【物理】實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)（教學(xué)課件） 高一物理同步備課系列（人教版2019必修第二冊(cè)）

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實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)第五章拋體運(yùn)動(dòng)人教版（2019）0102實(shí)驗(yàn)思路拋體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)目錄03進(jìn)行實(shí)驗(yàn)投擲標(biāo)槍急停跳投投擲鉛球(1)觀察下面幾項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，標(biāo)槍、籃球和鉛球投擲出后時(shí)，運(yùn)動(dòng)有什么共同的特點(diǎn)嗎？(2)如果忽略空氣阻力的影響，那么標(biāo)槍、籃球和鉛球的受力又有什么樣的共同特點(diǎn)？觀察與思考射箭比賽空中投遞投擲飛鏢(1)觀察下面三幅突變，箭、貨物和飛鏢投擲出后時(shí)，運(yùn)動(dòng)有什么共同的特點(diǎn)嗎？(2)如果忽略空氣阻力的影響，那么箭、貨物和飛鏢的受力又有什么樣的共同特點(diǎn)？觀察與思考第一部分

拋體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)1．拋體運(yùn)動(dòng)：以一定的速度將物體拋出，在空氣阻力可以忽略的情況下，物體只受重力的作用，這時(shí)的運(yùn)動(dòng)叫作拋體運(yùn)動(dòng)。2．平拋運(yùn)動(dòng)：初速度沿水平方向的拋體運(yùn)動(dòng)就叫作平拋運(yùn)動(dòng)。①條件:初速度沿水平方向；

忽略空氣阻力，只受重力。②性質(zhì)：勻變速曲線運(yùn)動(dòng)拋體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)第二部分

實(shí)驗(yàn)思路(1)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線，比較復(fù)雜。目前我們比較熟悉的直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)我們已經(jīng)學(xué)習(xí)的運(yùn)動(dòng)合成與分解的知識(shí)，我們是否將平拋運(yùn)動(dòng)也加以分解，并且分解為兩個(gè)較為簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)呢？(2)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)速度特點(diǎn)和受力特點(diǎn)，你認(rèn)為分解為哪兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)比較合適？(3)根據(jù)你的判斷和分析，你認(rèn)為你剛剛分解的這兩個(gè)方向上，物體分別做什么樣的運(yùn)動(dòng)？思考與討論1.研究方法：(1)建立平面直角坐標(biāo)系；(2)化曲為直，將運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解。2.分解方向：水平方向和豎直方向分解平拋運(yùn)動(dòng)初速度受力情況運(yùn)動(dòng)情況水平方向豎直方向0G自由落體運(yùn)動(dòng)v0不受力勻速直線運(yùn)動(dòng)3.理論猜想：實(shí)驗(yàn)思路(1)我們?nèi)绾窝芯科綊佭\(yùn)動(dòng)的思路我們清楚了，那么我們?nèi)绾卧谒椒较蚝拓Q直方向上去驗(yàn)證我們對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的猜想呢？(2)你是否可以設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的？說(shuō)一說(shuō)你的實(shí)驗(yàn)方案和大家分享一下。思考與討論第三部分

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案一：頻閃照相方案一：頻閃照相或視頻錄制1.現(xiàn)象分析：(1)在水平方向上，平拋運(yùn)動(dòng)在通過(guò)相等的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離相同，即水平方向上的運(yùn)動(dòng)是__________運(yùn)動(dòng)。(2)在豎直方向上，兩球運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)相等的時(shí)間，下落相同的高度，即在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)是相同的，都是__________運(yùn)動(dòng)。勻速直線自由落體運(yùn)動(dòng)點(diǎn)跡橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)ABCDE方案一：頻閃照相或視頻錄制2.建系與數(shù)據(jù)測(cè)量：(1)以拋出點(diǎn)小球球心位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，建直角坐標(biāo)系。(2)數(shù)據(jù)測(cè)量和記錄(1)通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)是否可以驗(yàn)證物體所做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線？(2)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)水平方向和豎直方向的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，由x=v0t和

兩個(gè)方程，是否可以推導(dǎo)出相應(yīng)的拋物線方程？試試看，如果可以，說(shuō)明了什么？思考與討論(3)根據(jù)你推導(dǎo)得到的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡方程，結(jié)合測(cè)量數(shù)據(jù)，你是否可以求出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度？步驟1：探究平拋運(yùn)動(dòng)豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)方案二：描跡法步驟1：實(shí)驗(yàn)過(guò)程(1)用小錘敲擊彈性金屬片，小球A沿水平方向飛出，做平拋運(yùn)動(dòng)；同時(shí)小球B被釋放，做自由落體運(yùn)動(dòng)，觀察兩球的運(yùn)動(dòng)軌跡，比較它們落地時(shí)間的先后；(2)改變敲擊彈性金屬片的力度，從而改變A球的水平初速度．判斷并觀察比較兩球落地的時(shí)間和運(yùn)動(dòng)軌跡；方案二：描跡法步驟1:實(shí)驗(yàn)過(guò)程(3)觀察結(jié)果：可以觀察到兩個(gè)小球同時(shí)落地．改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度，兩個(gè)小球仍同時(shí)落地．(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)．實(shí)驗(yàn)也可以通過(guò)聽(tīng)兩個(gè)小球落地聲音來(lái)判斷兩個(gè)小球是否同時(shí)落地，若兩個(gè)小球落地時(shí)只有一個(gè)聲音，表明兩個(gè)小球同時(shí)落地．

方案二：描跡法方案二：描跡法步驟2：探究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)器材：平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器，小鋼球，刻度尺，白紙，復(fù)寫紙，2塊三角板，鉛筆．方案二：描跡法實(shí)驗(yàn)過(guò)程:(1)按照如圖所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置．(2)將一張白紙和復(fù)寫紙固定在裝置的背板上．(3)調(diào)節(jié)斜槽M末端水平．(4)讓鋼球在斜槽中從某一高度滾下，從末端飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)．鋼球落到傾斜的擋板上后，就會(huì)擠壓復(fù)寫紙，在白紙上留下印跡．(5)上下調(diào)節(jié)擋板N，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，在白紙上記錄鋼球所經(jīng)的多個(gè)位置．(6)用平滑曲線把這些印跡連接起來(lái)，就得到鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．方案二：描跡法(7)根據(jù)軌跡確定水平分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．①根據(jù)步驟1得出的平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向分運(yùn)動(dòng)的自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，取“相等的時(shí)間間隔”。

根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的位移公式h＝gt2/2我們可以得出，在相鄰相等的時(shí)間間隔內(nèi)物體所發(fā)生的位移之比為1:3:5:…:(2n＋1)，那么我們就可以從坐標(biāo)系的縱軸上選取長(zhǎng)度分別為h,3h,5h的相鄰線段，即選取縱坐標(biāo)分別為h,4h,9h的三個(gè)點(diǎn)，如圖所示．方案二：描跡法②在平拋的軌跡上找出水平分運(yùn)動(dòng)在相鄰相等的時(shí)間間隔里所到達(dá)的位置，例如O、A、B、C等點(diǎn)，就找出了水平分運(yùn)動(dòng)在相鄰相等的時(shí)間間隔內(nèi)所發(fā)生的位移．③相等時(shí)間內(nèi)水平方向的位移在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，進(jìn)而確定水平分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是勻速直線運(yùn)動(dòng)．方案二：描跡法建系與數(shù)據(jù)處理：方案二：描跡法(1)以拋出點(diǎn)小球球心位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，建直角坐標(biāo)系。(2)用平滑的曲線擬合平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。(3)數(shù)據(jù)測(cè)量和記錄運(yùn)動(dòng)點(diǎn)跡橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)ABC(1)通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)是否可以驗(yàn)證物體所做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線？(2)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)水平方向和豎直方向的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，由x=v0t和

兩個(gè)方程，是否可以推導(dǎo)出相應(yīng)的拋物線方程？思考與討論(4)根據(jù)你推導(dǎo)得到的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡方程，結(jié)合測(cè)量數(shù)據(jù)，你是否可以求出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度？(3)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，請(qǐng)作出y與x2的圖像，由畫出的圖像，我們是否可以判定平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線？注意事項(xiàng)：(1)為了保證實(shí)驗(yàn)精度，必須保證背板處于豎直平面內(nèi)，使平拋軌道的平面靠近板面。(2)小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止落下．(3)坐標(biāo)原點(diǎn)：坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球出槽口時(shí)球心在背板上的投影點(diǎn)．方案二：描跡法誤差分析：(1)安裝斜槽時(shí)，其末端不水平．(2)鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)受空氣阻力影響．(3)鋼球每次滾下的初位置不相同．(4)建立坐標(biāo)系時(shí)，誤將斜槽口在背板上的投影點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn).方案二：描跡法方案二：描跡法拓展學(xué)習(xí)：用傳感器和計(jì)算機(jī)研究平拋運(yùn)動(dòng)課堂小結(jié)探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)思路實(shí)驗(yàn)方案化曲為直，研究水平方向和豎直方向頻閃照相特點(diǎn)性質(zhì)只受重力，初速度水平勻變速曲線運(yùn)動(dòng)描跡法水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡為拋物線課堂練習(xí)自由落體1．小球A由斜槽滾下，從桌邊水平拋出，當(dāng)它恰好離開(kāi)桌邊緣時(shí)小球B從同樣高度處自由下落，頻閃照相儀拍到了兩球下落過(guò)程中四個(gè)時(shí)刻的位置，如圖所示。已知背景的方格紙每小格的邊長(zhǎng)為2.4cm，頻閃照相儀的閃光頻率為10Hz。（1）比較A、B兩球下落的頻閃軌跡，可知A球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，在豎直方向上做

運(yùn)動(dòng)。（2）利用這張照片可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?/p>

m/s2。（3）A球離開(kāi)桌邊時(shí)的速度大小為

m/s。課堂練習(xí)9.60.72課堂練習(xí)2．用如圖甲所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)。將白紙和復(fù)寫紙對(duì)齊重疊并固定在豎直的硬板上，鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點(diǎn)飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時(shí)，鋼球側(cè)面會(huì)在白紙上擠壓出一個(gè)痕跡點(diǎn)。移動(dòng)擋板，重新釋放鋼球，如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點(diǎn)。課堂練習(xí)（1）關(guān)于“研究物體平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是()A．安裝斜槽時(shí)其末端切線應(yīng)水平B．鋼球與斜槽之間有摩擦?xí)龃髮?shí)驗(yàn)誤差C．建立坐標(biāo)系時(shí)，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)D．鋼球必須每次從斜槽上同一位置由靜止開(kāi)始釋放AD課堂練習(xí)（2）某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的軌跡如圖乙所示，已知每個(gè)小方格的邊長(zhǎng)為0.45cm，重力加速度g=10m/s2。則鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為

m/s（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。0.45課堂練習(xí)3．2023年夏天，異常炎熱，這注定水槍玩具銷售火爆，不僅兒童玩水，甚至成人也開(kāi)始玩。有一種電動(dòng)水槍，它有三種模式，一種是散射，一種是直線連續(xù)噴射，還有一種是脈沖式發(fā)射。某同學(xué)想測(cè)定后兩種模式水槍的發(fā)射速度。他進(jìn)行了如下操作（取g=10m/s2）：課堂練習(xí)（1）將電動(dòng)水槍水平固定在鐵架臺(tái)上，采用直線連續(xù)噴水模式，按壓扳機(jī)后細(xì)水柱沿直線噴出，在空中劃出一條曲線。在鐵架臺(tái)后面平行于水槍豎直固定一塊坐標(biāo)板，使O點(diǎn)處于槍口位置，x軸與槍口在同一水平線上，水槍噴水后用手機(jī)拍照，得到如圖乙所示的軌跡。根據(jù)圖中軌跡可得初速度v0=