高中物理《研究平拋運(yùn)動(dòng)》導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修2

1、物理學(xué)科“問(wèn)題導(dǎo)學(xué)案”【課題】：實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng) 【課型】問(wèn)題生成解決拓展課【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道平拋運(yùn)動(dòng)的條件及相應(yīng)控制方法。2.知道用實(shí)驗(yàn)獲得平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法。3.知道判斷運(yùn)動(dòng)軌跡是否是拋物線的方法。4.知道測(cè)量初速度時(shí)需要測(cè)量的物理量。5.會(huì)推導(dǎo)平拋初速度的表達(dá)式，會(huì)計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度?！局攸c(diǎn)】.知道用實(shí)驗(yàn)獲得平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法；知道判斷運(yùn)動(dòng)軌跡是否是拋物線的方法；知道測(cè)量初速度時(shí)需要測(cè)量的物理量?！倦y點(diǎn)】平拋運(yùn)動(dòng)的條件及相應(yīng)控制方法判斷運(yùn)動(dòng)軌跡是否是拋物線的方法【知識(shí)回顧】平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律【自主導(dǎo)學(xué)】判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線如圖5-10所示的某物體做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，欲判斷其軌跡

2、是否為拋物線，只要從軌跡上任意取若干個(gè)點(diǎn)分別代入y=ax2，求得a為某一定值，即可驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡為拋物線。 在x軸上作出等距離的幾個(gè)點(diǎn)A1、A2、A3把線段OA1的長(zhǎng)度記為l,那么OA2=2l、OA3=3l由A1、A2、A3向下作垂線，垂線與拋體軌跡的交點(diǎn)記為M1、M2、M3如果軌跡的確是一條拋物線，那么M1、M2、M3各點(diǎn)的y坐標(biāo)與x坐標(biāo)間的關(guān)系應(yīng)該具有y=ax2的形式（a是一個(gè)待定的常量）。 其中OA1=l、OA2=2l、OA3=3l這樣做的目的是使y2= y1，y3= y1這樣代入y=ax2，可以方便求出a。計(jì)算平拋物體的初速度在后面案例介紹的幾種方法中，如果要求不太高，可以忽略空氣

3、阻力的作用。這樣，拋體在豎直方向上只受到重力的作用，因此它的加速度是常量，等于 。它的y坐標(biāo)的變化符合勻加速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：y= 。于是，測(cè)量某點(diǎn)的下落距離，例如在M3點(diǎn)的下落距離y3(圖5-10)，根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)就可以算出拋體下落到這點(diǎn)所用的時(shí)間t3。為了得到拋體的初速度，還需測(cè)量 。計(jì)算的表達(dá)式為 。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、描繪物體平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡并判斷是不是拋物線2、學(xué)會(huì)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)軌跡圖求出平拋的初速度二、實(shí)驗(yàn)原理：1、平拋物體的運(yùn)動(dòng)可以看做是兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)：一是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)是豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng). 讓小球做平拋運(yùn)動(dòng)，利用描跡法描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，即小球做平拋運(yùn)動(dòng)的曲線，建立

4、坐標(biāo)系，判斷軌跡是不是拋物線。2、測(cè)出曲線上某一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y，依據(jù)重力加速度g的數(shù)值，利用公式y(tǒng)=gt2求出小球的飛行時(shí)間t，再利用公式x=vt求出小球的水平分速度，即為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0.(或利用v=求解) 三、實(shí)驗(yàn)器材（平拋豎落儀）斜槽、小球、木板、重垂線（鉛垂線）、坐標(biāo)紙、圖釘、刻度尺、鉛筆（或卡孔）四、參考實(shí)驗(yàn)步驟1、安裝調(diào)整弧槽用圖釘把坐標(biāo)紙釘在豎直木板上，在木板的斜上角固定斜槽，可用平衡法調(diào)整斜槽，即將小球輕放在斜槽平直部分的末端處，能使小球在平直軌道上的任意位置靜止，就表明斜槽平直部分的末端處已水平.2、調(diào)整木板：用懸掛在槽口上的重錘線把木板調(diào)到豎直方向，并使木板平面與

5、小球下落的豎直面平行，然后把重錘線方向記錄到釘在木板的坐標(biāo)紙上，固定木板，使在重復(fù)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，木板與斜槽的相對(duì)位置保持不變.（注意：小球在運(yùn)動(dòng)中不能與坐標(biāo)紙接觸）3、確定坐標(biāo)原點(diǎn)O：把小球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時(shí)球心在板上的水平投影點(diǎn)O，O點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn).4、描繪運(yùn)動(dòng)軌跡：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，調(diào)整卡片位置，要使從槽上滾下的小球正好穿過(guò)卡片的孔，而不擦碰孔的邊緣，然后用鉛筆在卡片缺口上點(diǎn)個(gè)黑點(diǎn)，這就在白紙上記下了小球穿過(guò)孔時(shí)球心所對(duì)應(yīng)的位置，取下坐標(biāo)紙用平滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來(lái)便得到小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.5、判斷軌跡是不是拋物線6、計(jì)算初速度：以O(shè)

6、點(diǎn)為原點(diǎn)畫(huà)出豎直向下的y軸和水平向右的x軸，并在曲線上選取ABCDEF六個(gè)不同的點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出它們的坐標(biāo)x和y，用公式x=v0t和y=gt2計(jì)算出小球的初速度v0，最后求出v0的平均值.實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)1.安裝斜槽時(shí)，應(yīng)檢查斜槽末端的水平槽部分是否水平，檢查方法是小球平衡法.2.固定坐標(biāo)紙時(shí)應(yīng)用重錘檢查坐標(biāo)紙上的豎直線是否豎直，坐標(biāo)原點(diǎn)位置是否正確.3.要注意保持小球每次都是從同一高度由靜止開(kāi)始滾下.4.計(jì)算初速度時(shí)，應(yīng)選距拋出點(diǎn)遠(yuǎn)些的點(diǎn)為宜.以便于測(cè)量，減小誤差.【例題精析】例1 關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（ ）A平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)B平拋運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)C任意兩段時(shí)間內(nèi)加速度相同D任

7、意兩段相等時(shí)間內(nèi)速度變化相同解析 本題要把好平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)及速度的矢量性，平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用，故a=g，即做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，A選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)不對(duì)，C選項(xiàng)正確。由勻變速運(yùn)動(dòng)公式v=gt，得任意相等的時(shí)間內(nèi)v相同，D正確。例2 如圖所示，是同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的平拋運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)物體的閃光照片，由此照片，你能得出什么結(jié)論?解析 從閃光照片中可以測(cè)出，平拋運(yùn)動(dòng)的小球，在相等時(shí)間內(nèi)的水平位移總相等，所以，它的水平分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)的小球和自由下落的小球總是在同一水平線上，說(shuō)明它們?cè)谕欢螘r(shí)間的豎直位移總是相等的，即平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)跟自由落體運(yùn)動(dòng)遵循相同的規(guī)律，所以，平拋

8、運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)。夯實(shí)基礎(chǔ)圖5-16AB1.平拋豎落儀如圖5-16所示，用小捶打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向拋出，同時(shí)B球能松開(kāi)，自由下落。A、B兩球同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，多次改變小球距地面高度和打擊力度，發(fā)現(xiàn)A、B兩球均同時(shí)落地，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）A.用小捶打擊金屬片前，要使A、B兩個(gè)小球在同一水平面上“聽(tīng)”來(lái)判斷兩球落地時(shí)刻的先后，比用眼睛“看”要敏銳得多“探究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，在下列說(shuō)法中對(duì)于減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的是（ ）A.應(yīng)在斜槽上一個(gè)合適的位置釋放小球，當(dāng)小球從該點(diǎn)釋放時(shí)，小球能夠從白紙的左上角射入白紙所在的豎直面，而從白紙的右下角射出C.在軌跡上選取用于計(jì)算的

9、點(diǎn)時(shí)，這些點(diǎn)的間隔應(yīng)盡量大些，使這些點(diǎn)分布在整條曲線上D.要多算出幾個(gè)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度值，再對(duì)幾個(gè)初速度值取平均值，作為最后的測(cè)量結(jié)果“探究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，如果小球每次從斜槽上不同位置釋放，則各次相比不相同的是（ ）4.關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（ ）5.物體在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在相等的時(shí)間內(nèi)下列哪個(gè)量是相等的（ ）A.位移 B.加速度 C.平均速率 D.速度的增量 6.為了研究平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向或者水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，實(shí)驗(yàn)者在水平勻速飛行的航模飛機(jī)上每隔相等的時(shí)間間隔落下一個(gè)小球，如果不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是（ ）A.該飛機(jī)和這些小球在空中的連線是豎直直線，

10、說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)水平方向上的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)B.該飛機(jī)和這些小球在空中的連線是傾斜直線，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)水平方向上的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)C.該飛機(jī)和這些小球在空中的連線是豎直直線，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)D.該飛機(jī)和這些小球在空中的連線是拋物線，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)是勻加速曲線運(yùn)動(dòng)7.研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)，在安裝實(shí)驗(yàn)裝置的過(guò)程中，斜槽末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是（ ）A.保證小球飛出時(shí)，速度既不太大，也不太小B.保證小球飛出時(shí)，初速度水平8.“探究平拋物體運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵?）B.證明平拋物體的運(yùn)動(dòng)，是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)“研究平拋物體的

11、運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ）A.安裝有斜槽的木板時(shí)，一定要注意木板是否垂直B.安裝有斜槽的木板時(shí)，只要注意小球不和木板發(fā)生摩擦D.實(shí)驗(yàn)的目的是描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)耳朵規(guī)律“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道，通過(guò)描點(diǎn)法畫(huà)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。為了能準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面得字母填在橫線上： 。d.記錄小球位置用的木條（或凹槽）每次必須嚴(yán)格地等距離下降e.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙（或方格紙）相接觸“探究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，已有下列器材；有空的硬紙片、白紙、圖釘、斜槽、刻度尺、小球，還需要（ ）實(shí)驗(yàn)中，

12、下列說(shuō)法正確的是 。真實(shí)運(yùn)動(dòng)，記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些。E.為了比較準(zhǔn)確地描出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡，應(yīng)該用一條曲線把所有的點(diǎn)連接起來(lái)“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)步驟。A.將鋼球從斜槽上的某點(diǎn)釋放，它離開(kāi)斜槽后在空間做平拋運(yùn)動(dòng)，在小球軌跡的某處用帶孔的卡片迎接小球，使小球恰好從孔中央通過(guò)而不碰到邊緣，然后對(duì)準(zhǔn)孔中央在白紙上記下一個(gè)點(diǎn)；B.以斜槽末端作為平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)O，在白紙上標(biāo)出O的位置；C.取下白紙，在紙上畫(huà)一條與豎直線oy垂直的水平線ox；D.用光滑曲線把記錄小球通過(guò)的位置的若干點(diǎn)連接起來(lái)，就得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。由于測(cè)定各個(gè)點(diǎn)時(shí)存在誤差，所畫(huà)的曲線可不通過(guò)個(gè)別偏差大的點(diǎn)，但必須保持曲線光滑，不允許出現(xiàn)

13、凹陷處；E.從斜槽上不同點(diǎn)釋放小球，用步驟A的方法測(cè)定平拋軌跡上的其他點(diǎn)；ABC圖5-17F.在曲線上取56個(gè)點(diǎn)（不必是步驟A測(cè)出的點(diǎn)）。用尺測(cè)出每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值x、y，分別求出小球的初速度，然后取平均值就得到實(shí)驗(yàn)測(cè)出的初速度；oy；H.將白紙用圖釘訂在豎直的木板上，在木板的左上角固定斜槽。（1）以上實(shí)驗(yàn)步驟中有錯(cuò)誤或不足，需要修改的是_。（2）以上實(shí)驗(yàn)步驟按正確的順序排列是_。13.圖5-17所示為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照片的一部分，圖中背景方格的邊長(zhǎng)均為5cm，如果g取10m/s2,那么：（1）閃光頻率是_Hz。（2）小球運(yùn)動(dòng)中水平分速度的大小是_m/s。（3）小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度大小是_m/

14、s。彈射器圖5-1814.試根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的原理設(shè)計(jì)測(cè)量彈射器彈丸初射速度的實(shí)驗(yàn)方法，提供實(shí)驗(yàn)器材：彈射器（含彈丸，如圖5-18所示）、鐵架臺(tái)（帶夾具）、米尺。（1）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)示意圖。（2）在安裝彈射器時(shí)應(yīng)注意：_。（3）實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的量（并在示意圖中用字母標(biāo)出）：_。（4）由于彈射器每次射出的彈丸初速度不可能完全相等，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的方法是_。（5）計(jì)算公式：_。知能提升圖5-19綜合實(shí)踐與創(chuàng)新15.有個(gè)同學(xué)名叫馬小虎，做起實(shí)驗(yàn)來(lái)便成了小馬虎。他在做平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，因粗心沒(méi)定好原點(diǎn)，只畫(huà)了豎直線，且只描出了平拋物體的后一部分軌跡，如圖5-19所示，依此圖加一把刻度尺，如何計(jì)算出平拋物體的

15、初速度？“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中：（1）為使小球水平拋出，必須調(diào)整斜槽，使其末端的切線成水平方向，檢查方法是_。（2）小球拋出點(diǎn)的位置必須及時(shí)記錄在白紙上，然后從這一點(diǎn)畫(huà)水平線和豎直線作為x軸和y軸，豎直線是用_來(lái)確定的。（3）驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得到的軌跡是否準(zhǔn)確的一般方法是：在水平方向從起點(diǎn)處取兩段連續(xù)相等的位移，再作平行于y軸的直線交于曲線兩點(diǎn)，則兩段y軸位移大小之比為_(kāi)。（4）某同學(xué)建立的直角坐標(biāo)系如圖5-20所示。設(shè)他在安裝實(shí)驗(yàn)裝置和其余操作時(shí)準(zhǔn)確無(wú)誤，只有一處失誤，即是_。xOy圖5-22圖5-21CABP0P1P2P3P4P5P0P1P2P3P4P5dd（5）該同學(xué)在軌跡上任取一點(diǎn)M，

16、測(cè)得坐標(biāo)為（x，y）。則初速度的測(cè)量值為_(kāi)，真實(shí)值為_(kāi)。木板圖5-20斜槽OMxy17.（2006·廣東高考）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖5-21所示，A是一塊平面木板，在其上等間隔地開(kāi)鑿出一組平行的插槽（圖5-21中P0P0、P1P1）,槽間距離均為d。把覆蓋復(fù)寫(xiě)紙的白紙鋪貼在硬板B上。實(shí)驗(yàn)時(shí)依次將B板插入A板的各插槽中，每次讓小球從斜軌的同一位置由靜止釋放。每打完一點(diǎn)后，把B板插入后一槽中并同時(shí)向紙面內(nèi)側(cè)平移距離d。實(shí)驗(yàn)得到小球在白紙上打下的若干痕跡點(diǎn)，如圖5-22所示。（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到_。每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了_。

17、（2）每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d,是為了_。（3）在圖5-22中繪出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。參考答案自主學(xué)習(xí)一、判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線 4 9二、計(jì)算平拋物體的初速度g OA3 OA3夯實(shí)基礎(chǔ)2.答案：ABCD解析：要研究平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，理論上常用的基本方法有以下兩種：一是測(cè)量幾段相等的時(shí)間間隔內(nèi)物體在水平方向上的位移，看看這些位移是否相等；二是測(cè)量幾段相等的水平位移，看看物體通過(guò)相等的水平位移用的時(shí)間是否相等。實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí)常用第一種方法，故選B。3.ABD 4.C 5.BD 6.A 7.B 8.AC 9.ACD 10.abce 11.BCD AD12.解：（1）上述

18、步驟中需要修改的是：B、E、G、H步驟B中應(yīng)把小球放在槽末端以球心位置為起點(diǎn)O，O應(yīng)在槽末端正上方。為了保證找到的各點(diǎn)是同一個(gè)平拋軌道通過(guò)的各點(diǎn)，步驟E應(yīng)改為：從斜槽上與A步驟同一位置由靜止釋放小球，在小球離開(kāi)斜槽后運(yùn)動(dòng)軌跡的不同位置重復(fù)A步驟在白紙上記下一系列點(diǎn)（至少6個(gè)點(diǎn)）的位置。步驟G應(yīng)改為：利用系在斜槽末端的鉛垂線在白紙上畫(huà)出通過(guò)O點(diǎn)的豎直線Oy。將步驟H改為：將白紙用圖釘釘在豎直固定在支架上的木板上，再將斜槽固定在木板上白紙的左上角，并使斜槽末端的切線方向保持水平，且讓小球離開(kāi)斜槽末端后所做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡平面與白紙平行。（2）H、B、G、A、E、C、D、F解析：（1）AB間豎直距離為h1=3×=,BC間豎直距離為h2=5×=,設(shè)兩次閃光間時(shí)間間隔為T，則有h2h1=gT2 所以s故閃光頻率為=10Hz（2）AB間水平距離為x=3×= 由x=v0T 得水平分速度為m/s（3）經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為 經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為14.（1）如右圖所示（2）彈射器必須水平（3）AB的高h(yuǎn)與BC的長(zhǎng)x（A是彈射器開(kāi)口端的端點(diǎn)，B點(diǎn)最好用重垂線找到）ABCh（4）C處鋪一張白紙，上面鋪一張復(fù)寫(xiě)紙，幾次彈射的落點(diǎn)，用一個(gè)最小的圓圈圈上，圓心即是C點(diǎn)（或多測(cè)幾次，取其平均值）（5）知能提升ABCyxOy1y2xx15.解析：平拋物體在水平方向上做勻速