高中物理 5.3 实验:研究平抛运动导学案新人教版必修2
高中物理:5.3《抛体运动的规律》教案(新人教版必修2)
第三节抛体运动的规律三维目标:(一)知识与技能1、理解平抛运动是匀变速运动,其加速度为g。
2、掌握抛体运动的位置与速度的关系。
(二)过程与方法1、掌握平抛运动的特点,能够运用平抛规律解决有关问题。
2、通过例题分析再次体会平抛运动的规律。
(三)情感、态度与价值观1、有参与实验总结规律的热情,从而能更方便的解决实际问题。
2、通过实践,巩固自己所学知识。
教学重点分析归纳抛体运动的规律教学难点应用数学知识分析归纳抛体运动的规律教学方法教师启发、引导,学生归纳分析,讨论、交流学习成果教学工具投影仪等多媒体教学设备教学过程(一)引入新课上节课已经实验探究了平抛运动的特点,本节我们将从理论上对抛体运动的规律进行研究。
(二)进行新课1、抛体的位置教师活动:引导学生阅读教材,独立推导抛体运动的位置坐标。
为了便于研究,推导时考虑以下问题:1、应该沿什么方向建立坐标系?2、应以哪个位置作为坐标原点?学生活动:在练习本上建立平面直角坐标系,推导t时刻小球在水平方向和竖直方向上的位置坐标x、y.为了研究问题的方便,应该沿水平向右和竖直向下建立坐标系,并取小球刚被水平抛出的瞬间作为坐标原点。
教师活动:巡回指导,掌握学生的推导过程。
投影学生的推导过程,引导学生分析、点评。
点评:通过学生推导分析,提高学生分析解决问题的能力。
通过推导,体会成功的喜悦。
为进一步研究轨迹方程做好准备。
教师活动:投影例1,讨论以速度v水平抛出的物体的运动轨迹。
引导学生独立思考,独立寻找求解轨迹的方法。
学生活动:在练习本上建立平面直角坐标系,利用上面推导出的位置坐标x、y的表达式,消去时间t,得到轨迹方程,即x与y的关系式。
点评:培养学生运用数学知识分析解决物理问题的能力。
教师活动:巡回指导,掌握学生的推导过程。
投影学生的推导过程,引导学生分析、点评。
从轨迹方程可以看出,其轨迹为抛物线。
提出问题:如果将物体斜向上或斜向下抛出,物体的运动轨迹是怎样的呢?引导学生阅读教材有关内容,就“说一说”栏目中的问题进行讨论。
人教版高中物理必修2第五章曲线运动3.实验:研究平抛运动导学案(2)
必修2_5.3实验:研究平抛运动【学习目标】1.知道平抛运动的特点规律2.熟练的利用实验的方法描绘平抛运动的轨迹3.应用平抛运动的规律求出平抛运动的初速度4.证明平抛运动轨迹为抛物线【自主学习】一.实验目的探索平抛运动的轨迹及平抛运动在水平和竖直方向上两个分运动的规律。
二.实验原理在竖直放置的木板上固定坐标纸,让小球做平抛运动,描出小球的运动轨迹;装置如图所示。
选定斜槽末端球心所在的点为坐标原点,初速度的方向为轴的正方向,以竖直向下为轴的正方向建立直角坐标系,测出轨迹曲线上某一点的坐标(x,y),根据两个分运动的特点,利用公式,求出小球的飞行时间。
再利用公式,求出小球的水平分速度,即为小球做平抛运动的初速度,v0= (用x、y等量表示)。
三.实验器材斜槽、竖直固定在铁架台上的木板、白纸、图钉、小球,铅笔、刻度尺,铅垂线。
四.实验步骤1.探究竖直方向的运动规律(1)将两小球A、B放置在如图所示装置的图示位置处,注意使两小球的位置在同一水平线上。
(2)用小锤击打弹性金属片C,使小球A沿水平方向飞出,做平抛运动,同时小球B被松开,做自由落体运动。
观察两小球是否同时落地。
(3)改变小球距地面的高度和小锤打击的力度,多次重复实验。
2.探究水平方向的运动规律(1)如图所示,将斜槽固定在实验桌上,检查斜槽末端是否水平。
(2)将坐标纸用图钉固定在木板上,并用铁架台固定好木板,靠近斜槽竖直地放好木板,并用重垂线检查调整竖直木板,使坐标纸上的竖线竖直。
(3)选定斜槽末端所在的点为坐标原点O,从坐标原点0标出竖直向下的y 轴和水平向右的x 轴。
(4)使小球由斜槽的某一固定位置自由滑下,由0点开始做平抛运动,用眼睛粗略地确定做平抛运动的小球在某一x 值处对应的竖直位置。
(5)再使小球从相同位置滚下,在第(4)步确定的位置附近,用铅笔较准确地确定小球通过的位置,并在坐标纸上记下这一点。
(6)依次改变x 值,用同样的方法确定其他各点的位置。
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5_3实验:研究平抛运动导学案新人教版必修2
实验:研究平抛运动学习目标知识与技术:1.能说出平抛运动的条件和相应控制方式.2.能用实验取得平抛运动轨迹的方式.3.知道判断运动轨迹是不是是抛物线的方式.4.知道测量初速度时需要测量的物理量.5.会推导平抛初速度的表达式,会计算平抛运动的初速度。
进程与方式:1.通过学生设计实验,体会物理问题的探讨思想和实验设计思想,能记住设计实验的大体方式.2.会用运动合成与分解的方式分析抛体运动.3.学会化曲线为直线的物理思想和方式.情感态度与价值观:1.培育学生合作与交流的精神,有将自己的观点与他人交流的愿望,养成在合作中既坚持原则又尊重他人的习惯.2.通过学生的动手实验,将感性熟悉和理性思维相结合,使学生取得成功的体验.学习重点,描画平抛物体运动的轨迹;研究平抛运动的特点学习难点:描画平抛物体运动的轨迹预习案:两个方向的分运动的合成。
一个是水平方向的运动,另一个是竖直方向的运动。
在竖直放置的木板上固定坐标纸,让小球做平抛运动,描出小球的运动轨迹;装置如图5-11所示。
选定斜槽结尾球心所在的点为坐标原点,初速度的方向为轴的正方向,以竖直向下为轴的正方向成立直角坐标系,测出轨迹曲线上某一点的坐标(x,y),按照两个分运动的特点,利用公式,求出小图5-11球的飞行时间。
再利用公式,求出小球的水平分速度,即为小球做平抛运动的初速度,v0= (用x、y等量表示)。
二、实验器材斜槽、竖直固定在铁架台上的木板、白纸、图钉、,有空的卡片、,铅垂线。
三、实验步骤(1)安装调整斜槽用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板的左上角固定斜槽,可用平衡法调整斜槽,即将小球轻放在斜槽平直部份的结尾,能使小球在平直轨道上的任意位置静止,就表明水平已调好。
(2)调整木板用悬挂在槽口的铅垂线把木板调整到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直面平行,然后把铅垂线方向记录到钉在木板的白纸上,固定木板,使在重复实验的进程中,木板与斜槽的相对位置维持不变。
《第五章 3 实验_探究平抛运动的特点》作业设计方案-高中物理人教版19必修第二册
《实验_探究平抛运动的特点》作业设计方案(第一课时)一、作业目标:1. 理解平抛运动的概念和特点;2. 掌握平抛运动实验的原理和方法;3. 能够正确使用实验器材进行实验操作;4. 通过实验探究,得出平抛运动的特点,并能够应用这些特点解决实际问题。
二、作业内容:1. 阅读教材,了解平抛运动的特点和平抛运动实验的原理和方法。
完成以下简答题:什么是平抛运动?平抛运动有哪些特点?2. 按照教材中的实验步骤和要求,自行设计实验方案并进行操作。
将实验数据记录在教材提供的表格中,并分析这些数据得出平抛运动的特点。
3. 根据教材中的示例,尝试解决一些与平抛运动相关的问题,例如:一个物体以一定的初速度水平抛出,经过一段时间落地,已知物体落地的速度方向与水平方向的夹角为θ,求物体从抛出点到落地点的水平距离和竖直高度。
4. 根据实验数据和教材中的结论,总结出平抛运动在水平和竖直方向上的运动特点,并思考这些特点在生活和工程中的应用。
三、作业要求:1. 同学们需要独立完成实验操作和数据分析,遇到问题可以相互讨论,但不得抄袭他人答案。
2. 完成简答题、问题和总结时需要认真思考,结合实验数据和教材内容进行回答。
3. 提交作业时,请将实验数据表格、问题和总结等部分以图片形式附在作业中,以便批改。
四、作业评价:1. 评价标准:作业完成情况(是否独立完成,有无抄袭)、回答质量(是否正确理解平抛运动的特点和平抛运动实验的原理和方法,能否正确应用实验数据和教材内容进行回答)。
2. 批改方式:采用教师批改和同伴互评相结合的方式,重点关注实验数据和分析过程,给予学生必要的指导和建议。
3. 评价结果:将评价结果反馈给学生,指出存在的问题和改进方向,鼓励学生在后续学习中更加认真思考、积极探索,提高自己的物理素养。
五、作业反馈:1. 学生反馈:学生在完成作业后,如有问题或疑惑,可以向老师或同学寻求帮助,共同探讨解决的方法。
同时,学生也可以针对作业评价结果,认真反思自己的学习情况,找出不足之处,及时进行调整和改进。
高中物理5.4研究平抛运动教案新人教版必修2
研究平抛运动知识与技术1.明白平抛运动的特点为是初速度方向水平,只有竖起方向受到重力作用,运动轨迹是抛物线。
2.明白平抛运动形成的条件。
3.理解平抛运动是匀变速运动,其加速度为g。
4.能应用平抛运动的规律分析实际问题。
进程与方式1.在知识教学中应同时进行科学研究进程教育,本节课以研究平抛物体运动规律为中心所展开的课堂教学,应突出一条研究物理科学的一般思想方式的主线:观察现象→初步分析→猜想→实验研究→得出规律→重复实验→辨别结论。
2.利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动,渗透物理学“化曲为直”“化繁为简”的方式及“等效代换”“正交分解”的思想方式。
情感、态度与价值观通过重复多次实验,进行共性分析,归纳分类,达到辨别结论的教育目的,同时还能进行理论联系实际的教育。
教学重点平抛运动的特点和规律教学难点平抛运动的规律教具平抛竖落仪课时安排2课时教学进程【新课导入】问题:在什么情形下物体做曲线运动?答:当物体所受的合力跟它的速度方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动。
问题:合运动和分运动之间和各个分运动之间存在什么关系呢?答:合运动和分运动所经历的时刻必然是相同的,这是等时性原理;各个分运动之间是彼此独立、互不影响的,这是独立性原理。
在学习了曲线运动的大体概念和处置方式以后,咱们应该把这些理论应用到实际的曲线运动中来,这就是咱们这一节课要讨论的运动——平抛运动。
【新课教学】一、抛体运动【演示实验】把一个粉笔头以任意角度向空中抛出。
问题:粉笔头做什么运动?答:曲线运动。
问题:粉笔头受到哪些力作用?答:重力和空气阻力。
但一般情形下空气阻力相对于重力能够忽略不计。
问题:在现实生活中还有哪些运动与粉笔头的运动相似?小结:1。
以必然的初速度将物体抛出,在空气阻力能够忽略的情形下,物体所做的运动叫做抛体运动。
2.初速度沿水平方向的抛体运动叫做平抛运动。
3.抛体运动还有竖直上抛、竖直下抛、斜向上抛、斜向下抛。
高中物理人教版必修二导学案设计:5.3实验:研究平抛运动(无答案)
班级:姓名:高一物理学案使用时间:2019-03- 编辑人:审核人:【学习目标】1.知道实验目的2.知道实验器材3.知道实验步骤【重点、难点】有关实验数据的计算【考情分析】1.考纲要求:曲线运动为Ⅱ级要求2.考试题型:实验题3.考题分值:分值6分左右【课前预习案】(自主学习课本13页—14页,10分钟)实验的步骤是什么?【课上学习案】1.预习检查:小组讨论(3分钟)2.知识讲解一、实验目的:1.描绘物体做平抛运动的轨迹。
2.由实验轨迹求平抛运动的初速度。
二.实验器材:斜槽,小球,铁架台,木板,白纸,图钉,铅笔,刻度尺,重锤线。
1.如何画平抛运动的轨迹①安装调整斜槽: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,轨道末端水平。
若小球在平直轨道上的任意位置都静止,说明已调平。
②记录抛出点的位置为O③在桌子边缘(O的位置)挂重锤线,并记录重锤线的方向为y轴,再画出相应的x轴。
④从斜槽的同一个位置释放小球,并描出小球通过的几个点迹⑤描绘出平抛运动的轨迹注意事项:1、实验中要保证通过斜槽末端点的切线水平,方木板必须处在竖直平面内,且与小球运动轨迹所在竖直平面平行,并使小球的运动靠近木板但不接触。
2、小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始滚下。
3、坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点,而应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点,位于槽口末端上方r处(r为小球半径)。
4、应在斜槽上适当的位置释放小球,使它以适当的水平速度抛出,其轨迹由木板的左上角到达右下角,这样可以使实验误差较小。
2.判断平抛运动的轨迹是抛物线若轨迹是抛物线,那么有2axy=的关系。
根据x和y的三组数据求出三个a,若在误差允许的范围内可以认为a是相等的,那么轨迹是抛物线。
3.测水平初速度0v4.测水平初速度的拓展3.知识应用例1.某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛起点,则平抛小球的初速度v0为______m/s4.知识拓展变式一、在“研究平抛运动”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,当g=10 m/s2时,求(1)小球平抛的初速度(2)B点的竖直分速度(3)小球平抛初始位置的坐标必修二第五章曲线运动5.3 实验:研究平抛运动OOyx⨯⨯⨯),(11yx),(22yx),(33yx【课堂小结】1. 知识体系构建实验目的实验器材实验步骤数据处理2.重、难点回顾:实验数据处理3. 学法归纳:描点法画轨迹【巩固训练】1.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.选择小球时,应选择下列的()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2.在探究平抛运动的规律时,可以选用下列各种装置图,以下操作不合理的是( )A.选用装置图1研究平抛物体竖直分运动,应该观察A、B两球是否同时落地B.选用装置图2要获得稳定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.选用装置图3要获得钢球平抛轨迹,每次不一定要从斜槽上同一位置静止释放钢球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3.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 (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 (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.4.在做“研究平抛运动”的实验时,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹,并求出平抛运动的初速度,实验装置如图乙所示。
高中物理5.3实验研究平抛运动导学案新人教版必修2
第五章曲线运动第3节研究平抛运动【学习目标】知识与技能1、知道常见的几种获取平抛运动轨迹的方法;2、掌握判断平抛运动的轨迹是不是抛物线方法;3、会根据平抛运动的轨迹计算平抛物体的初速度;过程与方法:1、会用运动合成与分解的方法分析抛体运动2、学会化曲线为直线的物理思想和方法3、能够根据物体初速度和受力确定物体的运动规律情感、态度与价值观1、培养学生合作与交流的精神,右将自己的见解与他人交流的愿望,养成在合作中既坚持原则又尊重他人的习惯2、通过动手实验,将感性认识和理性思维相结合,使学生获得成功的体验【重点、难点】重点:1、如何设计实验。
2、如何处理实验数据。
3、通过实验处理结果加深对平抛运动的理解难点:1、实验设计及数据处理中的困难。
2、由实验理论分析探究平抛运动轨迹、初速度。
预习案【自主学习】1、平抛运动的定义:;2、条件:;3、特点:;实验原理平抛运动可以看作是两个分运动的和运动;一个水平方向的____________ ,其速度等于平抛物体运动的________;另一个是竖直方向的___________ ,通过实验确定作平抛运动的小球运动时的若干不同位置,然后描出运动轨迹,测出曲线上任一点的坐标,利用公式_________ 和__________ 就可求出小球的水平分速度,即平抛物体的速度v0=__________ .实验器材:斜槽轨道、小球、木板、白纸、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等.实验步骤描绘平抛运动的轨迹,建立水平、竖直的直角坐标系,通过研究水平和竖直两个方向的位移时间关系,获得各分运动的确切情况。
实验步骤:1.安装斜槽轨道,使其末端保持水平;检查斜槽末端部分是否水平的方法。
2.固定木板上的坐标纸,使木板保持竖直状态,小球的运动轨迹与板面平行,坐标纸方格横线呈水平方向;检验坐标纸是否竖直的方法:。
3.建立直角坐标系xoy:以小球做平抛运动的起点0为坐标原点,从坐标原点0画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴。
5.3实验研究平抛运动导学案(新人教版必修2)
5.4 实验:研究平抛运动导学案课前预习学案一、预习目标预习平抛运动特点规律,预习实验的原理、目的要求、材料用具和方法步骤。
二、预习内容1、实验原理:描点法描绘平抛运动的轨迹,利用实验器材描出物体做平抛运动时轨迹上的几个点,把这些点用平滑的曲线连接起来,就是平抛物体的轨迹了;然后利用平抛物体的运动规律既可求出平抛的初速度。
2、实验目的3、实验器材:附带金属小球的斜槽,木板及竖直固定支架,白纸,图钉,刻度尺,三角板,重锤,铅笔等4、实验步骤:①安装调整斜槽用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板的左上角固定斜槽,可用平衡法调整斜槽,即将小球轻放在斜槽平直部分的轨道上,如小球能在任意位置静止,就表明水平程度已调好。
②调整木板用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直面平行,然后把重锤线方向记录到钉在木板上的白纸上,固定木板,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,O即为坐标原点。
④描绘运动轨迹用铅笔的笔尖轻轻地靠在木板的平面上,不断调整笔尖的位置,使从斜槽上滚下的小球正好碰到笔尖,然后就用铅笔在该处白纸上点上一个黑点,这就记下了小球球心所对应的位置。
保证小球每次从槽上开始滚下的位置都相同,用同样的方法可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。
取下白纸,用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。
三、提出疑惑课内探究学案一、学习目标1、知道平抛运动的特点规律2、熟练的利用实验的方法描绘平抛运动的轨迹3、应用平抛运动的规律求出平抛运动的初速度学习的重点难点:描绘轨迹求出平抛初速度。
二、学习过程探究一、描绘平抛运动的轨迹利用实验室的斜面小槽等器材装配图所示的装置。
钢球从斜槽上同一位置滚下,钢球在空中做平抛运动的轨迹就是一定的。
设法用铅笔描出小球经过的位置。
通过多次实验,在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置,连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。
2020人教版物理学案必修2 第5章 第3节 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.通过实验进一步明确平抛物体的运动是竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动的合运动。
2.学会利用平抛物体的运动轨迹来计算物体的初速度和寻找抛点。
二、实验构想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,连起来就得到小钢球做平抛运动的轨迹。
三、实验器材小钢球、斜槽轨道、木板及竖直固定支架、坐标纸、图钉、重垂线、铅笔、三角板、刻度尺。
四、实验步骤1.安装斜槽轨道,使其末端保持水平。
2.固定木板上的坐标纸,使木板保持竖直状态,小球的运动轨迹与板面平行,坐标纸方格横线呈水平方向。
3.以小钢球在斜槽末端时,球心在木板上的水平投影为坐标原点沿重垂线画出y 轴。
4.将小球从斜槽上的适当高度由静止释放,用铅笔记录小球做平抛运动经过的位置。
5.重复步骤4,在坐标纸上记录多个位置。
6.在坐标纸上作出x 轴,用平滑的曲线连接各个记录点,得到平抛运动的轨迹。
五、数据处理1.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线在x 轴上作出等距离的几个点A 1、A 2、A 3…向下作垂线,垂线与抛体轨迹的交点记为M 1、M 2、M 3…用刻度尺测量各点的坐标(x,y)。
(1)代数计算法:将某点(如A 3点)的坐标(x,y)代入y=ax 2求出常数a,再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立,若等式对各点的坐标都近似成立,则说明所描绘得出的曲线为抛物线。
(2)图像法:建立y x 2坐标系,根据所测量的各个点的x 坐标值计算出对应的x 2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。
2.计算初速度在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A、B、C、D、E、F,用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x,y),并记录在下面的表格中,已知g 值,利用公式y=12gt 2和x=v 0t,求出小球做平抛运动的初速度v 0,最后算出v 0的平均值。
高一物理必修2 5.3《实验:研究平抛运动》导学案(人教版)
课程名称课型单一课 课时1 学习目标 (1)知道平抛运动的特点是初速度方向水平,只有竖直方向受重力作用,运动轨迹是抛物线; (2)知道平抛运动形成的条件;(3)理解平抛运动是匀变速运动,其加速度为g ; (4)会用平抛运动规律解答有关问题。
重点、难点 重点:平抛运动的特点和规律;学习和借鉴本节课的研究方法。
难点:平抛运动的规律学法指导 1.学生根据导学案,结合课本进行预习,做学案后的练习进行自我检测,找出自己的误点.疑点.错点,做到听课”有备而听”.2.讲完课后,应根据老师的讲解,结合自己的理解重新完善本导案.导学过程 导学笔记 预习导学 【自主学习】 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。
探究思路: 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到达的位置, 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. 实验器材 斜槽、小球、木板、坐标纸、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。
实验原理 平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动: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。
令小球做平抛运动,利用描点法描出小球的运动轨迹,即小球做平抛运动的曲线,建立坐标系。
测出曲线上某一点的坐标x 和y ,根据重力加速度g 的数 值,利用公式 求出小球飞行时间 ,再利用 公式 ,求出小球的水平分速度 ,即为小球 做平抛运动的初速度。
实验步骤 自己学会了什么?还有哪些疑问?21y gt 2=2y t =gg v =x2y x vt =(1)安装调整斜槽:用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板的左上角固定斜槽,可用平衡法调整斜槽,即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处,能使小球在平直轨道上的任意位置静止,就表明斜槽已调好。
(2)调整木板: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下落的竖直面平行。
2020-2021学年物理人教版必修2学案:5.3 实验:研究平抛运动 (1)
3实验:研究平抛运动知识点一实验目的1.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线.2.计算平抛运动的初速度.知识点二实验原理1.用描迹法画出小球平抛运动的轨迹.2.建立坐标系,测出轨迹上某点的坐标x、y,据x=v0t,y=12gt2得初速度v0=x·g 2y.知识点三实验器材斜槽、小球、方木板、铁架台、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺.知识点四实验过程案例一:用如图所示装置完成实验1.实验装置如图所示,安装调整斜槽: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.将坐标纸固定在木板上,使木板保持竖直状态,小球的运动轨迹与板面平行,坐标纸方格横线沿水平方向,使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近,把小球放在斜槽口处,用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心所在木板上的投影点O,O点即为坐标原点,用重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.描点:将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,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,然后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.用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置.4.描绘出平抛运动的轨迹: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轨迹.5.计算初速度:在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A、B、C、D、E、F,用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x,y),并记录在下面的表格中,已知g值,利用公式y=12gt2和x=v0t求出小球做平抛运动的初速度v0,最后算出v0的平均值.A B C D E Fx/mmy/mmv0=x g2y/(m·s-1)v0的平均值案例二:利用水平喷出的细水柱显示平抛运动的轨迹1.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,加上一个很细的喷嘴.[直管的作用是保证A处的压强等于大气压强,使弯管喷出水的流速(平抛初速度)不受瓶内液面的影响]2.水从喷嘴中喷出,在空中形成弯曲的细水柱,它显示了平抛运动的轨迹.将它描在背后的纸上,进行分析处理.案例三:用频闪照相法探究平抛运动1.用数码照相机记录下平抛运动的轨迹,如图所示.2.由于相邻两帧照片间的时间间隔是相等的,只要测出相邻两照片上小球的水平位移,就很容易判断出平抛运动水平方向上的分运动的特点.考点一对实验装置和原理的考查【例1】(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本题实质是考查用这三个装置研究平抛运动时要注意的事项.分析问题时要从实验原理、实验步骤出发,寻找正确、合理的★★★答案★★★.【解析】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不合理;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,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.【★★★答案★★★】BD总结提能研究平抛运动的实验原理:把平抛运动看做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.高考中常常通过变通实验装置、变通操作方法等达到验证实验的目的,考查同学们利用课本知识解决实际问题的能力.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CF.A.游标卡尺B.秒表C.坐标纸D.天平E.弹簧秤F.重垂线实验中,下列说法正确的是AD.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解析:本题考查的是仪器的选择和实验的注意事项.实验还需要的器材是坐标纸和重垂线,描出的轨迹在坐标纸上,方便数据处理,重垂线是用来确定竖直木板是否竖直并确定纵坐标.做平抛运动的实验时,斜槽末端必须水平,以保证小球做平抛运动,使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下,以使小球在斜槽末端速度相同;在描画小球运动轨迹时,应用平滑的曲线连点,偏离轨迹较远的点可舍去.考点二实验数据处理【例2】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)小球平抛初速度的大小;(2)小球做平抛运动的初始位置坐标.平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动.【解析】(1)如题图所示,小球在AB段、BC段水平位移相等,而小球在水平方向做匀速运动,因此小球在这两段的运动时间t AB=t BC =T.小球在竖直方向做匀加速运动,由Δy=aT2得(0.25-0.15) m=10 m/s2·T2,T=0.1 s.小球在水平方向上做匀速运动,有v0=ΔxT=0.10.1m/s=1 m/s.(2)由于小球在竖直方向上做匀加速直线运动,小球在B 点的竖直分速度大小等于AC 段在竖直方向上的平均速度大小.v By =0.40.2m/s =2 m/s. 设小球从抛出点O 到B 点历时为t OB ,有t OB =v By g =210s =0.2 s 小球从抛出点O 到A 点历时:t OA =t OB -T =0.1 s.因此,x OA =v 0t OA =10 cm ,y OA =12gt 2OA =5 cm 故O 点坐标值为(-10 cm ,-5 cm).【★★★答案★★★】 (1)1 m/s (2)(-10 cm ,-5 cm)总结提能 本题考查的是通过对图象的深入分析,了解学生对平抛运动规律的理解程度.由竖直方向的位移之比可以判断A 点不是抛出点,所以在求解时不能用x =v 0t 和y =12gt 2得出★★★答案★★★.某同学利用如图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验,根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹,但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分,剩余部分如图乙所示.图乙中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10 m ,P 1、P 2和P 3是轨迹图线上的3个点,P 1和P 2、P 2和P 3之间的水平距离相等.完成下列填空:(重力加速度取9.8 m/s 2)(1)设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3,纵坐标分别为y1、y2和y3.从图乙中可读出|y1-y2|=0.60 m,|y1-y3|=1.60 m,|x1-x2|=0.60 m.(保留两位小数)(2)若已知抛出后小球在水平方向上做匀速运动.利用(1)中读取的数据,求出小球从P1运动到P2所用的时间为0.20 s,小球抛出后的水平速度为3.0 m/s.解析:(1)由图乙可知:|y1-y2|=0.60 m.|y1-y3|=1.60 m,|x1-x2|=0.60 m.(2)竖直方向:|y2-y3|=1.00 m,由|y2-y3|-|y1-y2|=gt2,得0.4 m=gt2,所以t=0.2 s.水平方向:|x1-x2|=v0t,所以v0=|x1-x2|t=3.0 m/s.考点三实验创新设计【例3】为了探究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.如图所示,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的运动,小球在运动过程中,便在木板上留下影子.如图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等点.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物体在竖直方向上的运动情况.(已知照相机的闪光频率为10 Hz).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.根据在竖直方向相等时间里影子的位移,结合运动学规律进行分析.【解析】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x1=5 cm、x2=14.8 cm、x3=24.2 cm、x4=34.6 cm.根据逐差法可求得影子运动的加速度.x3-x1=2a1T2x4-x2=2a2T2所以a=a1+a22=(x3+x4)-(x1+x2)4T2≈9.8 m/s2.加速度等于重力加速度,可见,小球在竖直方向的运动为自由落体运动.【★★★答案★★★】见解析总结提能本题的巧妙之处为打破了常规的探究方法,利用影子的运动反映小球在竖直方向上的运动情况,分析出了影子的运动规律,即可得知平抛运动物体在竖直方向的运动规律.如果将平行光改为竖直方向,小球在运动过程中会在地面上留下影子.如图所示,用照相机测得的影子的位置如图中的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.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,可以作出位移图象来判断物体在水平方向的运动情况.如图所示.由图象可以看出,图线为经过原点的一条直线,说明位移随时间均匀变化,即影子的运动为匀速直线运动,也就说明物体在水平方向的运动为匀速直线运动.★★★答案★★★:见解析1.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,选择小球时,应选择(A)A.实心小铁球B.空心小铁球C.实心小木球D.以上三种球都可以解析:平抛运动是只受重力作用的运动,为了减小小球在运动过程中所受空气阻力的影响,应选择体积小、密度和质量大的球,A正确.2.在做“研究平抛运动”实验中,下列措施有利于减小实验误差的是(D)A.斜槽轨道必须光滑B.以斜槽末端为坐标系的原点C.每次要平衡摩擦力D.小球每次应从斜槽同一高度由静止释放解析:本实验对斜槽的要求是其末端必须水平,并不要求它非得光滑,A错;实验中也不要求平衡摩擦力,C错;建立坐标系时,将小球放于斜槽的末端,应选小球球心在白纸上的投影作为原点,B错;为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同,应将小球每次从斜槽同一高度由静止释放,D对.3.(多选)“探究平抛物体的运动规律”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.斜槽的末端没有必要保持水平D.测出平抛小球的质量解析:实验时要使小球水平抛出,靠近竖直木板但不能与木板接触,使小球从孔中通过,在木板上记下小球各个时刻的位置,为此,斜槽的末端必须水平,木板竖直且与小球下落方向的竖直平面平行,实验中对小球的质量没有要求,故A、B正确.4.如图所示是某物体做平抛运动实验后在白纸上描出的轨迹和所测数据,图中O点为物体的抛出点.根据图中数据,物体做平抛运动的初速度v0=1.6 m/s.(取g=10 m/s2)解析:根据题意由x=v0t,y=12gt2,代入数据0.48 m=v0t,0.45 m=12×10 m/s2×t2,解得t=0.3 s,v0=1.6 m/s.5.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/ms292.7293.0292.8292.9d/cm21.730.338.646.4(1)v0成正比关系,与时间无关.(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,其原因是重力加速度取值不正确.(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光电门传感器置于槽口的内侧.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.学科素养培优精品微课堂——思想方法系列(三)平抛运动轨迹的获得及轨迹的应用[方法解读]1.平抛运动轨迹的获得(1)描迹法实验装置如图所示,小球每一次都从斜槽上的同一位置无初速度释放,小球在斜槽末端获得相同的初速度后水平抛出,每次的轨迹都相同.多次平抛并用铅笔描点,最后用平滑的曲线连接各点,得到平抛运动的轨迹.(2)频闪照相法用频闪照相法可记录平抛运动的轨迹.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间的水平距离,就很容易判断平抛运动在水平方向上的运动特点.(3)喷水法如图所示,倒置的塑料瓶内装有水,瓶塞内插有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.直管的作用是保证喷出的水的流速(平抛的初速度)不受瓶内水面高度的影响.水从喷嘴中喷出,在空中形成弯曲的细水柱,它显示了平抛运动的轨迹,设法将它描在背后的纸上就能得到平抛运动的轨迹.2.根据平抛运动的轨迹能够获得的信息(1)平抛运动水平方向的运动性质的判定:根据平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动及自由落体运动下落高度h与运动时间t的关系h=12gt2,在如图所示的平抛运动轨迹的竖直方向(y坐标轴)上,从原点O开始向下取一个纵坐标为h的点,再找到纵坐标为4h、9h、16h、…的点,则在物体运动的过程中,纵坐标从其中一个位置到下一个位置所用的时间都是相等的.过这些点作水平线与轨迹分别交于A、B、C、…点,则这些交点就是每经过相等时间物体到达的位置.测量O、A、B、C、…各点中相邻两点间的水平距离,若各段距离相等,说明水平方向上的运动是匀速直线运动.(2)判断O点是不是抛出点如图所示,在轨迹上取A、B、C三点,使OA、AB、BC的水平距离相等,即从O到A、从A到B、从B到C的时间相等,过A、B、C三点作水平线和y轴相交,得到A、B、C三点的纵坐标值y A、y B、y C.如果满足y A y B y C=149,则说明O点为平抛的起点.若不满足这个比例关系,则说明O点不是平抛的起点.(3)平抛初速度的计算在确定坐标原点为抛出点的情况下,在轨迹上任取几点(如A、B、C、D),用刻度尺和三角板分别测出它们的坐标x和y.根据平抛运动水平方向是匀速直线运动(x=v0t)及竖直方向是自由落体运动(y=12gt2),分别计算平抛的初速度v0,最后计算平抛初速度v0的平均值.(4)判断平抛运动的轨迹是不是抛物线:如图所示,在x轴上取等距离的点A1、A2、A3,分别过这三个点作垂线,与轨迹交于M1、M2、M3,用刻度尺测得某点的坐标(x,y),将其代入y=ax2,求出a.再测量其他几个点的坐标并代入y=ax2,若都满足这个关系式,就说明此运动轨迹是抛物线.【例】某物理实验小组利用如图所示装置测量小球做平抛运动的初速度.在地面上沿抛出的速度方向水平放置一把刻度尺,让悬挂在抛出点处的重锤的投影落在刻度尺的零刻度线上,则利用小球在刻度尺上的落点位置,就可以直观地得到小球做平抛运动的初速度.下列各图表示四位同学在刻度尺旁边分别制作出的速度标尺(图中P点为重锤的投影位置),其中可能正确的是()小球离开斜槽后做平抛运动,水平方向作匀速运动,竖直方向做自由落体运动,由此通过计算找到水平位移和平抛的初速度的关系.[解析]设小球做平抛运动下落的竖直高度为h,由h=12gt2,得t=2hg;在水平方向上有x=v0t,联立解得x=v02hg,可见x与v0成正比,在速度标尺上的速度值应该是均匀分布的.故选项A正确.[答案] A[变式训练]某同学在“研究平抛运动”的实验中,在已经判定平抛运动在竖直方向为自由落体运动后,利用下图甲所示实验装置研究水平方向的运动.他先调整斜槽轨道使槽口末端水平,然后在方格纸(甲图中未画出方格)上建立好直角坐标系xOy,使方格纸上的坐标原点O与斜槽轨道末端重合,y轴与重垂线重合,x轴水平.实验中使小球(看做质点)每次都从斜槽上同一高度由静止滚下,经水平轨道抛出.依次均匀下移水平挡板的位置,分别得到小球在挡板上的落点,并在方格纸上标出相应的点迹,再用平滑曲线将方格纸上的点迹连接起来,即为小球的运动轨迹,如图乙所示.已知小方格的边长为L,重力加速度为g.(1)请你写出判断小球水平方向是匀速直线运动的方法(可依据轨迹图说明):见解析;(2)小球平抛的初速度v0=3gL 2;(3)小球竖直位移y与水平位移x的关系式为y=x2 9L.解析:(1)在轨迹上取坐标为(3L,L)、(6L,4L)、(9L,9L)的三点,分别记为A、B、C点,其纵坐标之比y1y2y3=149,由于已经得出小球在竖直方向是自由落体运动,因此可知从抛出点到A点所用时间t1、从A点到B点所用时间t2与从B点到C点所用时间t3相等,这三点的横坐标之间的距离也相等,说明在相等时间内水平位移相等,即说明平抛运动在水平方向的运动为匀速直线运动.(2)由12gt 2=L,3L =v 0t ,得v 0=3gL 2. (3)竖直位移y =12gt 2,水平位移x =v 0t =3t gL 2,消去t 得y =x 29L .感谢您的下载!快乐分享,知识无限!由Ruize收集整理!。
5.3实验:探究平抛运动的特点
3.(综合)(多选)为了研究平抛运动的分运动性质,用如图所示的 装置进行实验。小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球 被松开下落。关于该实验,下列说法中正确的是( BC )
A.两球的质量必须要相等 B.如果两球同时落地,则可以验证平抛运动 的竖直分运动是自由落体运动 C.控制小锤打击力度来改变平抛初速度多次 实验,可以验证分运动的独立性 D.该实验也能研究平抛运动的水平分运动性 质
4.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,产生误差。 5.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。 6.确定小球运动的位置时不准确,会导致误差。
7.量取轨迹上各点坐标时不准确,会导致误差。
一.实验原理
课堂小结
二.实验思路 探究方法:化曲为直
三.实验器材 四.实验步骤 五.数据分析
方案二: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,再设法分析另一个方向的运动 规律. 二.实验器材(方案二) 1)探究竖直方向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)探究水平方向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).
人教版物理必修2
第
五
章
曲 线 运 动
一 概念
1.抛体运动: 以一定速度将物体抛出,忽略空气阻力, 物体只受重力作用的运动 v v v v
2.平抛运动: 初速度沿水平方向的抛体运动. v
一.实验原理 1.实验思路:根据运动的合成与分解,平抛运动可以 看作沿竖直方向和水平方向的两个分运 动的合运动. 2.实验方案: 方案一:用频闪照相等方法记录做平抛运动的物体经 过相等时间间隔所到达的位置,获得水平方向和竖直 方向的位移随时间变化的具体数据,便可以独立分析 水平和竖直方向的运动规律.
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
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实验:研究平抛运动
学习目标::
1.知道平抛运动的条件及相应控制方法.(重点)
2.知道用实验获得平抛运动轨迹的方法.(重点)
3.知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法.(重点)
4.知道测量初速度时需要测量的物理量.(难点)
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.(难点)
一、知识回顾:
1. 平抛运动的性质是什么?
2. 平抛运动的处理方法是什么?
二、检查预习:课本P13—P15;
1.平抛运动的轨迹是.
2.常见的几种获取平抛运动轨迹的方法(参考教材第14页)
(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.
三、导入:如何通过实验获得平抛运动的轨迹?由轨迹如何求出平抛运动物体的初速度?
四、自主学习、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.
教材中的案例优
点
缺
点
注意事
项
案例一
案例二
案例三
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
五、展示、点评:
要求:积极,规范,清晰,迅速(黑板展示需在2—3分钟内书
写完) 六、当堂检测:
1.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。
1 2 3 4 x y v 0=x
错
误!未找
到引用源。
v 0的平均
值
(1)为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出一些操作要求,将你认为正
确选项的前面字母填在横线上: 。
(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)将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
(2)若用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长为L ,小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a 、b 、c 、d 所示,则小球平抛的初速度的计算式为v 0 = (用L 、g 表示)。
2.某研究性学习小组探究平抛运动的规律.他们在水平桌面上用练习本做成一个斜面,使一个钢球(可视为质点)从斜面上某一位置滚下.用数码相机拍摄钢球从桌面水平飞出后做平抛运动的几张连续照片.然后用方格纸做背景,根据照片上小球的位置在方格纸上画出小球的平抛运动轨迹。
方格纸每小格边长5厘米,重力加速度取g=10m/s2.试回答下列问题:
⑴.如图是该组同学得到的小球在空中运动的三张连续照片的局部图,可判断,小球在水平方向上做的是 运
动 ⑵.由图可以计算出小球离开桌边时的初速度大小为 m/s 。
3.平抛物体的运动规律可以概括为两点:①水平方向作匀速
运动,②
竖直方向作自由落体运动。
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。
这个实验 A. 只能说明上述实验中的第①条
a
b
c
d
B. 只能说明上述实验中的第②条
C. 不能说明上述实验中的任何一条
D. 能同时说明上述实验中的两条
七、小结作业
小结:
作业:1. ?;
2.《限时练》;。