（2019）新人教版高中物理高一必修第二册第五章第三节实验探究平抛运动的特点+ppt课件（含视频）.rar

第五章 抛体运动3实验：探究平抛运动的特点 必修二 赛场上扔出的铅球赛场上扔出的铅球海豚表演海豚表演飞机扔下的炸弹飞机扔下的炸弹新知导入新知导入演示演示1 1、观察斜向上抛出的粉笔、观察斜向上抛出的粉笔的运动轨迹；的运动轨迹； v v0 0演示演示2 2、观察水平桌面上的小球、观察水平桌面上的小球被碰后，以一定的水平初速度被碰后，以一定的水平初速度离开桌面后所做的运动轨迹。离开桌面后所做的运动轨迹。v v0 0在空气阻力可以忽略的情况下，粉笔和小球的运动都属于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。抛体运动。新知讲解新知讲解思考思考1 1：做抛体运动的物体在运动过程中受什么力作用？：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，忽略空气阻力，只受重力只受重力的作用。的作用。思考思考2 2：为什么物体的轨迹是曲线？：为什么物体的轨迹是曲线？物体的物体的初速度与重力不在一直线上。初速度与重力不在一直线上。思考思考3 3：你能总结抛体运动的定义吗？：你能总结抛体运动的定义吗？物体以物体以一定的速度将物体抛出一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物，在空气阻力可以忽略的情况下，物体体只受重力的作用只受重力的作用，这时的运动叫作，这时的运动叫作抛体运动抛体运动。v0v0v0平抛运动斜抛运动v0G竖直上抛运动2.2.分类：分类：平抛运动：初速度方向为水平方向的抛体运动叫做平抛运动。平抛运动条件：初速度沿水平方向，只有重力作用。特点：由于速度方向与受力方向不在一条直线上，故平抛运动是曲线运动。G水平抛出的石子水平喷出的水柱沿桌面飞出的小球探究物体做平抛运动的特点实验思路思考：思考：平抛运动是曲线运动，那么我们应该采取什么样的方法来研究平抛运动是曲线运动，那么我们应该采取什么样的方法来研究平抛运动呢？平抛运动呢？化曲为直运动的分解等效替代v0G1.平抛运动可以分解为哪两个方向的运动？ 平抛运动水平方向分运动竖直方向分运动2.水平方向和竖直方向分运动分别是什么样的运动？下面我们通过实验来探究物体做平抛运动的特点。下面我们通过实验来探究物体做平抛运动的特点。新知讲解新知讲解方法一：描迹法方法一：描迹法由斜槽上某固定位置无初由斜槽上某固定位置无初速释放小球，描绘小球运速释放小球，描绘小球运动轨迹。动轨迹。进行实验进行实验 思考：如何通过实验方法获得平抛运动轨迹？思考：如何通过实验方法获得平抛运动轨迹？o o新知讲解新知讲解方法二：径迹法方法二：径迹法倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两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，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加上一个很细的喷嘴, , 水从喷嘴中射出，水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示了平在空中形成弯曲的细水柱，它显示了平抛运动的轨迹。抛运动的轨迹。新知讲解新知讲解方法三：用频闪照相的方法，记录物体在不同时刻的位置。方法三：用频闪照相的方法，记录物体在不同时刻的位置。以左边第一个小球的中心为原点，沿水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平向右和竖直向下的方向建立直角坐标系，系， 将各球中心点的横坐标和纵坐标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。记录在自己设计的表格中。进行实验小球做平抛运动的频闪照片小球做平抛运动的频闪照片思考1.根据图片猜想，小球在水平方向和竖直方向的分运动有何特点？2.应以哪个位置为原点建立坐标系来研究小球的水平位移和竖直位移？3.若频闪周期为T，怎样通过作图得到T，2T，3T，.时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移？21t21gx 2222t3g21tg21t221 ）（）（-gx0123x1x2x3下图是做一质点做自由落体运动，相同时间间隔t的位移2223t521t2g21t3g21g-x ）（）（.7:5:3:1.:4321 xxxx新知讲解新知讲解时间（秒）时间（秒）1 12 23 34 4水平距离水平距离2020404060608080竖直距离竖直距离5 5202045458080202045455 50 0202040406060思考：根据所记录的数据，以及相思考：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分析小球在水平方向和竖直方向分运动的特点吗？运动的特点吗？新知讲解新知讲解 3 3、数据分析、数据分析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每秒通过的路程都为20m20m即：即：相同时间内通过的路程相等，所以在水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平方向上做的是匀速运动；202045455 50 0202040406060竖直方向分运动的特点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：球相同时间内通过的路程分别为：5m5m、15m15m、25m25m即为：即为：1:3:51:3:5，符合自由落体运动的规律，符合自由落体运动的规律202045455 50 0202040406060新知讲解新知讲解所以所以在竖直方向在竖直方向上做的是自由落上做的是自由落体运动。体运动。yxOx4x3x2x1h5h3h7hABCD在误差允许的范围内，四段水平位移近似相等；且四段水平位移所用的时间相等。竖直方向h=aT2v0COAB平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动平抛运动物体在竖直方向做自由落体运动BCv0AO新知讲解新知讲解1 1、探究平抛运动竖直分运动、探究平抛运动竖直分运动（1 1）实验器材）实验器材平抛运动演示装置、小锤、两球完全相同的小球。平抛运动演示装置、小锤、两球完全相同的小球。三、探究平抛运动竖直和水平方向分运动的特点。三、探究平抛运动竖直和水平方向分运动的特点。（2 2）实验步骤）实验步骤用小锤击打弹性金属片后，用小锤击打弹性金属片后，A A 球沿水平方向抛出，做平球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时抛运动，同时 B B 球被释放，自由下落，做自由落体运动。球被释放，自由下落，做自由落体运动。新知讲解新知讲解A A、B B 两球同时开始运动。观察两球的运动轨迹，注意倾听它们两球同时开始运动。观察两球的运动轨迹，注意倾听它们落地的声音。落地的声音。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。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？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？视频新知讲解新知讲解（3 3）实验现象）实验现象实验现象无论实验现象无论A A球的初速度多大，它总是与球的初速度多大，它总是与B B球同时落地。球同时落地。A A球水平抛出时的速度愈大，它飞出的水平距离也就愈远。球水平抛出时的速度愈大，它飞出的水平距离也就愈远。视频：平抛运动与自由落体分运动的等时性。视频：平抛运动与自由落体分运动的等时性。新知讲解新知讲解（4 4）实验结论）实验结论平抛运动平抛运动的下落时间与它的下落时间与它自由落体分运动自由落体分运动的的时间相等时间相等。平抛运动在平抛运动在竖直方向上是自由落体运动竖直方向上是自由落体运动，水平方向水平方向速度速度的大小的大小不影响不影响平抛运动在平抛运动在竖直方向竖直方向上的运动。上的运动。探究平抛运动水平分运动的特点-定性分析观察结果：两球相撞 探究结论：平抛运动在水平方向是匀速直线运动视频新知讲解新知讲解2 2、探究平抛运动水平方向分运动、探究平抛运动水平方向分运动（1 1）实验器材）实验器材斜槽、白纸、图钉、方木板、钢球、斜槽、白纸、图钉、方木板、钢球、刻度尺、重锤、细线、三角板、铅刻度尺、重锤、细线、三角板、铅笔、铁架台。笔、铁架台。M MN N新知讲解新知讲解（2 2）实验步骤）实验步骤用图钉将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。用图钉将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。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。在纸上把这个个O O点记下来，利用重垂线画出通过点记下来，利用重垂线画出通过O O点的竖直线。点的竖直线。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板 N N，钢球飞出，钢球飞出后，落到挡板上挤压复写纸，在白纸上留下印迹后，落到挡板上挤压复写纸，在白纸上留下印迹. .新知讲解新知讲解以以O O点为原点，画出竖直向下的点为原点，画出竖直向下的y y轴和水平向右的轴和水平向右的x x轴。轴。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。来就得出小球做平抛运动的轨迹。求小球平抛的初速度求小球平抛的初速度v v0 0平抛运动实验平抛运动实验新知讲解新知讲解M MN N（3 3）实验结论：）实验结论： 平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，竖直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方向的速度大小不影响平抛运动在水平方向的运动。O O新知讲解新知讲解注意事项注意事项 保证斜槽末端点的切线水平，方木板竖直。保证斜槽末端点的切线水平，方木板竖直。小球每次从斜槽上同一位置滚下。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。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。测量两相邻位置间的水平位移，分析这些位移特点。新知讲解新知讲解y yx xv v0 0P P（x x，y y）测出轨迹上某一点的坐标测出轨迹上某一点的坐标(x(x、y)y)代入可求出代入可求出v v0 0v0=y= y= gtgt2 2yg2= xtx思考讨论：怎样计算平抛物体的初速度？思考讨论：怎样计算平抛物体的初速度？水平方向上的水平方向上的匀速匀速直线运动；竖直方向上的直线运动；竖直方向上的自由落体自由落体运动。运动。x=vx=v0 0t t1 1、下列哪些因素会使、下列哪些因素会使“研究平抛运动研究平抛运动”实验的误差增大（）实验的误差增大（）A A小球与斜槽之间有摩擦；小球与斜槽之间有摩擦； B B安装斜槽时其末端水平安装斜槽时其末端水平 ；C C建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点 ；D 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 O较远较远 。C C课堂练习课堂练习2 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、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（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斜槽必须是光滑的斜槽必须是光滑的 B B记录轨迹的白纸必须在竖直平面内记录轨迹的白纸必须在竖直平面内 C C斜槽末端的切线必须调成水平斜槽末端的切线必须调成水平 D D钢球每次必须从斜槽上同一位置滚下钢球每次必须从斜槽上同一位置滚下 A A课堂练习课堂练习3 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、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，做下面的实验，如图所示，用小锤打击弹性金属片，A A球水平飞出，同时球水平飞出，同时B B球被松开，两球同时落到地面，则这个实验（）球被松开，两球同时落到地面，则这个实验（）A A只能说明上述规律中的第一条只能说明上述规律中的第一条 B B只能说明上述规律中的第二条只能说明上述规律中的第二条 C C不能说明上述规律中的任何一条不能说明上述规律中的任何一条 D D能同时说明上述两条规律能同时说明上述两条规律 B B课堂练习课堂练习4 4、如图甲所示是、如图甲所示是“研究平抛物体运动研究平抛物体运动”的实验装置图，图乙是利的实验装置图，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（）错误的是（）A A斜槽轨道太光滑斜槽轨道太光滑 B B斜槽轨道末端切线不水平斜槽轨道末端切线不水平 C C释放小球时速度不为释放小球时速度不为0 0 D D从不同位置释放小球从不同位置释放小球 图甲图甲图乙图乙B B课堂练习课堂练习