽末端切线水平，使木板竖直，以确保小球水平飞出和正确画出小球的运动轨迹，A正确，B错误；小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下，可保证小球初速度不变，C正确；由实验目的可知，D正确．2．如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落．改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地．该实验现象说明了A球在离开轨道后( )A．水平方向的分运动是匀速直线运动B．水平方向的分运动是匀加速直线运动C．竖直方向的分运动是自由落体运动D．竖直方向的分运动是匀速直线运动解析：选C.两球总是同时落地，说明两球竖直方向的分运动相同，均做自由落体运动，不能说明水平方向的运动情况．C正确．3．(多选)下列哪些因素会使“研究平抛运动”的实验的误差增大( )A．小球与斜槽之间有摩擦B．安装斜槽时其末端不水平C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上选取的点离原点O较远解析：选BC.从本实验的实验目的来看，就是要“描绘出平抛物体的运动轨迹，并求出平抛物体的初速度”，有的同学认为如果小球与斜槽之间有摩擦，小球离开斜槽末端的平抛初速度比光滑斜槽的小，而错选了A项．实验中要求“应使小球每次从斜槽上同一位置由静止滚下”，目的是保证小球离开斜槽末端时的平抛初速度相等．因此只要保证小球每次从斜槽上由静止滚下的初始位置相同，平抛时的初速度就相同，小球与斜槽之间有摩擦，不会引起误差．如果安装斜槽时其末端不水平，其运动就不是平抛运动，而是斜抛运动，会引起误差．应以斜槽末端小球重心所在的位置为坐标原点，否则会引起误差．由y＝12gt2，x＝v0t，得v0＝x g2y.其中x、y均由刻度尺进行测量，进行计算时选取的点距抛出点O越远，x、y值就越大，误差越小．4．(多选)在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置图，则以下操作合理的是( )A．选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地B．选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要低于水面C．选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球D．除上述装置外，还可以用数码照相机每秒拍摄15帧钢球做平抛运动的照片以获得平抛运动的轨迹解析：选BD.小球下落的速度很快，运动时间很短，用眼睛很难准确判断出小球落地的先后顺序，应听声音，选项A错误；竖直管的上端A应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，A处的压强始终等于大气压强，不受瓶内水面高低的影响，因此可以得到稳定的细水柱，选项B正确；只有每次从同一高度由静止释放钢球，钢球做平抛运动的初速度才相同，选项C 错误；获得钢球做平抛运动时每秒15帧的照片就等同于做平抛运动实验时在方格纸上描点的方法，同样可以获得平抛运动的轨迹，选项D 正确． 5．(多选)在研究平抛运动的实验中，某同学只记录了小球运动途中的A 、B 、C 三点的位置，取A 点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，g 取10 m/s 2，下列说法正确的是( )A ．小球抛出点的位置坐标是(0，0)B ．小球抛出点的位置坐标是(－10，－5)C ．小球平抛的初速度为2 m/sD ．小球平抛的初速度为1 m/s解析：选BD.在竖直方向，据Δy ＝gT 2得(0.4－0.15)－0.15＝gT 2，解得T ＝0.1 s ，故v 0＝（0.2－0.1）m 0.1 s＝1 m/s ，选项D 正确．设抛出点离A 点的水平距离和竖直距离分别为x 、y ，小球从抛出点运动到A 点所用的时间为t .在竖直方向有：y ＋0.15 m ＝12g (t ＋T )2，y ＋0.4 m ＝12g (t ＋2T )2，解得t ＝0.1 s ，y ＝0.05 m ＝5 cm.在水平方向有：x ＝v 0t ＝1×0.1 m ＝10 cm.因此，抛出点的坐标为(－10，－5)，选项B 正确．6．(多选)“嫦娥三号”探月卫星的成功发射，标志着我国航天又迈上了一个新台阶．假设我国宇航员乘坐探月卫星登上月球，如图所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的闪光照片的一部分．已知照片上方格的实际边长为a ，闪光周期为T ，据此可以得出( )A ．月球上的重力加速度为a /T 2B ．小球平抛的初速度为3a /TC ．照片上A 点一定是平抛的起始位置D ．小球运动到D 点时速度大小为6a /T解析：选BC.由闪光照片可知，在竖直方向，在相邻相等时间内小球位移差为2a ，由Δy ＝gT 2可得，月球上的重力加速度g ＝2a T2，选项A 错误；由小球在水平方向做匀速运动可得3a ＝v 0T ，解得v 0＝3a T ，选项B 正确；小球在平抛出后第1个T 时间内竖直方向位移y 1＝12gT 2＝12×2a T2×T 2＝a ，所以照片上A 点一定是平抛的起始位置，选项C 正确；小球运动到D 点时竖直速度v y ＝g ·3T ＝2a T 2×3T ＝6a T ，水平速度为v 0＝3a T，小球运动到D 点时速度大小为v ＝v 20＋v 2y ＝45a T，选项D 错误． 7．在研究平抛运动的实验中，某同学只在竖直板面上记下了重垂线y 的方向，但忘了记下平抛的初位置，在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹，如图所示，现在曲线上取A 、B 两点量出它们到y 轴的距离，AA ′＝x 1，BB ′＝x 2，以及AB 的竖直距离h ，用这些数据可以求得小球平抛时初速度为( )A ． g （x 22－x 21）2hB ． g （x 2－x 1）22hC ．x 1＋x 22g 2hD ．x 2－x 12g 2h 解析：选A.设平抛小球运动到A 点的时间为t ，抛出点到A 点的竖直高度为H ，运动到B 点的时间为t ＋Δt ，则有H ＝12gt 2，H ＋h ＝12g (t ＋Δt )2，x 1＝vt ，x 2－x 1＝v Δt 联立解得v ＝g （x 22－x 21）2h，故A 选项正确． 8．如图甲是研究平抛运动的实验装置图，图乙是实验后在白纸上作的图．(1)在图甲上标出O 点及Ox 、Oy 轴，并说明这两条坐标轴是如何作出的：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)固定斜槽轨道时应注意使_______________________________________________．(3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹，实验中应注意________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(4)计算小球平抛初速度的公式v 0＝__________，根据图乙给出的数据，可计算出v 0＝__________m/s(g 取9.8 m/s 2)．解析：(1)如图所示，斜槽末端小球球心在白纸上的投影为O 点，从O点作平行于铅垂线向下的直线为Oy 轴，再垂直于Oy 作Ox 轴．(2)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向，应调整斜槽使轨道末端切线沿水平方向．(3)为了保证小球每次做平抛运动的轨迹一致，要求它的初速度相同，故每次都让小球从斜槽的同一位置无初速度滚下．(4)由于x ＝v 0t ，y ＝12gt 2，故初速度v 0＝x g 2y，根据题图乙给出的数据，可计算出v 0＝1.6 m /s .答案：(1)见解析 (2)轨道末端切线沿水平方向 (3)使小球每次都从同一位置无初速度滚下 (4)x g 2y 1.69．两个同学根据不同的实验条件，进行了探究平抛运动规律的实验：(1)甲同学采用如图甲所示的装置．用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地．改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_____________________________________．(2)乙同学采用如图乙所示的装置，两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中M、N的末端可看做与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q在轨道末端的水平初速度v0相等．现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出．实验中观察到的现象是________________．仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明________________________________________________________________________．解析：(1)题图甲是通过实验来验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动．现象为两球同时落地，说明平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动．(2)题图乙是通过实验来验证平抛运动的小球在水平方向上做匀速直线运动．现象为P球击中Q球，说明平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动．答案：(1)平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动(2)P球击中Q球平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动10．如图所示，研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上，利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，底板上的标尺可以测得水平位移．保持水平槽口距底板高度h＝0．420 m不变．改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置，测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d，记录在表中．v0/(m·s－1) 0．741 1．034 1．318 1．584t/ms 292．7 293．0 292．8 292．9d/cm 21．7 30．3 38．6 46．4(1)0关系，与________无关．(2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值t理＝2hg＝2×0．42010s＝289．8 ms，发现理论值与测量值之差约为 3 ms．经检查，实验及测量无误，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________．(3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后，重新做了这个实验，竟发现测量值t′依然大于自己得到的理论值t′理，但二者之差在3 ms～7 ms，且初速度越大差值越小．对实验装置的安装进行检查，确认斜槽槽口与底座均水平，则导致偏差的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________．解析：(1)给出的四组数据，d与v0的比值分别为0.293、0.293、0.293、0.293，可见，水平位移与初速度成正比，与时间无关．(2)重力加速度应取当地的真实值，或取9.8 m/s2，不能取10 m/s2.(3)测量值大于理论计算值的原因可能有两个，一是光电门传感器置于槽口的内侧，将小球水平运动的时间记录在内了，二是空气阻力的影响，使运动时间比理论值偏大．由题意知初速度越大差值越小，故导致偏差的原因是光电门传感器置于槽口的内侧．答案：(1)正比时间(2)重力加速度取值不正确(3)光电门传感器置于槽口的内侧。
高中物理必修二课件-5.3 实验：研究平抛运动4-人教版
实验：研究平抛运动
实验：研究平抛运动
思考讨论
若某位同学忘记记录出发点，还可以计算出发点的初速度吗？
实验：研究平抛运动
课堂练习 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，某甲和某乙得到的记录纸分别如图所示，从图中明显看出： 甲 实 验 错 误 的 是 _斜_ _槽_ _底_ _部_ _不_ _水_ _ 平_ _ _ 乙 实 验 错 误 的 是 _ 小_ _ _球_ _从_ _斜_ _面_ _的_ _不_ _同_ _位_ _置_ _释_ _放_ _
实验：研究平抛运动
概念介绍 实验器材 实验演示 注意事项
课堂小结
研究平抛运动的轨迹 课堂练习
人教版高中《物理》（必修二）
第五章 第3节：《实验：研究平抛运动》
实验：研究平抛运动
实验：研究平抛运动
问题导入 我们通过什么方法来获得平抛运动的轨迹呢？
实验：研究平抛运动
实验：研究平抛运动
概念介绍
描绘平抛运动的轨迹有很多方法，现我们介绍其中的几种：
细水柱法
实验：研究平抛运动
频闪照片法
பைடு நூலகம்
平抛演示仪法
实验：研究平抛运动
实验器材
细水柱法
塑料水瓶、软木塞、导管、水、白纸、铅笔、刻度尺
实验：研究平抛运动
实验：研究平抛运动
实验演示
细水柱法
优点：制作简单 缺点：水柱的质量小，空气阻力影响大，轨迹偏差较大
实验：研究平抛运动
实验：研究平抛运动
实验演示
频闪照片法
优点：小球体积小质量大，空气阻力影响较小，轨迹偏差小
实验：研究平抛运动
实验：研究平抛运动
实验器材
探究平抛运动的特点 【新教材】人教版高中物理必修第二册
2．在《研究平抛物体的运动》的实验中，为减小空气阻 力对小球的影响。所以选择小球时，应选择下列的( A )
A．实心小铁球 B．空心铁球 C．实心小木球 D．以上三种球都可以
3．在如图所示的实验中，无论A球的水平初速度大小 如何，它总是与B球同时落地，这一现象说明了什么?
AB两个小都做自由落体运动
质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向．
2.在什么情况下物体会做曲线运动? 当物体所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一条直 线上时，物体做曲线运速度的合成与分解、位移的合成与分解、加速度 的合成与分解．
4.在合成与分解的过程中遵循什么样的规律?
（二）新课内容 一、抛体运动和平抛运动 小实验：以任意角度向空中抛出一个物体（橡皮，粉笔头 ，纸团等常见物品，同时要回收，养成好的卫生习惯。）。 同学们举例：只要是大家能耳熟能详的就行。
总结并得出抛体运动的定义和条件。
抛体运动：以一定的初速度将物体抛出，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 叫抛体运动。
【教学重点】 1.什么是抛体运动；抛体运动的条件；平抛运动 形成的条件。 2.理解抛体运动是一种匀变速运动。 【教学难点】 1.理解抛体运动是一种匀变速运动。 2.实验探究的过程。 【教学方法】 教师启发、引导学生思考，讨论、交流学习成果 。探究法、讨论法、实验法。
（一）新课导入 前面我们学习了曲线运动的相关知识以及研究曲线运 动基本方法——运动的合成与分解，在学习新课之前我 们先来回顾一下． 1.做曲线运动的物体其速度方向是怎样的?
平抛运动：如果初速度是沿水平方向的，这样的抛体 运动叫作平抛运动.
抛体运动的分类：根据抛体运动初速度的方向我们还 可以对抛体运动进行如下分类：
《实验：研究平抛运动》人教版高中物理必修2
时间T内，水平位移为x=2L知
◆物理•必修2•(人教版)◆
x 2L v0＝ ＝ ＝2 Lg T L/g － ＝2× 1.25×10 2×9.8 m/s＝0.70 m/s
答案：2
Lg 0.70 m/s
◆物理•必修2•(人教版)◆
对实验装置和实验原理的考查 在探究平抛 运动的规律时，可以选 用如下图所示的各种装 置图，则以下操作合理 的是( ) A．选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，应该用 眼睛看A、B两球是否同时落地
◆物理•必修2•(人教版)◆
实验：研究平抛运动
◆物理•必修2•(人教版)◆
1945年7月16日的早上，世界上第一枚原子 弹在美国新墨西哥州的沙漠里爆炸，40 s后，爆 炸冲击波传到基地．这时，费米把预先从笔记 本上撕下来的碎纸片举过头顶撒下，碎纸片飘 落到他身后2 m处，经过计算，费米宣称那枚原
子弹的威力相当于1万吨TNT炸药！
◆物理•必修2•(人教版)◆
②安装调整竖直平板：用图钉把坐标纸钉在竖直木板上， 并用悬挂在槽口的重垂线检查坐标纸上的竖直线是否竖直，然 后固定竖直木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对 位置保持不变． ③确定坐标原点及坐标轴：选定斜槽末端处小球球心所在 的点为坐标原点O，从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向 右的x轴． ④描绘运动轨迹：让小球在斜槽的某一固定位置由静止滚 下，并从O点开始做平抛运动，先用眼睛粗略地确定小球在某 一x值处(如x＝1 cm)的y值．然后使小球从开始时的位置滚下， 在粗略确定的位置附近，用铅笔较准确地确定小球通过的位置
◆物理•必修2•(人教版)◆
(小球刚好经过铅笔尖处 )，并在坐标纸上记下这一点，以后依 次改变 x 的值，用同样的方法确定其他各点的位置．取下坐标 纸用平滑的曲线把这些点连接起来，就得到小球做平抛运动的 轨迹． (4)实验注意事项： ①固定斜槽时，要保证斜槽末端的切线水平，保证小球的 初速度水平． ②固定木板时，木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨 迹所在的竖直平面平行，保证小球在运动中靠近木板但不接 触． ③小球每次从槽中的同一位置由静止释放．
2023人教版新教材高中物理必修第二册5.3实验：探究平抛运动的特点 学案及典型例题
5.3 实验：探究平抛运动的特点基础知识梳理一、抛体运动和平抛运动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)初速度沿水平方向；(2)只受作用.二、实验：探究平抛运动的特点【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方向的分运动和方向的分运动.【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(如图所示)；(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位移和位移，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.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图2(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，发现两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向的分运动为运动.步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点1.装置和实验(1)如图所示，安装实验装置，使斜槽M末端水平，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.(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.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) 调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置.(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，即各点之间的时间间隔，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相等，平抛运动水平方向为运动.2.注意事项：(1)实验中必须调整斜槽末端的(将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平).(2)背板必须处于，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直.(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球心在木板上的投影点.(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一直到达为宜.【参考答案】重力水平重力直线水平竖直平抛自由落体自由落体平行上下坐标 相等 位移 匀速直线 切线水平 竖直面内 同一位置 左上角 右下角考点一：平抛运动概念、性质、条件、特征【例1】2022年2月15日，北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛中，中国选手苏翊鸣夺得冠军。
高中物理实验：探究平抛运动的特点
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。
(1)水平方向
B
A
V0
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.
(1)水平方向
B
A
V0
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.
对A球B球:
y
x
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
A
B
观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,
m/s。
丙
3. 在用如图甲所示装置“探究平抛运动的特点”的实验中，利用斜槽和贴着
带有方格白纸的竖直板描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
【解析】
A.让小球多次从 斜槽同一 位置上滚下，在印有小方格的纸上记下小球碰
为保证小球做平抛运动，斜槽末端要水平，为
到铅笔笔尖的一系列位置，如图乙中a、b、c、d所示。
B球获得一水平初速度, A球自由下落.
(2)竖直方向
A
B
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.
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.
(2)竖直方向
3 实验：探究平抛运动的特点-人教版高中物理必修 第二册(2019版)教案
实验：探究平抛运动的特点一、实验目的通过此实验，让学生掌握平抛运动的特点，理解平抛运动的规律。
二、实验器材实验器材有：•手电筒•铝纸•纸屑•木板•支架•计时器•尺子•摄像机三、实验原理平抛运动是指物体在一个水平方向上以一定的初速度抛出，在物体落地的瞬间，物体在竖直方向上的速度为零，位置最高，随后物体开始下落，速度不断增加，最终撞击地面。
平抛运动遵循以下规律：1.速度不断变化：物体在竖直方向上的速度在抛起时为初速度，之后速度不断减小直到为0，然后速度在下落过程中不断增大。
2.加速度恒定：在竖直方向上，物体的重力加速度是一个固定的值，不会随时间的变化而改变。
3.抛出角度决定轨迹：抛出物体的角度不同会对物体所在的轨迹产生不同的影响。
四、实验步骤1.实验准备：在一张木板上用铝纸做出一个斜面，将木板固定在支架上。
摆放两个瓷盘，并在一端靠近支架处放一堆纸屑。
2.实验操作：将手电筒放在斜面的顶端，在靠近支架的端点处放一堆纸屑，把它点燃，等纸屑烧完，手电筒自然下落，观察手电筒运动轨迹的特点，并记录每次实验的数据。
3.实验数据处理：对每次实验得到的数据进行整理汇总，分析并总结出平抛运动的特点。
4.实验扩展：在斜面上放置一个转轮，在转轮上系上一根绳子，绳子上挂一小球，将小球自转打开。
观察小球的运动轨迹并记录数据，总结出与平抛运动的相似之处。
五、实验注意事项1.操作时要小心谨慎，避免发生意外情况。
2.在记录数据时要认真仔细，将数据准确无误地填写进表格中。
六、实验总结通过此次实验，我们探究了平抛运动的特点，了解到了平抛运动的规律，有助于我们更深入地理解物理知识，同时还为我们今后的学习提供了参考。
人教版高中物理必修2第五章第二节平抛运动
位移
大小：l
x2 y2
(v0t )2
(1 2
gt 2 )2
方向：tan
y
1 gt 2 2Leabharlann gtxv0t
2v0
速度与水平方向上的夹角 和位移与水平方向上的
夹角 的关系：
v0
O
x
vx v0 v y gt
l
P (x,y) α vx
x v0t y 1 gt 2
y
vy
v
2
tan vy gt
问题：如何确定做平抛运 动物体的速度？
速度规律 v0
O h
x P (x,y) α vx
y
vy
v
时间为t时，物体运动 到点P处
vx v0 vy gt
速 大小v v2x v2y v02 (gt)2
度 方向 tan α vy gt vx v0
v02 2gh
例题1
一个物体以l0 m／s的初速度从10 m的高度水平抛出， 落地时速度是多少(不计空气阻力)?
速度偏向角α：tan vy gt
v0 v0
tan 2tan
平抛运动物体的轨迹如何？
分析:
x=v0t y＝gt2/2
消去t可得
y
g 2v02
x2
y = ax 令
a
=
g 2v02
则
2
∴平抛运动的轨迹是抛物线
说明:二次函数的图象叫抛物线, 就是来源于此!
例题2 小球从h 高处以v0 的初速度做平抛运动，
-----抛体运动
实例
网球运动员举拍沿水平方向用力击球，球的 运动可近似看作平抛运动
一、平抛运动：
定义：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出， 且只在重力作用下所做的运动. 条件: （1）初速度方向为水平
探究平抛运动规律
方案二：频闪照相
方案二：频闪照相 对比分析 探究平抛运动竖直分运动的特点
方案二：频闪照相
对比分析 探究平抛运动水平分运动的特点
光电门
电磁铁
电磁铁
磁 片
吸球开关
方案三：喷水法
如图，倒置的饮料瓶内装有 水，瓶塞内插着两根两端开 口的细管，其中一根弯成水 平，加上一个很细的喷嘴。
水平喷出的细水 柱即为平抛运动
结论：在误差允许范围内,四段位移近似相等，即AB=BC=CD=DE
方案一：描轨迹法
X1
X2
O
h
3h
5h
X3
X4
7h
y
x
在平抛运动的轨迹上，竖直位移 为h、3h、5h……，它们对应的四段 水平位移相等。
说明，平抛运动可分解为水平方向的匀 速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
方案一：描轨迹法
1.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线
设计方案
方案一：描轨迹法 方案二：频闪照相 方案三：喷水法 方案四：传感器
方案一：描轨迹法
【实验目的】 1.用实验的方法描出平抛运动的轨迹。 2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。 3.根据平抛运动的轨迹求其初速度。
方案一：描轨迹法
【实验原理】
1.利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹。
2.建立坐标系，如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具
(1)代数计算法:将各点(如M2点)的坐标(x,y)代入y=ax2求出常数a,看计算得 到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数。
(2)图像法:建立y -x2坐标系,根据所测量的 各个点的x坐标值计算出对应的x2值,在坐标 系中描点,连接各点看是否在一条直线上,若 大致在一条直线上,则说明平抛运动的轨迹是 抛物线。
高中物理 5.3 实验：研究平抛运动课件 新人教版必修2
1.能够描出平抛运动物体的轨迹。
2.能够判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。
3.能够求出平抛运动物体的初速度。
一
二
三
四
一、实验原理
平抛运动可看作两个分运动的合成:一个是水平方向的匀速直
线运动,另一个是竖直方向的自由落体运动。则水平方向 x=v 0t,竖直
方向 y=
1
2, 令小球做平抛运动,
个小球从轨道A射出,并在射出时撞开碰撞开关S,使电磁铁E断电释
放它吸着的小球。
②让电磁铁E从N向M移动,调整它的位置,多次重复以上步骤。
我们看到两个小球每次都发生相碰,因此可以得出两个小球在竖
直方向的运动情况相同的结论,即平抛运动在竖直方向上的分运动
是自由落体运动。
一
二
三
四
2.轨迹研究法
描出平抛运动的轨迹,建立起水平、竖直方向的直角坐标系,通
A、B、C、D、E等点,现测得各点到A点之间的距离分别为19.6 cm、
39.8 cm、60.2 cm、79.6 cm,试根据影子的运动讨论物体在水平方
向上的运动情况。
类型一
类型二
类型三
解析:小球在地面上留下的影子的运动情况反映了物体在水平方向
的运动情况。各点到A点之间的距离即为物体在水平方向上的位移,
F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用刻度尺将点连成折线
类型一
类型二
类型三
解析:通过调节使斜槽末端保持水平,是为了保证小球做平抛运
动,故A正确;因为要画同一运动的轨迹,每次释放小球的位置必须
相同,且由静止释放,以保证获得相同的初速度,故B错误,C正确;记
录小球经过不同高度的位置时,每次不必严格地等距离下降,故D错
人教版高中物理必修二《探究平抛运动的特点》知识全解
《探究平抛运动的特点》知识全解【教学目标】1．知道抛体运动和平抛运动，知道用运动分解的方法研究平抛运动。
2．知道平抛运动的条件及相应控制方法，会用获得位置的方法确定多个点，并会描绘平抛运动的轨迹。
3．会根据平抛运动的轨迹，研究平抛运动水平和竖直分运动的特点。
4．通过探究平抛运动特点的实验，了解科学探究中获取及处理数据的方法。
【内容解析】1．平抛运动竖直方向的运动规律一个小球做自由落体运动，另一个小球做平抛运动。
两个小球总是同时落地，说明两个小球在竖直方向的运动是相同的，即平抛运动在竖直方向做的是自由落体运动。
2．平抛运动水平方向的运动规律我们如果能够知道平抛运动的物体在相等的时间间隔内（控制变量）水平方向的位移，就可以判断水平方向做什么运动了。
要这样进行处理的话，就要解决好下面的几个问题。
（1）设法通过实验得到平抛运动的轨迹。
（2）在平抛运动的轨迹上找到每隔相等时间物体所到达的位置。
（3）测量两相邻位置间的水平位移，分析这些位移的特点。
那么怎样找经过相等时间物体所在的位置？根据已经得到的竖直方向的规律，因为竖直方向做自由落体运动，而初速度为零的匀变速直线运动的物体在相等时间间隔内的位移之比为1︰3︰5……所以，只要在轨迹上找到纵坐标满足上述条件的点，相邻点之间的时间间隔就相等。
3．实验注意事项（1）贴有坐标纸的板要处在竖直平面内，小球的运动轨迹与板平行。
（2）调节斜槽末端水平，使小球飞出时的速度是水平方向，可以用小球来检验。
（3）贴坐标纸时，可以用重锤线帮助完成，使重锤线与坐标纸的一条线重合，则这条线就是纵坐标。
（4）在斜槽末端的上方（纵坐标上且比末端高球的半径）标出坐标原点。
（5）每次从同一高度无初速释放小球。
（6）描点时，应使视线与所描的点齐平。
图像的处理如图所示，通过比较相邻点之间的水平位移的关系可以知道物体在水平方向做什么运动。
【知识总结】。
高中物理 必修二 3 实验：研究平抛运动
（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下滑， 用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。
3.平抛运动在竖直方向做自由落体运动。
21
解析：由自由落体运动规律，
Δy=gt2=2×0.05=0.1 m 所以t=0.1 s
x=v0t
所以
v0
=
x 3 0.05m t 0.1s
vBy
= (y1 y2 ) 8 0.05m =2
2t
0.2s
m/s
=1.5 m/s
vAy = vBy –gt = 2 m/s-1 m/s=1 m/s
27
5.在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的 纸记录轨迹，小方格的边长l＝1.25 cm，若小球在平抛运 动中先后经过的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则 小球平抛的初速度的计算式为v0＝＿2＿g＿l ＿ (用l、g表示)，其值是___0_._7_0__m_/_s___ (g取9.8 m／s2)。
观察结果:两球同时落地 【实验结论】： 平抛运动竖直方向的运动 是自由落体运动 。
观察实验，你能得 出什么结论？
6
探究三、描绘平抛运动的轨迹 探究思路：
怎样才能描绘出平 抛运动轨迹？
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。
4.进一步研究这种运动轨迹，分析平抛运动规律
人教版高中物理必修第二册基础导学 5.3.实验：探究平抛运动的特点
3.实验：探究平抛运动的特点知识结构导图核心素养目标物理观念：初步了解什么是平抛运动及探究平抛运动的实验原理．科学探究：能够制定出科学的探究方案，并使用平抛运动实验器等实验器材获取实验数据．科学思维：能够通过对运动的数据处理得出实验结论，会分析产生实验误差的原因．科学态度与责任：通过实验的设计和数据的处理，提升科学推论与论证的能力，体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想．知识点一抛体运动和平抛运动阅读教材第10页第一自然段．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________的作用，这时的________叫作抛体运动(projectile motion) 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．知识点二探究物体做平抛运动的特点阅读教材第10～11页“实验思路、进行实验”部分．1．实验思路(1)提出问题的位置．如图是一个小球做平抛运动时的频闪照片．①根据图片猜想，水平方向________直线运动，竖直方向________实验器材小锤，2个金属小球，平抛运动仪，频闪照相机．①弹性金属片②小球A ③平抛运动仪④小球B⑤小锤实验过程(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．律，取“相等的时间间隔”．1要点一探究平抛运动水平和竖直分运动的特点题型一探究平抛运动在竖直方向的运动规律【例1】某同学用图示装置研究平抛运动及其特点．他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开．(1)他观察到的现象是：小球A、B________(选填“同时”或“不同时”)落地．(2)让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片．A球在空中运动的时间将________(选填“变长”“不变”或“变短”)．(3)上述现象说明：平抛运动的时间与________大小无关，平抛运动的竖直分运动是________运动．题型二探究平抛运动在水平方向的运动规律【例2】为了探究平抛运动规律，老师做了如下演示实验：如图所示，两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内，其中M轨道末端水平，N轨道的末端与光滑的水平地面相切．两个完全相同的小钢球P、Q，以相同的水平初速度同时从轨道M、N的末端射出，观察到P落地时与Q相遇．只改变弧形轨道M的高度，多次重复实验，仍能观察到相同的现象．这说明____________________________________．题型三实验中的注意事项【例3】在“研究平抛物体的运动”的实验中：练2 某同学用如图所示的装置研究平抛运动．在实验中，小球每次示．(1)实验前应对实验装置反复调节，直到________．每次让小球从同____________________________________________________________________ _____________.1．(1)在做“探究平抛运动的特点”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(2)(多选)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2．如图所示，在用斜槽轨道做“研究平抛物体运动”的实验中，(1)斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是( )A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小B．保证小球飞出时，速度沿水平方向C．保证小球在空中运动的时间每次都相等(2)该实验装置对轨道的要求是( )A．必须光滑B．可以粗糙3．(多选)在探究平抛运动的规律时，可以选用下列各种装置图，以下操作合理的是( )A．选用装置1研究平抛物体竖直分运动，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地B．选用装置2要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，竖直管上端A一定要低于水面C．选用装置3要获得钢球的平抛轨迹，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放D．除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹4．为了探究做平抛运动的物体在竖直方向的运动规律，某同学设计了下面一个实验．(1)如图甲所示，OD为一竖直木板，小球从斜槽上挡板处由静止开始运动，离开O点后做平抛运动，右侧用一束平行光照射小球，小球在运动过程中便在木板上留下影子．如图甲是用频闪照相机拍摄的小球在运动过程中的位置以及在木板上留下的影子的位置，如图中A、B、C、D点．现测得各点到O点的距离分别为5.0 cm、19.8 cm、44.0 cm、78.6 cm.试根据影子的运动情况讨论小球在竖直方向上的运动情况．(已知照相机的闪光频率为10 Hz)(2)若将平行光改为沿竖直方向，小球在运动过程中会在地面上留下影子，如图乙所示，用频闪照相机拍摄的影子的位置如图中的O′、A′、B′、C′、D′点．现测得各点到O′点的距离分别为19.6 cm、39.8 cm、60.2 cm、79.6 cm，试根据影子的运动情况讨论小球在水平方向上的运动情况．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．答案：(1)CF (2)AC2．解析：(1)斜槽末端水平，就是保证小球沿水平方向飞出，选项B 正确；小球速度大小与释放位置有关，空中运动的时间由抛出点的高度决定，A、C错．(2)实验轨道无须光滑．答案：(1)B (2)B3．解析：选用装置1研究平抛物体竖直分运动，由于两个小球不是落在同一点，应该用耳朵听A、B两球是否同时落地，A操作不合理；只有当装置2中竖直管上端A低于水面时才能保证出水口处水压恒定，水流速度恒定，就能获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，所以B操作合理；选用装置图3要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，才能保证平抛小球的初速度相同，所以C操作不合理；能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹，D操作合理．所以正确选项是B、D.答案：BD4．解析：(1)小球运动过程中在木板上留下的影子反映了小球在竖直方向的运动情况．照相机的闪光周期T＝0.1 s，影子在连续闪光时间内的位移分别为、、、.根据Δx＝aT2可得x3－x1＝2a1T2x4－x2＝2a2T2所以影子运动的加速度a＝a1＋a22＝x3＋x4－x1＋x24T2≈9.8m/s2.加速度约等于重力加速度，可见，小球在竖直方向的运动为自由落体运动．(2)小球在地面上留下的影子的运动情况反映了小球在水平方向的运动情况．各点到O′点的距离即小球在对应时间内在水平方向上的位移，可以作出位移—时间图像来判断小球在水平方向的运动情况，如答图所示．由图像可以看出，小球水平方向的位移—时间图线为一条经过原点的直线，说明位移随时间均匀变化．即影子的运动为匀速直线运动．也就说明小球在水平方向的运动为匀速直线运动．答案：见解析。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第五章 曲线运动 实验：研究平抛运动导学案
编制： 张乐顺 张汉刚 审核： 包科领导 【使用说明】
1．20分钟的时间完成自学导航部分，有余力的同学继续完成合作探究内容。
2．A 、B 层全部掌握，带★的C 层不做。
3．各组学科班长按时收交，各组长督促落实，全部达标，然后及时二次收交。
4. 本节课必须掌握的概念和规律：平抛运动中初速度的求解公式。
5. 本节课必须掌握的方法：化曲为直、运动的合成与分解。
【学习目标】
1．掌握实验原理，加深对平抛运动的理解，求解平抛运动的速度位移等,提高动手操作能力。
2．小组成员积极讨论，踊跃展示，大胆质疑，掌握化曲为直来研究平抛运动的方法。
3．激情投入，全力以赴，激发学生创新意识，对学生进行创新意识和创新品德的培养。
【重点、难点】
重点：描绘平抛物体运动的轨迹；研究平抛运动的特点。
难点：描绘平抛物体运动的轨迹 【自学导航】
1．平抛运动的受力与加速度有什么特点？
2.平抛运动水平和竖直方向上的运动规律是怎么样的？
3.根据右图研究平抛运动的规律。
①水平方向：V X = x= ②竖直方向：V Y = y= ③即时速度：V=______________ ④总位移：X=
⑤竖直方向上在连续相等时间内通过的位移之比为：
123::::n h h h h ----=
_____________________
⑥竖直方向上在相邻且相等的时间T 内通过的位移之差h ∆=_____________。
注意：已知V 0、Vy 、V 、x 、y 、S 、θ、t 八个物理量中任意的两个，可以求出其它六个。
【我的疑问】
【我的收获】
【合作探究】
4. 在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A ．让小球多次从 位置上滚下，在一张印有小方格的纸记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置，如右下图中a 、b 、c 、d 所示。
B ．按图安装好器材，注意 ，记下平抛初位置O 点和过O 点的竖直线。
C ．取下白纸以O 为原点，以竖直线为y 轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹。
⑴完成上述步骤，将正确的答案填在横线上。
⑵上述实验步骤的合理顺序是 。
⑶已知图中小方格的边长L ＝1.25cm ，则小球 平抛的初速度为v 0＝ （用L 、g 表示），
其值是 （取g ＝9.8m/s 2），小球在ｂ点的速率。
5. 如图3－5所示是研究平抛运动的实验装置简图，图3－6是实验后白纸上的轨迹图。
（1）说明图3－6中的两条坐标轴是如何作出的。
（2）说明判断槽口的切线是否水平的方法。
（3）实验过程中需要经多次释放小球才能描
绘
图3－6
图3－5
出小球运动的轨迹，进行这一步骤时应注意什么？
6.平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动, 在同一坐标系中
作出两分运动的速度图像如图所示, 则以下说法正确的是（）
A. 图线1表示水平分运动的速度图像
B. 图线2表示竖直分运动的速度图像
C. t1时刻物体的速度方向与初速度方向间夹角为45°
D. 若图线2倾角为θ, 则一定有g = tgθ
【巩固训练】
7.物体作平抛运动，每秒的速度增量总是（）
A．大小相等，方向相同 B.大小不等，方向不同
C.大小相等，方向不同
D.大小不等，方向相同
8. 水平发射一颗子弹，不考虑空气阻力，下列关于子弹飞出后运动情况的说法中正确的是( )
A.竖直速度增大
B.水平速度增大
C.水平速度减小
D.竖直加速度减小
9. 物体做平抛运动时( )
A.运动时间由初速度决定
B.运动时间由高度决定
C.水平位移由初速度决定
D.水平位移由高度决定
10. 研究平抛运动在竖直方向的运动规律实验装置如图6-6所示，下列说法在正确的是( )
A．A球的初速度越大，走过的水平距离也越大
B．无论A球的水平速度大小如何，他总是和B球同时落地
C．用力大小不一样，A球在水平方向上运动的距离就不一样
D．从这个实验看出，A球在水平方向上的速度和竖直方向上的速度相互影响11.如图3-7所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开接触开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地，该实验现象说明了A球在离开轨道后（）A．水平方向的分运动是匀速直线运动
B．水平方向的分运动是匀加速直线运动
C．竖直方向的分运动是自由落体运动
D．竖直方向的分运动是匀速直线运动
★12.如图4-1-5所示为一小球作平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，g=10m/s2，求：
（1）闪光频率；
（2）小球运动的初速度的大小；
（3）小球经过B点时的速度大小．
【课堂小结】
独立推导自学导航中平抛运动的规律：
o
t v
y
1
2
t1
B
A
S H 图3－7
B
C
A
图4-1-5。