5.3.实验探究平抛运动的特点—人教版高中物理必修第二册课件(共39张PPT)

33． ．实实球验验：：做探探究究平平平抛抛抛运运动 动运的的特特动点点 ．每次让小球从同一位置由静止释放的目的是使小
33． ．实实球验验：：每探探究究次平平抛抛做运运动 动平的的特特抛点点 运动的初速度相同，轨迹相同．
3．实验：探究平抛运动的特点
(2)每次将 3．实验：探究平抛运动的特点
3．实验：探究平抛运动的特点
ion) 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
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．
D 错误． 答案：(1)CF (2)AC
2．(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
【例 2】 某同学设计了一个研究平抛运动的实验．实验装 置示意图如图甲所示，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 P0P0′、P1P1′、…)，槽间距离均为 d. 把覆盖复写纸的白纸铺贴在平面硬板 B 上．实验时依次将 B 板 插入 A 板的各插槽中，每次让小球从斜轨道的同一位置由静止 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，如图乙所 示．
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
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
3．实验：探究平抛运动的特点
33． ．实实验验：：探探究究D平平．抛抛运运y动 动的的轴特特的点点 方向根据铅垂线确定
3．实验：探究平抛运动的特点 3．实验：探究平抛运动的特点 3．实验：探究平抛运动的特点 3．实验：探究平抛运动的特点 3．实验：探究平抛运动的特点 3．实验：探究平抛运动的特点
(2)图乙是利用图甲装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片， 由照片可判断实验操作的错误是___C_____．
【解析】 本实验把小球通过的水平相等位移(即槽间距离 d)，巧妙转化为题图中 x 轴上通过相同的位移(即向纸内侧平移距 离 d)，而竖直方向确定的落点为竖直位置，因而可画出平抛运动 的轨迹．
3．实验：探究(1平)抛根运动据的特实点 验设计方案，实验前应对实验装置进行调节，使
33． ．实实斜验验：：轨探探究究道平平抛抛末运运动 动端的的特特切点点 线水平，以保证小球飞出时的速度沿水平方向，小
确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的
____B____．
A．球心
B．球的上端 C．球的下端
②(多选)在此实验中，下列说法正确的是__B_D_____．
A．斜槽轨道必须光滑
3．实验：探究B平．抛运记动的录特点的点应适当多一些 33． ．实实验验：：探探究究C平平．抛抛运运用动 动的的光特特点点滑曲线把所有的点连接起来
A．释放小球时初速度不为 0 B．释放小球的初始位置不同 C．斜槽末端切线不水平
(3)图丙是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其 中正确的是( B )
【解析】 (1)中记录点选取的是小球的上端，则确定原点 时也要选取小球的上端．斜槽轨道可以不光滑，只要保证小球从 同一位置释放即可．连线时不是连接所有的点，偏差比较大的点 要舍去．(2)中小球做斜抛运动，斜槽末端切线不水平．
3．实验：探究平抛运动的特点
3．实验：探究平抛运动的特点
3．实验：探究平抛运动的特点
3．实验：探究平抛运动的特点
变式训练 1 (多选)在做“研究平抛运动”的实验时，下列 说法正确的是( )
A．安装斜槽和木板时，一定要注意木板是否竖直 B．安装斜槽和木板时，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
3．实验：探究平抛运动的特点 3．实验：探究平抛运动的特点 3．实验：探究平抛运动的特点 3．实验：探究平抛运动的特点 3．实验：探究平抛运动的特点 3．实验：探究平抛运动的特点
学习任务一 平抛运动特点的探究过程 步骤 1：探究平抛运动竖直分运动的特点 实验器材 小锤，2 个金属小球，平抛运动仪，频闪照相机．
3．实验：探究平抛运动的特点 3．实验：探究平抛运动的特点 3．实验：探究平抛运动的特点 3．实验：探究平抛运动的特点
(2)实验简要步骤如下： ①让小球多次从___同__一___位置滚下，记下小球碰到铅笔笔尖 的一系列位置． ②按图安装好器材，注意_斜__槽_ 末端切_线__水__平___，记下平抛初 位置 O 点和过 O 点的竖直线． ③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．
解析：安装斜槽和木板时，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．
答案：ACD
变式训练 2 如图所示，在用斜槽轨道做“研究平抛物体运 动”的实验中，
数据处理 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”．再测量相等的时间内水平分 运动的位移，比较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是匀速直线运动．
学习任务二 案例分析
【例 1】 在“研究平抛运动”实验中，
(1)①图甲是横挡条பைடு நூலகம்住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，
列说法正确的是( CD )
3．实验：探究A平．抛运必动的须特点称出小球的质量 B．斜槽轨道必须是光滑的 3．实验：探究平抛运动的特点
3．实验：探究平抛运动的特点 3．实验：探究平抛运动的特点
33． ．实实验验：：探探究究C平平．抛抛运运斜动 动的的槽特特点点轨道末端的切线必须是水平的 33． ．实实验验：：探探究究D平平．抛抛运运应动 动的的该特特点点使小球每次从斜槽上相同位置由静止开始滚下
(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
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，空中运动时间由 抛出点的高度决定．
B
板向内侧平移距离
d
是为了保持记录纸上每两
点之间的水平距离相同． 3．实验：探究平抛运动的特点
3．实验：探究平抛运动的特点
33． ．实实验验：：探探究究(3平平)抛抛如运运动 动图的的特特所点点 示(注意要用平滑的曲线连接)．
【答案】 见解析 3．实验：探究平抛运动的特点
3．实验：探究平抛运动的特点
解析：(1)实验中需要在坐标纸上记录小球的位置，描绘小 球的运动轨迹，需要利用重垂线确定坐标轴的 y 轴．故 C、F 是 需要的．
(2)使小球从斜槽上同—位置自由滑下，才能保证每次的轨 迹相同，A 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，
(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)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹，
(4)用频闪照相机对实验过程进行拍摄，频闪照片(图①)显 示．A、B 两球分别做平抛运动和自由落体运动的轨迹．
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)按照图②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．
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：BD
3．(1)(多选)在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，下
(2)实验轨道无须光滑． 答案：(1)B (2)B
1．[2019·临沂高一检测](1)(多选)在做“研究平抛运动”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．进行实验
方案一：用频闪照相或者录制视频的方法，记录物体在不同
3．实时验：刻探究的平抛位运动置的特．点 如图是一个小球做平抛运动时的频闪照片． 33． ．实实验验：：探探究究方平平抛抛案运运动 动二的的特特：点点在水平和竖直两个方向中，先研究其中一个方向的
3．实验：探究平抛运动的特点
33． ．实实运验验：：动探探究究规平平抛抛律运运动 动，的的特特再点点 设法分析另外一个方向的运动规律.
完成上述步骤，正确的实验顺序是__①__③____．
解析：本实验与小球的质量无关，该实验要求小球从同一位 置静止释放，至于斜槽轨道是否光滑对实验没有影响；实验中要 求小球有水平初速度，所以斜槽轨道末端切线必须水平．
4.
如图所示为用频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规 律的照片，图中 A、B、C 为三个同时由同一点出发的小球．AA ′为 A 球在光滑水平面上以速度 v 运动的轨迹，BB′为 B 球以 速度 v 被水平抛出后的运动轨迹；CC′为 C 球自由下落的运动 轨迹，通过分析上述三条轨迹可得出结论：
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，通过听落地声音 判断并观察两球落地的时间和位置．
(2)改变敲击弹性金属片用力的大小，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位置．
(3)归纳结论：处于同一高度的两个小球，同时落地，且 A 球飞出一段水平距离．无论 A 球的初速度多大，总是与 B 球同 时落地，表明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动．
3．实验：探究平抛运动的特点
知识导图
核心素养 物理观念：(1)理解抛体运动、平抛运动的概念． (2)掌握描迹法、频闪照相法等探究平抛运动的常用方法． 科学思维：平抛运动在水平方向运动和竖直方向运动的特点 科学态度与责任：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， 物体只受重力的作用，这时的运动 叫作抛体运动(projectile mot