粤教版高中物理必修第二册第一章抛体运动第三节第2课时实验：探究平抛运动的特点课件（48页）+学案（有解析）

第2课时　实验：探究平抛运动的特点 【素养目标】　1.会计算平抛运动的初速度。　2.掌握描迹法、频闪照相法等探究实验的常用方法。 一、利用描迹法探究平抛运动的特点 1．实验装置和实验过程 (1)按如图所示安装实验装置。把坐标纸和复写纸叠放在一起，压入竖直平板纸夹内，使接球槽上升到合适的高度，使一端有电磁铁的斜槽末端水平。 (2)把钢球吸在固定的电磁铁上，断开电源，释放钢球。钢球沿着导轨凹槽滚下并被水平抛出，落在接球槽上，通过复写纸在坐标纸上留下印迹。 (3)逐次下调接球槽，重复以上操作得到钢球的一系列运动点迹。 (4)以斜槽水平末端端口处小球球心在坐标纸上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴。 (5)取下坐标纸，用平滑的曲线把这些点迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹。 2．注意事项 (1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平，使钢球做平抛运动(调节方法：将钢球放在斜槽末端水平部分，若钢球静止，则斜槽末端水平)。 (2)平板必须处于竖直面内，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直。 (3)钢球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，这样可以使钢球每次平抛运动的轨迹相同。 (4)坐标原点不是槽口的端点，应是钢球出槽口时钢球球心在平板上的投影点。 (5)钢球开始滚下的位置高度要适中，以使钢球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。 3．数据处理 (1)研究平抛运动水平分运动的特点 ①根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y、…的点，即各点之间的时间间隔相等，测量这些点之间的水平位移，若这些水平位移相等，则说明平抛运动水平方向为匀速直线运动。 ②同样的方法，可研究竖直分运动特点。 (2)计算平抛物体的初速度 ①平抛轨迹完整(即含有抛出点) 在轨迹上任取一点，测出该点离坐标原点的水平位移x及竖直位移y，就可求出初速度v0。 因x＝v0t，y＝gt2，故v0＝x。 ②平抛轨迹残缺(即无抛出点) 在轨迹上任取三点A、B、C(如图所示)，使A、B间及B、C间的水平距离相等，设为x，由平抛运动的规律可知A、B间与B、C间所用时间相等，设为t，重力加速度为g，则 Δh＝hBC－hAB＝gt2 所以t＝ 所以初速度v0＝＝x。 二、利用频闪照相法研究平抛运动 1．实验现象：利用频闪照相机得到物体做平抛运动与自由落体运动对比的频闪照片，如图所示。 2．现象分析 ①在竖直方向上，两种运动经过相等的时间，下落相同的高度，即两种运动在竖直方向上的运动是相同的，都是自由落体运动。 ②在水平方向上，平抛运动在相等的时间内运动的距离相等，即平抛运动水平方向上的运动是匀速直线运动。 一　教材原型实验 (2024·梅州市高一期中)某学习小组用图甲和图乙所示的装置“探究平抛运动的特点”。 (1)下列实验操作合理的有_____。 A．用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，应只用眼睛看A、B两球是否同时落地 B．图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用重垂线检查其是否竖直 C．若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，则说明斜槽末端水平 D．用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的一条轨迹时，不需要每次从斜槽上同一位置由静止释放钢球 (2)该小组利用图乙装置，记录了钢球运动中所经过的A、B、C三个位置，如图丙所示。图中每格的边长为L，重力加速度为g。 ①钢球从A运动到B和从B运动到C的时间_____(选填“相等”或“不相等”)； ②钢球从A运动到B的时间为_____(用L、g表示)； ③钢球做平抛运动的初速度为_____(用L、g表示)。 (3)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图中y-x2图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是_____。 答案：(1)BC　(2)①相等 ... ...