5.3 . 实验：探究平抛运动的特点 学案

中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理必修二素养提升学案 第五章 抛体运动 5.3 . 实验：探究平抛运动的特点 【课标解读】 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。 【核心素养】 物理观念：知道平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。 科学思维：观察现象→初步分析→猜测实验研究→得出规律→重复实验→鉴别结论→追求统一 科学探究： 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 法及“等效代换”正交分解”的思想方法。 科学态度与责任： 通过实验探究教学，激发学习兴趣和求知的欲望 【知识点探究】 1.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，物体只受重力的作用，这时的运动叫作抛体运动。 (2)平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动。 平抛运动是简单的曲线运动，可分解为两个简单的直线运动：水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。 2．实验：探究平抛运动的特点 (1)实验原理 ①实验思路：由于物体是沿着水平方向抛出的，在运动过程中只受竖直向下的重力作用，因此可以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。 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方向和竖直方向的运动规律。 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，再设法分析另外一个方向的运动规律。 (2)实验器材(方案二) ①探究平抛运动竖直分运动特点的实验器材：小锤一个、相同的小铁球两个、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、刻度尺、平抛铁架台(有背板及水平放置的可上下调节的挡板)。 【实验探究】 一、仔细观察下列图片，认真参与“课堂互动”。 活动1：如图甲所示，如何探究平抛运动竖直分运动的特点？ 提示：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球被释放，自由下落，做自由落体运动。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”来判断两球落地时间的先后。 活动2：探究平抛运动竖直分运动的特点时需要注意什么？ 提示：①用小锤水平击打在弹性金属片中央位置，确保A球能够沿水平方向飞出；②调节好平抛竖落仪，确保用小锤击打弹性金属片的同时B球被释放，自由下落；③A、B两小球选择体积小、质量大，且大小、材料、质量完全相同的小球；④确保A、B两球运动前高度相同，且落到同一水平面上。 活动3：如图乙，如何探究平抛运动水平分运动的特点？ 提示：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。 根据活动1得出的平抛运动在竖直方向分运动的规律，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。 活动4：探究平抛运动水平分运动的特点时需要注意什么？ 提示：①调节铁架台，通过观察铅垂线，使铁架台底座水 ... ...