实验:探究平抛运动的特点

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实验:探究平抛运动的特点

实验:探究平抛运动的特点

实验方案
实验:探究平抛运动的特点
方案二 对比实验法
步骤1:探究竖直分运动
Q3:用下图装置研究竖直方向的运动时,能否保证A、B两球同时开始 运动?你能否观察到两球同时落地,若不能,又该怎么办?
在误差允许的范围内,可认为同时下落, 但不易直接看出两球同时着地。 仔细看:先摄像后慢放; 放大看:地面换成水槽,看水花是否同时激起;
第五章 抛体运动
5.3实验:探究平抛运动的特点
7
知识回顾
观 看 影 片 《 速 度 与 激 情
》 片 段
回答并思考: Q1:什么是抛体运动?
Q2:什么是平抛运动?
实验:探究平抛运动的特点
学习目标
1 知道用运动分解的方法研究平抛运动; 2 掌握频闪照相法、对比法和描点法的实验原理,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; 3 通过本节课实验,了解科学探究中获取及处理数据的方法。
结果分析 方案一:频闪照相法
x1
x2
x3
x4
结果分析
小 在误差允许的范围内
h
球 水平方向:
3h
做 平
四段水平位移近似相等;
抛 且四段水平位移所用的时间相等。
5h

动 竖直方向:
的 四段竖直位移之比1:3:5:7,
7h
频 闪 照
相邻两段位移之差为常数
(Δh=aT 2)

实验:探究平抛运动的特点
实验结论
不能,从同一高度释放小球,保证初速度相同
Q3:你所记录的多个小球位置之间的时间间隔相等吗?为了获取相同时 间间隔的点,你有什么办法?
不相等,描点做图法
二、探究平抛运动的特点 实验方案 方案三:描点法

5-3 实验:探究平抛运动的特点

5-3 实验:探究平抛运动的特点
讲 图,则以下操作合理的是( BD )

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
学习目标
1.了解三种研究平抛运动的实验及其实验步骤; 2.了解实验的基本原理、实验步骤、注意事项;




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的时 间所达到的位置;
3、测量两相邻位置间的水平、竖直位移, 分析这些位移的特点;






方案一 频闪照相法



喷 使内部水 水 的压强始 法 终等于大
气压
细管
喷嘴(比细管 更细的硬管)
水平喷出的细水柱即 为平抛运动的轨迹。
透明胶片




做平抛运动的物体:
水平方向:匀速直线运动
竖直方向:自由落体运动
知 知识点一 描绘平抛运动的轨迹 识 (1)实验原理
点 用描迹法(或喷水法或频闪照相法)得到物体平抛运动的轨迹.

题 【例2】 (1)在做“研究平抛运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、
讲 铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的有__C__、__F__.

A.游标卡尺 F.重垂线
B.秒表
C.坐标纸
D.天平
E.弹簧测力计
(2)(多选)实验中,下列说法正确的是__A__C____.

高中物理 必修第二册 第五章 3 实验:探究平抛运动的特点

高中物理 必修第二册 第五章 3 实验:探究平抛运动的特点

3实验:探究平抛运动的特点1.某种“探究平抛运动的特点”的实验装置如图所示:(1)当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为H,此瞬间电路断开使电磁铁释放b小球,最终两小球同时落地,改变H大小,重复实验,a、b仍同时落地,该实验结果可表明________。

A.两小球落地速度的大小相同B.两小球在空中运动的时间相等C.a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同D.a小球在水平方向的分运动是匀加速直线运动(2)利用该实验装置研究a小球平抛运动的速度,从斜槽同一位置释放小球,实验得到小球运动轨迹中的三个点A、B、C,如图所示,图中O为抛出点,B点在两坐标线交点,坐标x B=40 cm,y B=20 cm,则a小球水平飞出时的初速度大小为v0=________ m/s;平抛小球在B点处的瞬时速度的大小为v B=________ m/s(g=10 m/s2)。

解析:(1)a球做平抛运动,b球做自由落体运动,实验现象是两球同时落地,改变H,a、b两球仍然是同时落地,可知两个小球在空中运动的时间相等,a球在竖直方向上的运动规律与b球相同,即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,故B、C正确,A、D错误。

(2)由B点的坐标知,图中每格长10 cm,根据Δy=gT2得相等的时间间隔为:T=Δyg=0.110s=0.1 s,则小球平抛运动的初速度为:v0=xT=0.20.1m/s=2.0 m/s。

B点的竖直分速度为:v By=y AC2T=0.40.2m/s=2.0 m/s,根据平行四边形定则知,B点的速度为:v B=v02+v By2=4+4m/s=22m/s。

答案:(1)BC(2)2.0222.(1)图甲所示为频闪摄影方法拍摄的探究物体做平抛运动的特点的照片,图中B、C为两个同时由同一点出发的小球。

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,通过分析上述两条轨迹可得出结论:________________________________________________________________________。

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

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。

实验探究平抛运动的特点—-高中物理必修第二册

实验探究平抛运动的特点—-高中物理必修第二册
关系。
二、实验思路
平抛运动是曲线运动,我们可以尝试将它分解为水平方向的分运动
和竖直方向的分运动。只要知道这两个方向的位移或速度随时间
变化的关系,平抛运动的特点就清楚了。
三、进行实验
方案一、利用频闪照相或者录制视频的方法,记录物体做平抛运动
时经过相等时间所到达的位置。
方案二、设法描绘物体做平抛运动的轨迹,先研究水平方向的运动
(2)小球其他照片位置中心依次为A、B、C……,过A、B、C……分
别向x轴和y轴作垂线,交x轴于xA、xB、xC……,交y轴于yA、yB、
yC……,在x轴和y轴上分别测量OxA、xAxB、xBxC……和OyA、yAyB、
yByC……之间的距离。
探究一
探究二
随堂检测
(3)在误差允许范围内,若OxA=xAxB=xBxC……,则说明平抛运动水平
上做匀速直线运动,A球做平抛运动,观察的运动轨迹,比较两球能否
相碰;分别改变开始释放时小球的高度,多次重复这个实验,如果每
次都相碰,说明平抛运动水平方向是匀速直线运动。
探究一
探究二
随堂检测
二、利用斜槽描绘平抛运动轨迹时的误差
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。
(3)确保拍摄照片清晰。
探究一
探究二
随堂检测
实例引导
例1如图所示,在探究平抛运动的实验中,可以描绘出小球平抛运动
的轨迹,实验简要步骤如下:
A.让小球多次由
释放,在一张印有小方格
的纸上记下小球经过的一系列位置,如图中a、b、c、d所示。
探究一
探究二
随堂检测
B.按图安装好器材,注意

实验5 探究平抛运动的特点

实验5 探究平抛运动的特点

实验探究平抛运动的特点探究平抛运动的特点。

根据运动的合成与分解原理,平抛运动可看作沿竖直方向和水平方向的两个分运动的合运动。

在水平和竖直两个方向中,先研究其中一个方向的运动规律,再设法分析另外一个方向的运动规律。

1.探究平抛运动竖直分运动特点的实验器材:小锤一个、两个相同的小铁球、平抛竖落仪一个。

2.探究平抛运动水平分运动特点的实验器材:斜槽、钢球、白纸、复写纸、铅垂线、铅笔、平抛铁架台(有背板及水平放置的可上下调节的挡板)。

1.探究平抛运动竖直分运动的特点如图甲所示,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球被松开,自由下落。

A、B两球同时开始运动。

观察两球哪个先落地。

分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,多次重复这个实验。

实验时,也可以用耳朵“听”来判断两球落地时刻的先后。

2.探究平抛运动水平分运动的特点在图乙所示的装置中,斜槽M末端水平。

钢球在斜槽中从某一高度滚下,从末端飞出后做平抛运动。

在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板N,钢球飞出后,落到挡板上。

实验前,先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。

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。

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。

最后,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。

1.平抛运动竖直方向分运动的特点观察发现,A、B两球同时落地。

改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,重复实验时,两球在空中的运动时间和A球的水平初速度大小发生改变,但A、B两球总是同时落地。

说明A球在竖直方向的分运动与B球完全相同,平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动。

2.平抛运动水平方向分运动的特点以小球出槽口时球心在白纸上的投影点为坐标原点,以水平方向为x轴,以竖直方向为y轴,建立坐标系。

因为平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,所以从起点开始,相邻相等时间间隔的竖直分位移之比为1∶3∶5∶…,据此可确定相等的时间间隔小球所在的位置,在x轴上从O点起,量出相等时间间隔内的水平位移,可知各段位移相等,故平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。

考点13 实验:探究平抛运动的特点 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系

考点13 实验:探究平抛运动的特点 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系

考点13实验:探究平抛运动的特点探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系[题组一基础与经典题]1.某兴趣小组探究平抛运动的特点,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。

(1)在如图甲所示的实验中,用小锤击打弹性金属片,A球水平抛出,同时B 球被释放,自由下落,由两球撞击水平地面的声音判断出两球同时落地。

改变装置的高度和小锤击打的力度,多次实验,发现两球仍然同时落地,由此可初步得出结论:平抛运动的________。

A.竖直分运动是自由落体运动B.水平分运动是匀速直线运动C.竖直分运动是自由落体运动,水平分运动是匀速直线运动(2)用如图乙所示的装置进行定量研究。

将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。

钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点水平飞出,由于挡板MN靠近硬板一侧较低,钢球落到挡板上后,就会挤压复写纸,在白纸上留下印迹。

上下调节挡板,通过多次实验,在白纸上记录钢球所经过的多个位置。

取平抛运动的起始点为坐标原点O,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y 轴的坐标系。

下列操作正确的有________。

A.钢球静置于Q点时,取钢球的球心作为坐标原点OB.确定y轴时,需要y轴与重垂线平行C.可以将重垂线当作尺直接画出y轴D.应该先确定x轴,再确定y轴(3)如图丙所示,根据印迹描出平抛运动的轨迹。

在轨迹上取C、D两点,O、C与C、D的水平间距相等且均为x,测得O、C与C、D的竖直间距分别是y1和y2;重复上述步骤,测得多组数据,计算发现始终满足y1y2=________,由此可初步得出结论:平抛运动的水平分运动是匀速直线运动,算出钢球平抛的初速度大小为________(结果用x、y1、当地重力加速度g表示)。

答案(1)A(2)AB(3)13x g2y1解析(1)A球水平抛出,同时B球被释放,自由下落,多次实验,由两球撞击水平地面的声音判断出两球始终同时落地,说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,而不能由此得出平抛运动的水平分运动的性质,故A正确。

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

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。

实验:探究平抛运动的特点-全国公开课一等奖

实验:探究平抛运动的特点-全国公开课一等奖

实验:探究平抛运动的特点【学习目标】1.知道什么是平抛及物体做平抛运动的条件。

2.知道抛体运动只受重力作用3.探究平抛运动在水平方向上是匀速直线运动和竖直方向自由落体运动,并且这两个运动互不影响。

【学习重点】平抛运动在水平方向是匀速直线运动和在竖直方向是自由落体运动。

【学习难点】平抛运动在水平方向是匀速直线运动和在竖直方向是自由落体运动的实验探索过程。

【新知探究】三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(1)所示的装置,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(2)所示的装置,两个相同的弧形轨道M、N,两小铁球P、Q能以相同的初速度同时分别从轨道下端水平射出。

实验可观察到的现象应是________________。

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______________________________________。

(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片。

图中每个小方格的边长为10cm,则由图可求得拍摄时每____________s曝光一次,该小球平抛的初速度大小为____________m/s,经过b点时速度大小为____________m/s。

(g取10 m/s2)【解析】(1)在打击金属片时,金属片把A球沿水平方向弹出,做平抛运动,同时B球被松开,做自由落体运动,两小球同时落地,说明A球与B球在竖直方向的运动规律相同,即:说明平抛运动竖直方向是自由落体运动。

(2)两小铁球P、Q能以相同的初速度同时分别从轨道下端水平射出,小铁球P做平抛运动,小铁球Q在水平方向做匀速直线运动,可以看到:P球落地时刚好和Q球相遇;当同时改变两小球滚下的高度时,仍能相碰,这说明:初速度相同时,平抛运动在水平方向的运动规律与匀速直线运动规律相同,即:说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动。

高中物理实验:探究平抛运动的特点

高中物理实验:探究平抛运动的特点
物体在水平方向上做 匀速直线 运动,在竖直方向上做 匀加速直线 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。
(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

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。

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

学案10:5.3实验:探究平抛运动的特点

学案10:5.3实验:探究平抛运动的特点

5.3 实验:探究平抛运动的特点学习目标1.知道平抛运动的条件及相应控制方法.2.知道用实验获得平抛运动轨迹的方法.3.知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法.4.知道测量初速度时需要测量的物理量.5.会推导平抛运动初速度的表达式,会计算平抛运动的初速度.自主探究1.平抛运动的性质做平抛运动的物体只受到力的作用,由牛顿第二定律可知,其加速度恒为g,所以是运动;又因力与速度不在同一条直线上,所以平抛运动是匀变速运动.2.平抛运动的处理方法平抛运动是一种曲线运动,研究平抛运动时可以将平抛运动分解为水平方向的和竖直方向的两个分运动.3.平抛运动的轨迹是.4.常见的几种获取平抛运动轨迹的方法(1)利用实验室的斜面小槽等器材装配如图所示的装置.钢球从斜槽上滚下,冲过水平槽飞出后做运动.每次都使钢球在斜槽上的位置滚下,钢球在空中做运动的轨迹就是的.设法用铅笔描出小球的位置.通过多次实验,在上记录钢球所经过的多个位置,连起来就得到钢球做的轨迹.怎样找出小球在运动过程中所经过的位置呢?.(2)如图,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,且水平端加接一段更细的硬管作为喷嘴.水从喷嘴中射出,在空中形成,它显示了运动的轨迹.设法把它描在背后的纸上就能进行分析处理了.插入瓶中的另一根细管的作用,是.这是因为该管上端与空气相通,A处水的压强始终大气压,不受瓶内的影响.因此,在水面降到A处以前的一段时间内,可以得到的细水柱.(3)用数码相机或数码摄像机记录平抛运动的轨迹.可以用它拍摄小球从水平桌面飞出后做平抛运动的几张连续照片.如果用数学课上画函数图象的方格黑板做背景,就可以根据照片上小球的位置在方格纸上画出小球的轨迹.合作探究一、设计实验方案交流方案,分析教材中的实验方案的优缺点,确定实验方案.二、确定平抛运动的轨迹(一)利用平抛实验仪的实验中得到较准确的轨迹,请思考下列问题:1.如何检验斜槽末端部分是否水平和木板面是否竖直?2.如何保证每次实验v0相同?3.小球平抛的抛出点在哪?如何确定?4.实验结果与斜面轨道不光滑有关吗?为什么?5.根据得到的实验轨迹点,如何描绘平抛运动的轨迹?6.实验需要哪些器材或仪器?如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线?说明方法:(二)利用水注法的实验中为了得到较准确的轨迹,请思考下列问题:1.如何确保水流出时做平抛运动?2.如何确保水注的轨迹不发生变化?3.根据得到的实验轨迹点,如何描绘平抛运动的轨迹?4.实验需要哪些器材或仪器?如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线?说明方法:三、计算平抛运动的初速度思考讨论:(1)如何推导平抛初速度的表达式?写出推导过程.(2)测量初速度时需要测量的物理量有哪些?(3)实验数据处理1 2 3 4xyv0的平均值课堂检测1.在研究平抛运动的实验中,为减小空气阻力对小球运动的影响,应采用()A.实心小铁球B.空心小铁球C.实心小木球D.以上三种小球都可以2.关于做“研究平抛运动”的实验时,下列说法正确的是()A.实验目的之一是求当地重力加速度B.小球运动时,应与木板上的白纸相接触C.把小球位置记录在纸上后,应用平滑曲线连接D.在纸上记录小球的第一个位置,应尽量靠近坐标原点3.安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是()A.保持小球飞出时,速度既不太大,也不太小B.保证小球飞出时,初速度水平C.保证小球在空中运动的时间每次都相等D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线4.在“研究平抛运动”的实验中,已备有下列器材:有孔的硬纸片、白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台,还需的器材有()A.停表B.天平C.重垂线D.弹簧测力计5.数码相机大多具有摄像功能,每秒钟拍摄大约15帧照片,一同学用它拍摄小球从水平面飞出后做平抛运动的几张连续照片,下列处理正确的是()A.只要测出相邻两照片上小球的距离,就能判断平抛运动的特点B.只要测出相邻两照片上小球的水平距离,就能判断平抛运动在水平方向上的运动特点C.只要测出相邻两照片上小球的竖直距离,就能判断平抛运动在水平方向上的运动特点D.只要测出相邻两照片上小球的竖直距离,就能判断平抛运动在竖直方向上的运动特点6.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.实验的目的是描出小球的运动轨迹,分析平抛运动的规律7.下列因素会使“研究平抛运动”实验的误差增大的是()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,在曲线上取作计算的点离原点O较远8.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9.在研究平抛物体的运动的实验中,为了求平抛物体的初速度,需直接测的数据有()A.小球开始滚下的高度B.小球在空中飞行的时间C.运动轨迹上某点P的水平坐标D.运动轨迹上某点P的竖直坐标10.在“研究平抛运动”的实验中,某同学记录了运动轨迹上三点A、B、C,如图所示,以A为坐标原点,建立坐标系,各点坐标值已在图中标出.求:(1)小球平抛初速度大小;(2)小球做平抛运动的初始位置坐标(g取10m/s2).答案自主探究1.重匀变速重曲线2.匀速直线运动自由落体运动3.抛物线4.(1)平抛同一平抛一定经过竖直白纸平抛运动可以把笔尖放在小球可能经过的位置,如果小球能够碰到笔尖,就说明位置找对了(2)弯曲的细水柱平抛保持从喷嘴射出水流的速度,使其不随瓶内水面的下降而减小等于水面高低稳定合作探究一、设计实验方案二、确定平抛运动的轨迹(一)1.小球放在斜槽水平任意位置都静止;木板面与重垂线平行.2.由同一位置静止释放小球.3.小球的球心,斜槽的末端向上加半径的高度4.没有关系,只要从同一斜面、同一高度静止释放小球,都能获得初速度相同的平抛运动.5.让小球沿斜槽末端抛出,先用眼睛粗略估计轨迹位置,再把笔尖放在该位置,让小球再次滚下,若小球击中笔尖,则记下该位置点,按照此方法,记录多个轨迹点,然后用平滑的曲线依次连接各点.6.平抛实验仪、金属小球、复写纸、白纸、刻度尺、三角板、笔、计算器.说明方法:抛物线轨迹上各点应满足y=ax2,在轨迹上测出若干点的坐标(x,y),带入方程中检验是否满足y与x2成正比的关系.(二)1.细管的末端保持水平2.使管口压强保持不变3.用平滑的曲线连接4.铁架台、饮料瓶、大头针、亚克力板、透明胶片、白板笔、刻度尺、三角板、接水盘、计算器.说明方法:抛物线轨迹上各点应满足y=ax2,在轨迹上测出若干点的坐标(x,y),带入方程中检验是否满足y与x2成正比的关系.三、计算平抛运动的初速度(1)(2)(3)测出轨迹上某一点的坐标(x,y)代入可求出v0,选取不同位置的点,多次测量后求出平均值.课堂检测1.A解析:空气阻力对实心小铁球的影响相对较小.2.C解析:平抛实验的目的不是测重力加速度,A错;小球也不能与木板上的白纸相接触,B错;实验用到的数据与坐标原点无关,D错.3.B解析:平抛运动就是要求小球离开斜槽时,初速度一定是水平的.4.C5.BD解析:研究平抛运动是采用运动的分解,分别在水平方向和竖直方向研究,所以需要测量水平间距和竖直间距,故选B、D.6.ACD解析:安装斜槽和木板时,木板要竖直,以保证描点准确,A正确,B错误;为保证小球每次做平抛运动的初速度相同,每次实验都要把小球从同一位置由静止释放,C正确;实验的目的是描出小球的运动轨迹,分析平抛运动的规律,进而求出初速度,D正确.7.BC解析:本实验的目的是描出平抛物体的运动轨迹,并求出平抛物体的初速度,实验中只要保证小球离开斜槽末端时的平抛初速度相等即可,因此,即使小球与斜槽之间有摩擦,只要保证小球每次从斜槽上滚下的初始位置都相同,平抛时的初速度就都相同,不会引起误差,A 错误;如果安装斜槽时其末端不水平,小球的运动就不是平抛,会引起误差,B正确;建立坐标系时,应以斜槽末端小球球心所在的位置为坐标原点,否则会引起误差,C正确;计算初速度时,计算点距抛出点O越远,x、y值就越大,用刻度尺进行测量时,其误差越小,故D错误.8.C解析:由于B球做自由落体运动,A、B两球总是同时落地,说明A球在竖直方向上和B 球做同样的运动,即A球也做自由落体运动,C正确,D错误;至于水平方向上A球做什么运动,该实验无法说明,A、B均错误.9.CD解析:由平抛运动规律,竖直方向,水平方向x=v0t,因此,可见只要测得轨迹上某点P的水平坐标x和竖直坐标y,就可求出初速度v0,故C、D正确.10.(1)1m/s(2)初始位置坐标值为(-10,-5)解析:(1)从题中可以看出在水平方向有x AB=x BC=10cm,说明从A到B所用时间与从B到C所用时间相等,即t AB=t BC=t0在竖直方向有Δh=h BC-h AB=10cm由匀变速直线运动规律可得则初速度(2)由匀变速直线运动规律可得B的竖直速度又v By=v Ay+gt0,则v Ay=1m/s又v Ay=gt,则t=0.1,即从平抛起点到A点的时间为0.1s因此,从抛出点到A点的水平位移x=v0t=0.1m=10cm,竖直位移于是可得物体开始做平抛运动的位置坐标(-10,-5).。

新教材人教版必修第二册 第五章 第三节 实验:探究平抛运动的特点 教案

新教材人教版必修第二册 第五章 第三节 实验:探究平抛运动的特点 教案

第五章抛体运动实验:探究平抛运动的特点教学设计【教师提问】粉笔头的运动性质?粉笔头的受力情况?【教师引导】实际上在这种情况下,空气阻力非常小,一般情况下我们不考虑,这里我们就认为粉笔头只受到重力的作用。

【教师提问】生活中有哪些物体的运动与我们刚才实验中的粉笔头情况相似?【教师总结】可以看出,生活中有许多这种运动的例子。

从这些例子中我们可以看出,所有这些物体都是以一定的初速度被抛出,忽略空气阻力,在只受重力的情况下做曲线运动,我们把这种运动称为抛体运动。

在抛体运动中有一种特殊情况,即物体被抛出时的初速度方向沿水平方向,我们把这样的抛体运动称为平抛运动。

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:(1)初速度竖直向上:竖直上抛运动(2)初速度竖直向下:竖直下抛运动粉笔头的运动轨迹是曲线,它做的是曲线运动受到竖直向下的重力和与运动方向相反的空气阻力的作用。

)生活中有:足球比赛中被球员踢起来在空中飞行的足球;乒乓球比赛中被球拍打出去的乒乓球;被运动员扔出去的铁饼、标枪、铅球等。

了解抛体运动的各种分类,加深对抛体运动的理解演示实验,提高学生的观察能力和学习的兴趣知道抛体运动是匀变速曲线运动,知道抛(3)初速度与水平面成正角:斜上抛运动(4)初速度与水平面成负角;斜下抛运动(2)平抛运动竖直方向的运动规律【教师引导实验】用平抛运动演示仪演示平抛运动请大家注意观察平抛运动的轨迹,发现它是一条曲线。

由此我们可以得出这样一个结论;平抛运动在竖直方向上的分速度是越来越快的。

【教师提问】平抛运动的物体在竖直方向上的受力情况?根据我们上节课学的分运动的独立性原理知道,分运动在各自的方向上遵循各自的规律,我们能得出什么样的结论呢?既然我们有了这样的猜想,为了验证它的正确性,我们来做下面这个实验。

【教师回答】正是由于有空气阻力的影响,物体下落得才有快有慢。

同学们想想看,如果没有空气阻力的影响,也就是在一个没有空气的空间里,物体只受重力,从静止开始下落的情况是什么样子呢?【教师引导实验】【教师提问】如图所示,用小锤打击弹簧金属在竖直方向上只受到重力的作用平抛运动竖直方向上的分运动有可能是自由落体运动A球在金属片的打击下获体运动的多种分类【教师引导】要进行这样的验证,我们首先面临的问题就是如何得到平抛运动的轨迹图象,我们可以采用以下方案来获得:(1)按照以下步骤准备实验装置第一,将平抛运动实验器置于桌面,装好乎抛轨道,使轨道的抛射端处于水平位置,调节调平螺丝,观察重垂线或气泡水准,使面板处于竖直平面内,卡好定位板,装置如图所示。

实验:探究平抛运动的特点

实验:探究平抛运动的特点

实验:探究平抛运动的特点
1.平抛运动的特点:
(1)受力特征:只受重力
(2)运动特征:有水平初速度,加速度为g,是匀变速运动
(3)运动轨迹:加速度与初速度不共线,物体做匀变速曲线运动
2.平抛运动的分解:水平方向匀速直线运动,竖直方向自由落体运动
3.研究平抛运动的基本方法:
(1)受击打的弹性金属片将A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,两球同时落地,验证了什么?实验装置图大致是怎样的?
提示:平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
(2)让两小球从相同的弧形轨道的相同高度滚下,观察到P,Q两球相碰,验证了什么?实验装置图大致是怎样的?
提示:平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
(3)利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的初速度和飞行时间,底板上的标尺可以测得水平位移,据此可以分析平抛运动的规律。

4.三种描绘平抛运动轨迹的案例
(1)描迹法:释放小球应注意什么?轨道末端?坐标原点?
(2)喷水法:两管都必须在液面以下吗?长直管不开口会怎样?(3)照相法:要明确时间间隔或频率,注意是否有比例尺。

5.题型:给出坐标点求初速度v0和抛出点位置
首先选一中间点
(1)竖直方向有x1−x2=gT2求T
(2)水平方向x=Tv0求v0
(3)根据中间点上下两点求平均速度v
中间点y =

两点距离
2T
求v y
(4)V y=gt运动时间求t运动时间
(5)ℎ=1
2gt
运动时间
2求y
初坐标
(6)x=v0t运动时间求x初坐标
(7)根据5,6得抛出点位置
完成题组练习
完成综合练习。

5.3实验:探究平抛运动的特点(解析版)

5.3实验:探究平抛运动的特点(解析版)

5.3 实验:探究平抛运动的特点【学习目标】1. 学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹.2. 会根据平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度.3. 掌握描迹法、频闪照相法等探究实验的常用方法. 【知识要点】一、描绘平抛运动的轨迹 1.实验器材斜槽、小球、方木板、图钉、刻度尺、铅垂线、铅笔、坐标纸、铁架台. 2.实验步骤(1)按图甲所示安装实验装置,使斜槽末端水平(小球在斜槽末端点恰好静止)(2)以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点O ,过O 点画出竖直的y 轴和水平的x 轴.(3)使小球从斜槽上同一位置由静止滚下,把笔尖放在小球可能经过的位置上,如果小球运动中碰到笔尖,就用铅笔在该位置画上一点.用同样方法,在小球运动路线上描下若干点.(4)将白纸从木板上取下,从O 点开始通过画出的若干点描出一条平滑的曲线,如图乙所示. 3.注意事项(1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平(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)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. (3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放.(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左上角一直到达右下角为宜.4.频闪照相法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了小球的运动轨迹.如图所示.二、计算平抛运动的初速度计算平抛运动的初速度可以分为两种情况 1.平抛轨迹完整(即含有抛出点)在轨迹上任取一点,测出该点离原点的水平位移x 及竖直位移y ,就可求出初速度v 0.因x =v 0t ,y =12gt 2,故v 0=x g2y .2.平抛轨迹残缺(即无抛出点)在轨迹上任取三点A 、B 、C(如图所示),使A 、B 间及B 、C 间的水平距离相等,由平抛运动的规律可知A 、B 间与B 、C 间所用时间相等,设为t ,则Δh =h BC -h AB =gt 2 所以t =h BC -h ABg所以初速度v 0=xt=xgh BC -h AB【题型练习】【例1】如图所示,在“研究平抛运动”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 .让小球多次从同一位置静止释放,在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置,如图中a 、b 、c 、d 所示.B .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 点的水平线与竖直线.C .取下方格纸,以O 为原点,以水平线为x 轴,竖直线为y 轴建立坐标系,用平滑曲线画出小球平抛运动的轨迹.(1)上述实验步骤的合理顺序是____________.(2)已知图中小方格的边长为L ,则小球从a 位置运动到c 位置所用的时间为________,小球平抛的初速度为________. (均用L 、g 表示) 【答案】BAC Lg2Lg 【解析】 【详解】(1)[1]实验操作中要先安装仪器,然后进行实验操作,在进行数据处理,故实验顺序为:B,A,C (2)[2])由图可以知道a 、b 、c 、d 之间的时间间隔是相同的,因此根据匀变速直线运动的规律有:2h gT ∆=由题可以知道h L ∆=,带入计算得出每相邻两个位置的时间间隔为:L T g=则小球从a 位置运动到c 位置所用的时间为:22L t T g== [3] 水平方向匀速直线运动,02x L v T ==小球平抛的初速度为:022Lv gL T== 【例2】在做“研究平抛物体的运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图实所示的装置,在一块平木板表面钉上复写纸和白纸,并将该木板竖直立于紧靠槽口处.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 ;将木板向远离槽口方向平移距离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 ;又将木板再向远离槽口方向平移距离x ,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C .若测得木板每次移动距离均为x =10.00 cm.A 、B 间距离y 1=4.78 cm ,B 、C 间距离y 2=14.58 cm.(g 取9.80 m/s 2)(1)实验前,需要将斜槽轨道的末端调至_______(填“水平”或“倾斜”);(2)为了得到图中的A 、B 、C 三点,每次释放小球时的初位置应该______(填“相同”或“不同”) (3)小球从A 下落到B ,与从B 下落到C 所用时间_____(填“相等”或“不等”);(4)小球在平抛运动过程中,竖直方向做的是__________运动;水平方向做的是___________运动. (5)根据以上直接测量的物理量求得小球初速度为v 0=________ m/s (结果保留两位有效数字). 【答案】(1)水平 (2)相同 (3)相等 (4)自由落体 匀速直线 (5)1.0 【解析】(1)[1].小球每次从斜槽轨道末端出来的运动是平抛运动,所以斜槽轨道的末端调至水平. (2)[2].为了得到图中的A 、B 、C 三点,小球每次做平抛运动的初速度应该相同,所以每次释放小球时的初位置应该相同.(3)[3].小球从A 下落到B ,与从B 下落到C 的水平位移相同,平抛运动的水平方向的运动是匀速直线运动,根据0xt v =得,时间相等. (4)[4][5].平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动,竖直方向的分运动为自由落体运动,所以小球在平抛运动过程中,竖直方向做的是自由落体运动;水平方向做的是匀速直线运动. (5)[6].在竖直方向上:∆y=y 2﹣y 1=gt 2水平方向上:x=v 0t联立方程解得:021gv xy y =-联立解得:0 1.0m/s v =【同类练习】1.(一)在做“研究平抛物体的运动”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 .弹簧秤F .重垂线 (二)在做实验中,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 .斜槽轨道末端可以不水平D .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E .为了比较准确地描出小球运动的轨迹.应该用一条曲线把所有的点连接起来 (三)如图为一小球做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 .如果取,那么:(1)闪光照片闪光周期是 s .(2)小球运动中水平分速度的大小是 m/s . (3)小球经过B 点时的竖直分速度大小是 m/s ; 经过B 点时的合速度大小是 m/s ;【答案】(一) CF (二) AD (三)(1)0.1(2)1.5(3)2 2.5 【解析】试题分析:(一)做“研究平抛物体的运动”实验时,除了木板、小球斜槽、铅笔、图钉之外,还需要的是器材是坐标纸、重垂线.坐标纸除能更准确确定位置外,还能 读出某点坐标,使作图更准确;重垂线的作用是确保坐标纸是在竖直面内,使其与小球运动平面平行,确保轨迹为平抛运动轨迹,故CF 正确.(二)为了能画出平抛运动轨迹,首先保证小球做的是平抛运动,所以斜槽轨道不一定要光滑,但必须是水平的.同时要让小球总是从同一位置释放,这样才能找到同一运动轨迹上的几个点,然后将这几个点平滑连接起来,故BC 错误,AD 正确.(三)(1)在竖直方向上有:2h gT =,其中53510h cm ()=-⨯=,代入求得:0.1T s =.(2)水平方向:0x v t =,其中30.15x L m ==,0.1t T s ==,故0 1.5/v m s =. (3)根据匀变速直线运动中,时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度,在B 点有:y 0.4v 2/20.2AC h m s T ===;所以B 点速度为:22220v 152 2.5/y v v m s =+=+=. 2.在做“研究平抛物体的运动”实验时.(1)除了木板、钢球、坐标纸、铅笔、重锤线、图钉之外,下列器材中还需要的是__ A .斜槽 B .秒表 C .弹簧秤 D .天平(2)实验中,下列说法正确的是______ A .斜槽轨道末端必须保证水平 B .斜槽轨道粗糙对实验有一定的影响 C .小球不必每次从斜槽上相同的位置释放D .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(3)实验时某同学得到了如图所示的物体运动轨迹,a 、b 、c 是轨迹上的三个点,以a 点为坐标原点,建立xOy 坐标系,则小球从a 点运动到b 点所用的时间t=___s ,小球平抛的初速度大小v=___m /s ,经过b 点时的速度大小v b =_____m/s(g=10m/s 2)【答案】A AD 0.1 2.5 【解析】(1) “研究平抛物体的运动”实验将斜槽的末端调成水平,这样小球从斜槽飞出后做平抛运动;“研究平抛物体的运动”实验中不需要测量小球的质量、重力及小球运动的时间.所以不需要的器材是天平、弹簧和秒表,需要的是斜槽.故A 项正确,BCD 三项错误.(2)A :斜槽的末端必须保证水平,这样小球从斜槽飞出后才做平抛运动.故A 项正确.BC :小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放,不论斜槽是否光滑,小球从斜槽飞出时的速度都相同,这样能保证描绘的是同一平抛运动的轨迹.故BC 两项错误.D :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.故D 项正确.(3)由图知ab 、bc 的水平距离相等,则小球从a 点运动到b 点所用的时间等于小球从b 点运动到c 点所用的时间,据2bc ab h h gt -=,解得:小球从a 点运动到b 点所用的时间0.200.100.1010bc ab h h t s s g --===. 小球平抛的初速度0.20 2.00.10ab x mm v s s t ===小球经过b 点时速度的竖直分量0.100.20 1.520.20abbc by y y mm v s s t ++=== 小球经过b 点时速度22222.0 1.5 2.5b by m m v v v s s=+=+=【成果巩固训练】1.如图所示的平抛运动轨迹上,若遗漏了平抛轨迹的起始点 ,可按下述方法处理数据:在轨迹上取A 、B 、C 三点,AB 和BC 的水平间距相等且均为x ,测得AB 和CD 的竖直间距分别为y 1和y 2,当地重力加速度为g ,下列说法正确的是A .根据以上信息无法确定小球平抛的起始点B 221gx y y -C .1213y y > D .1213y y < 【答案】BC 【解析】 【详解】B .因三点间水平位移相等,则时间相等,设为T ,则由221y y gT -=0x v T =解得21y y T g-=2021gx v y y =-选项B 正确;A .根据122y y y v gt T +==求解v y ,t ;根据22y v y g=求解y ;根据x =v 0t 求解x ;选项A 错误; CD .设A 点的竖直速度为v y0,则2012220012=11[2(2)]()22y y y v T gT y y v T g T v T gT +⋅+-+220022001112211333322y y y y v T gT v T gT v T gT v T gT ++=>=+⨯⨯+⨯ 选项C 正确,D 错误; 故选C 。

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[学习目标要求] 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。

一、实验原理用频闪照相的方法或研究平抛运动的实验装置得出小球做平抛运动的不同时刻的位置,用平滑曲线连接各位置,得到小球做平抛运动的轨迹。

以小球平抛的起点为坐标原点,沿水平方向和竖直向下的方向建立直角坐标系,根据各点坐标数据研究小球在水平方向和竖直方向的运动规律。

二、实验器材1.频闪照相机、铅笔、刻度尺、三角板。

2.平抛实验装置、小钢球、白纸、复写纸、铅笔、刻度尺、三角板。

三、探究方案1.频闪照相法探究平抛运动的特点:用频闪照相机记录下平抛物体在不同时刻的位置,如图所示。

由于闪光的时间间隔是相等的,只要测量照片上相邻两小球在水平方向和竖直方向的位移随时间变化的具体数据,就可以判断平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动特点。

2.分步法探究平抛运动的特点(1)探究平抛运动在竖直方向上的特点,如图所示,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。

(2)探究平抛运动在水平方向上的特点,应用如图所示的装置,利用描迹法得到平抛运动的轨迹,结合(1)中得出的平抛运动竖直分运动的特点,再分析出平抛运动在水平方向上的特点。

3.其他方案(1)描迹法利用实验室的器材装配如图所示的装置,小钢球从斜槽上滚下,冲过水平槽飞出后做平抛运动。

每次都使小钢球在斜槽上同一位置自由滚下,小钢球在空中做平抛运动的轨迹就是一定的,设法用铅笔描出小钢球经过的位置,通过多次实验,在竖直白纸上记录小钢球所经过的多个位置,用平滑的曲线把这些位置连起来,就得到小钢球做平抛运动的轨迹。

(2)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。

探究平抛运动的特点的实验步骤

探究平抛运动的特点的实验步骤

探究平抛运动的特点的实验步骤实验名称:探究平抛运动的特点实验仪器:1. 平抛枪2. 视频记录仪3. 尺子4. 计时器实验原理:平抛运动是指在水平方向初速度不变的情况下,物体自由落体的运动。

在平抛运动中,物体的加速度竖直方向为重力加速度,水平方向为0。

因此物体在水平方向的速度始终保持不变,在竖直方向上则受到重力作用而做匀加速直线运动。

实验步骤:1. 将平抛枪固定在指定的角度上,用尺子测量撑球枪的发射速度和角度,并作记录。

2. 使用视频记录仪对撑球的飞行轨迹进行记录和分析,记录下球体落地的时间。

3. 根据记录的飞行时间和落地时间,计算球的飞行距离和飞行时间,并作记录。

4. 改变平抛枪的角度和发射速度,再次进行实验,以得到多组数据。

5. 分析得到的实验数据,计算球的平均飞行距离、平均飞行时间、平均初速度和平均升高。

6. 分析数据,得出平抛运动的特点。

实验注意事项:1. 实验过程中必须保证实验区域周围没有其他人员,以免造成人身伤害。

2. 实验过程中应注意安全,不要对实验过程中的任何物体和设备进行乱动或随意更改。

3. 确保实验中使用的设备能够正常和准确地工作,如计时器和尺子等。

4. 对飞行轨迹进行记录和分析时,可以借助视觉参考标志如标记线、墙面等。

实验结果:经过多组实验数据的分析,证实了平抛运动的特点是初速度不变,在竖直方向的加速度为重力加速度,而水平方向上没有加速度,使得物体在水平方向上做匀速直线运动,从而运动轨迹呈现抛物线形态,且落地点与起点在同一水平面上。

实验结论:平抛运动是一种在水平面上自由落体的运动形式,它的特点是运动轨迹呈现抛物线形态,落地点与起点在同一水平面上。

平抛运动的速度在竖直方向上始终发生变化,而在水平方向上始终为常数,这也是平抛运动与垂直自由落体运动的本质区别。

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新知讲解
②A、B 两球同时开始运动。观察两球的运动轨迹,注意倾听它们 落地的声音。 ③分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,多次重复这个实 验,记录实验现象有什么变化。 思考讨论:通过实验你观察到哪些现象,这一现象说明什么问题?
Hale Waihona Puke 新知讲解(3)实验现象 ①实验现象无论A球的初速度多大,它总是与B球同时落地。 ②A球水平抛出时的速度愈大,它飞出的水平距离也就愈远。
实验:探究平抛运动的特点
新知导入
演示1、观察斜向上抛出的粉笔 的运动轨迹;
演示2、观察水平桌面上的小球 被碰后,以一定的水平初速度 离开桌面后所做的运动轨迹。
v0
在空气阻力可以忽略的情况下,粉笔和小球的运动都属于抛体运动。
新知讲解
思考1:做抛体运动的物体在运动过程中受什么力作用? 忽略空气阻力,只受重力的作用。 思考2:为什么物体的轨迹是曲线? 物体的初速度与重力不在一直线上。
板书设计
三、探究平抛运动竖直和水平方向分运动的特点。 1、平抛运动在竖直方向上是自由落体运动,水平方向速度 的大小不影响平抛运动在竖直方向上的运动; 2、平抛运动在水平方向上是匀速直线运动,竖直方向的速 度大小不影响平抛运动在水平方向的运动;
作业布置
课后练习和同步练习
谢谢
课堂练习
4、如图甲所示是“研究平抛物体运动”的实验装置图,图乙是利
用该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
错误的是( B )
A.斜槽轨道太光滑
B.斜槽轨道末端切线不水平
C.释放小球时速度不为0 D.从不同位置释放小球
图甲
图乙
拓展提高
1、一个学生在“探究平抛物体运动”的实验中描出了如图所示
课堂练习
2、利用如图所示的装置研究平抛运动。为了画出一条钢球做平抛运动的 轨迹,在安装调试装置和实验操作时,下列要求不必要的是( A ) A.斜槽必须是光滑的 B.记录轨迹的白纸必须在竖直平面内 C.斜槽末端的切线必须调成水平 D.钢球每次必须从斜槽上同一位置滚下
课堂练习
3、平抛物体的运动规律可概括为两条:第一条,水平方向做匀速直线运 动;第二条,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,如图所示,用小锤打击弹性金属片,A球水平飞出,同时 B球被松开,两球同时落到地面,则这个实验( B ) A.只能说明上述规律中的第一条 B.只能说明上述规律中的第二条 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
以左边第一个小球的中心为原点,沿水 平向右和竖直向下的方向建立直角坐标 系, 将各球中心点的横坐标和纵坐标 记录在自己设计的表格中。
时间(秒) 1
2
3
新知讲解
水平距离 20
40
60
竖直距离 5
20
45
0 5
20
40
60 x/m
20
45 y/m
4
.…
..
80 .… ..
80 .… ..
新知讲解
3、数据分析 思考:根据所记录的数据,以及相邻小球时间间隔相等的特点,你 能分析小球在水平方向和竖直方向分运动的特点吗?
拓展提高
3、(1)用如图甲所示的装置探究平抛运动规 律。用小锤打击弹性金属片,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,改变小锤打击的力度,即改 变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这 说明 平 ——抛—运——动—在——竖—直——方—向——为—自——由—落——体—运——动—。
视频:平抛运动与自由落体分运动的等时性。
新知讲解
(4)实验结论 ①平抛运动的下落时间与它自由落体分运动的时间相等。 ②平抛运动在竖直方向上是自由落体运动,水平方向速度 的大小不影响平抛运动在竖直方向上的运动。
新知讲解
2、探究平抛运动水平方向分运动
(1)实验器材 斜槽、白纸、图钉、方木板、钢球、 刻度尺、重锤、细线、三角板、铅 笔、铁架台。
新知讲解
思考讨论:怎样计算平抛物体的初速度? 水平方向上的匀速直线运动;竖直方向上的自由落体运动。
x=v0t
y= gt2
v0=
x t
=
x
g 2y
O v0 y
x P(x,y)
测出轨迹上某一点的坐标(x、y)代入可求出v0
课堂练习
1、下列哪些因素会使“研究平抛运动”实验的误差增大( C ) A.小球与斜槽之间有摩擦; B.安装斜槽时其末端水平 ; 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,在曲线上取作计算的点离原点 O较远 。
⑤以O点为原点,画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴。
⑥求小球平抛的初速度v0
平抛运动实验
新知讲解
1 3
x
M
O
平抛运动与水平 5 y
N
方向的运动 (3)实验结论: 平抛运动在水平方向上是匀速直线运动,竖直
方向的速度大小不影响平抛运动在水平方向的运动。
新知讲解
注意事项 ①保证斜槽末端点的切线水平,方木板竖直。 ②小球每次从斜槽上同一位置滚下。 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。 测量两相邻位置间的水平位移,分析这些位移特点。
M N
新知讲解
(2)实验步骤 ①用图钉将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。
②在木板左上角固定斜槽并使其末端点的切线水平。在纸上把这 个O点记下来,利用重垂线画出通过O点的竖直线。
③在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板 N,钢球飞出 后,落到挡板上挤压复写纸,在白纸上留下印迹.
新知讲解
④取下白纸用平滑的曲线把所记下的小球通过的位置连接起 来就得出小球做平抛运动的轨迹。
的几个实验点,其中偏差较大的实验点B产生的原因可能是( BC )
A.小球滚下的高度较其它各次高 B.小球滚下的高度较其它各次低 C.小球在运动中遇到其它各次没有遇到的阻碍
A BC
D
D.小球开始滚下时,实验者已给它一个初速度
y
拓展提高
2、“研究平抛物体的运动”实验的装置如图所示,在实验前应( AB) A.将斜槽的末端切线调成水平 ; B.将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行 C.小球每次必须从斜面上同一位置由静止开始释放; D.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O,作为小球做平抛运动的起点 和所建坐标系的原点 。
由斜槽上某固定位置无初 速释放小球,描绘小球运 动轨迹。
新知讲解
方法二:径迹法
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,
o
加上一个很细的喷嘴, 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。
新知讲解
方法三:用频闪照相的方法,记录物体在不同时刻的位置。
20
40 60 x/m
所以在竖直方向
20
上做的是自由落
体运动。
45 y/m
新知讲解
三、探究平抛运动竖直和水平方向分运动的特点。 1、探究平抛运动竖直分运动 (1)实验器材 平抛运动演示装置、小锤、两球完全相同的小球。 (2)实验步骤 ①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。
思考3:你能总结抛体运动的定义吗? 物体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。
新知讲解
一、平抛运动 V0
1、平抛运动 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。
做平抛运动的物体有什么特点呢?
下面我们通过实验来探究物体做平抛运动的特点。
水平方向分运动的特点:结合表格和图象可知,在水平方向上小球在 每秒通过的路程都为20m即:相同时间内通过的路程相等,所以在水 平方向上做的是匀速运动;
新知讲解
竖直方向分运动的特点:结合表格和图象可知,在竖直方向上小
球相同时间内通过的路程分别为:5m、15m、25m……即为:
1:3:5……,符合自由落体运动的规律 0 5
新知讲解
二、探究平抛运动的特点 1、实验思路 按照把复杂的曲线运动分解为两个相对简单的直 线运动的思路,把平抛运动看作是在竖直方向的 分运动和水平方向的分运动的合运动。
如果这两个分运动研究清楚了,平抛运动的规律 自然就清楚了。
新知讲解
2、进行实验 思考:如何通过实验方法获得平抛运动轨迹? 方法一:描迹法
图甲
拓展提高
(2)图乙为用描点法画小球做平抛运动轨迹的实验装置,实验时,让 小球多次沿同一轨道运动,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—C—D— A.斜槽的末端切线必须水平 E.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线 B.斜槽轨道必须光滑且每次释放小球的位置必须不同 F.记录小球经过不同高度的位置时,每次必须严格地等距离下降 C.每次必须从同一位置由静止开始释放小球 G.将球经过的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线 D.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
图丙
课堂总结
1、平抛运动: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。 2、平抛运动在竖直方向上是自由落体运动,水平方向速度的 大小不影响平抛运动在竖直方向上的运动; 3、平抛运动在水平方向上是匀速直线运动,竖直方向的速度 大小不影响平抛运动在水平方向的运动;
板书设计
一、平抛运动 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。 二、探究平抛运动的特点 1、实验思路 2、进行实验 3、数据分析
拓展提高
(3)某同学采用频闪摄影的方法拍摄“小球做平抛运动”的照片,如 图丙是照片的一部分,已知图中小方格的边长L=5cm,设A到B的时间间 隔为T,则T=___0_._1__s;小球平抛的初速度v0=__1_._5___m/s;(取 g=10m/s2),小球在B点的速度大小vB=__2_._5___m/s;小球从抛出点到B 点运动的时间tB=___0_._2__s。
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