5.3实验：探究平抛运动的特点 课件（共43张PPT）—2024-2025学年高中《物理》（人教版2019）必修2

(课件网) 实验：探究平抛运动的特点 高一年级 物理 平抛运动 平抛运动：以水平初速度抛出后，物体只在重力作用下的运动。 如何获取物体平抛运动的相关信息呢？ 1.问题思考：为了研究物体运动的规律，需要获取和记录其运动信息。平抛运动的物体其位置和速度随时间都在不断发生变化，如何获取和记录其位置和速度的信息呢？哪一个更容易获取？ 物体运动位置随时间变化的信息更容易获取。 2.解决方案：回想当初研究小车（小球）的直线运动过程，应用了哪些实验手段？ 打点计时器 频闪照相 对于研究平抛运动，哪个更适用呢？ 实验思路 平抛运动的轨迹是曲线，比直线运动复杂。应该用什么方法来研究曲线运动呢？ 应当如何选取分解方向呢？ 可以按照把复杂的曲线运动分解为两个相对简单的直线运动的思路，分别研究物体在这两个方向上的运动特点。 G v0 根据平抛运动的物体初速度方向及其受力特点，可以尝试将其沿水平方向和竖直方向进行分解。 根据对平抛物体的受力分析，你对物体在水平方向和竖直方向的运动规律有怎样的猜想？ 知识回顾 匀速直线运动的特点： 经过相等时间，位移相等 匀变速直线运动的特点？ 知识回顾 匀变直线运动的特点： 物体在各个连续相等时间内的位移差都相等。 知识回顾 匀变直线运动的特点： 若物体做初速度为0的匀加速直线运动，则： xⅠ：xⅡ：xⅢ=1：3 ： 5 O x y y1 x2 y3 x1 y2 x3 A B C 以图中左侧第一个小球中心位置为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立坐标系。 从O点开始，在小球运动的轨迹上选取时间间隔相同的三个位置A、B、C。 分别测量并标出A、B、C三点对应的横纵坐标。 方案1：频闪照相 O x y y1 x2 y3 x1 y2 x3 A B C 通过计算发现： 沿x轴方向有x3-x2=x2-x1 由此可知：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。 沿y轴方向根据测量数据计算小球由O到A下落高度h1，由A到B下落高度h2，由B到C下落高度h3。 O x y y1 x2 y3 x1 y2 x3 A B C 通过计算发现： 沿y轴方向有h3-h2=h2-h1 结合平抛运动在竖直方向的受力情况以及之前所复习的知识，匀变速直线运动的物体，在相邻的两段相等时间间隔内的位移差为一个常量。可以得出： 平抛运动在竖直方向做自由落体运动。 方案2：平抛（竖落）仪 平抛仪 平抛竖落仪 方案2：平抛（竖落）仪 将平抛运动进行分解，先研究其某一单方向或规律，然后再设法分析另一个方向的运动或规律。 本节课先通过平抛竖落仪获取平抛运动竖直方向的运动规律，再通过平抛仪获取运动轨迹并推出其水平方向运动特点。 实验仪器 平抛竖落仪 通过该实验装置如何验证你的猜想呢？ 观察两球是否同时落地。 仅通过一次实验是否足以证实你的猜想？ 改变小锤释放高度，多次重复实验。 实验结论 通过平抛竖落仪的实验，我们可以验证猜想，即平抛运动在竖直方向上为自由落体运动。 实验仪器 平抛仪 实验仪器 白纸 复写纸 实验仪器 三角板 刻度尺 安装并调节平抛仪的背板。 思考：对于从斜槽上滚出的小球，如何保证小球从斜槽末端水平抛出？ 调节斜槽，使钢球在其末端可以保持静止。 建立坐标系时，坐标原点选在哪里？坐标轴如何确定？ 钢球静止在斜槽末端的重心位置为原点，重锤线方向为y轴方向。 如何利用此装置记录小球的位置呢？ 多次实验记录多个时刻的位置时，如何确保运动的同一性呢？ 保证小球每次从同一高度静止释放。 在描绘小球运动轨迹时，应注意什么问题？ 用平滑曲线连接 如何在所画轨迹上确定时间间隔相等的点？这些点之间的水平位移存在什么特点？说明什么？ 实验结论 根据实验数据可知，平抛运动在水平方向上，相同时间间隔内位移相等。 因此，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。 实验要点 平抛仪斜槽末 ... ...