高中物理人教版 (新课标)必修2第五章 曲线运动3.实验：研究平抛运动…教课内容课件ppt

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下图为一探究小组成员探究平抛运动的情景．他在同一位置以不同的初速度先后抛出3个小球．
请讨论：根据图中数据能否得出下列结论性的叙述？在相同的高度，以大小不同的初速度水平抛出的小球，初速度越大，抛出点到落地点的水平距离越远；在高度不变的情况下，水平初速度的大小并不影响平抛物体在竖直方向上的运动；平抛运动过程经历的时间完全由抛出点到落地点的竖直高度确定，与抛出时初速度的大小无关．为了证明上述结论，你对本实验有何补充和改进？
1．做平抛运动的物体只受________的作用，加速度是________所以它是________运动．2．探究平抛运动在竖直方向的运动规律，可设置与分运动等效的条件进行对比实验：_____________________.3．要探究平抛运动的物体的水平方向运动的特点，需要测量几段相等的________物体在水平方向上的________，看看这些________是否相等．
答案：1.重力　重力加速度g　匀变速曲线2．与平抛运动的物体同时自由下落的物体3．时间间隔内　位移　位移
(1)将曲线运动分解为直线运动；(2)由力的独立作用原理推测平抛运动的物体在不同方向上的运动情况；(3)设计具有同等条件的分运动与平抛运动对比实验.
(1)探究平抛运动在水平方向的运动规律①设法通过实验得到平抛运动的轨迹②在平抛运动轨迹上找到每隔相等时间物体所到达的位置．③测量两相邻位置间的水平位移，分析这些位移的特点．(2)探究平抛运动在竖直方向的运动规律从做平抛运动的小球和做自由落体运动的小球同时落地这个角度来验证平抛运动在竖直方向上的分运动.
平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动.
(1)实验器材斜槽(附金属小球)、木板及竖直固定的支架、白纸、图钉、刻度尺、三角板、重锤、铅笔．(2)实验过程利用现有仪器装配好如图所示的装置，钢球从斜槽上滚下，冲过水平槽飞出后做平抛运动．
实验步骤①把斜槽放在桌面上，让它的末端伸出桌面外，调节斜槽末端，使其切线方向水平后，把斜槽固定在桌面上．②用图钉把白纸钉在木板上，把木板沿竖直方向固定在支架上，使小球在斜槽末端水平抛出后的轨道平面与纸面平行．③以斜槽末端作为平抛运动的起点O，在白纸上标出O的位置，过O点用重垂线画出竖直线，定为y轴．④让小球每次都从斜槽上同一适当位置由静止滚下，移动笔尖在白纸上的位置，当小球恰好与笔尖正碰时，在白纸上依次记下这些点的位置．
⑤把白纸从木板上取下来，用三角板过O点作竖直线y轴的垂线，定为x轴，再将上面依次记下的一个个点连成光滑曲线，这就是平抛小球的运动轨迹．(3)数据处理①在平抛小球运动轨迹上选取A、B、C、D、E五个点，测出它们的x、y坐标值，记到表格内．
④实验时，眼睛应平视运动小球，并较准确地确定小球通过的位置．⑤要在斜槽上较大的高度释放小球，使其以较大的水平速度运动，从而减小相对误差．⑥要用平滑的曲线画出轨迹，舍弃个别偏差较大的点．⑦在轨迹上选点时，不要离抛出点过近，并且使所选取的点之间尽量远些．
(2010·福建高一六校联考)平抛物体的运动规律可概括为两点：①水平方向做匀速直线运动；②竖直方向做自由落体运动．为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验，如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，则这个实验(　　)
A．只能说明上述规律中的第①条B．只能说明上述规律中的第②条C．不能说明上述规律中的任何一条D．能同时说明上述两条规律解析：该题考查对平抛运动及其分运动的理解，同时考查探究问题的思维能力．实验中A球做平抛运动，B球做自由落体运动，两球同时落地说明A球平抛运动的竖直分运动和B球相同，而不能说明A球的水平分运动是匀速直线运动，所以B项正确，A、C、D三项都不对．答案：B
(北京育才中学高一检测)某同学用如图所示的装置研究平抛物体的运动．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁C、D的高度，使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度相等．现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两个小铁球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的下端射出，可以看到P、Q两球相碰，只改变弧形轨道M相对于地面的高度(不改变AC高)，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明(　　)
A．平抛运动的水平分运动是匀速直线运动B．平抛运动的竖直分运动是自由落体运动C．同时说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，竖直分运动是自由落体运动D．说明平抛运动是匀变速曲线运动答案：A
某同学设计了一个研究平抛运动的实验．实验装置示意图如图a所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图a中P0P′0、P1P′1…)，槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上．实验时依次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放．每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图b所示．
(1)实验前应对实验装置反复调节，直到________，每次让球从同一位置由静止释放是为了________．(2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了________．(3)在图b中绘出小球做平抛运动的轨迹．
解析：解答本题时应把握平抛运动的两个分运动特点：①水平方向匀速直线运动；②竖直方向做自由落体运动．(1)研究平抛运动的规律，首要的一点是使小球沿水平方向抛出．所以实验前要反复调节斜槽，使斜槽的末端处于水平状态，并使板A水平，插槽P0P′0垂直斜槽并在斜槽末端正下方．释放小球时，每次要使小球从斜槽的同一位置滑下的主要原因是使小球每次抛出时具有相同的水平初速度v0.
(2)实验过程中，竖直木板在后移d的同时也侧向移动d，是为了每次让小球的落点不在记录纸面的竖直线上，而在侧移了的平面上，使记录纸上每两点间的水平距离等于小球在水平方向实际运动的距离．由水平方向的匀速直线运动研究竖直方向的运动规律．(3)小球的平抛运动轨迹如图所示．
答案：(1)斜槽末端水平、A板水平、插槽P0P′0垂直斜槽并在斜槽末端正下方　使小球每次抛出时具有相同的水平初速度v0(2)使记录纸上每两点之间的水平距离等于小球在水平方向实际运动的距离(3)见图
(2011·唐山一中高一检测)某同学用如图所示的装置研究平抛运动，他描出了小球的运动轨迹，建立了坐标系并将数据及单位写在了坐标纸上．小球在水平方向做________运动，在竖直方向做________运动．由坐标中的数据可求出小球平抛的初速度为________m/s.实验中为了减小误差而采取的措施中正确的是________(填写选项前的字母)．
A．斜面小槽轨道必须光滑B．斜面小槽轨道末端(图示中小球所在位置)必须水平C．每次都要平衡摩擦力D．小球每次都应从同一高度释放答案：匀速直线　自由落体　1　BD
有人想设计制作一“平抛运动扫描仪”，所用的器材有：已用过的医用吊针(整套，如图(a)所示)；竖直木板1块；厚为0.5cm的光滑小木条；钉子；白纸1张；图钉4枚；小钢球1个；圆珠笔笔筒(下面部分)1个；重垂线；直尺1把；染了红墨水的水；铁架台．
(1)证明从针头滴出的水滴的出口速度大小是不变的．(2)请你帮他设计这一“平抛运动扫描仪”，并写出实验方案和步骤．
(2)设计方案和步骤：①将红墨水装入吊瓶中，并将开关关上；②在竖直放置的木板左端上方水平地钉好小木条(以小钢球放在其上不左右滚动为准)；③将吊瓶用铁架台挂在木板的左上方(可把铁架台放在板凳上)；④将针头用透明胶贴在小木条的外边缘，注意针头与小木条平行；
⑤将白纸用4个图钉固定在针头右侧的木板上；⑥在针头出口正下方挂重垂线(如图b所示)；⑦打开塑料管上的开关，待稳定时，我们看到红色的水从针头口呈线状水平射出，并靠近但不接触白纸做平抛运动．点评：物理实验具体操作方式并不是一成不变的，根据实验原理和要达到的目的，再结合现有实验条件，灵活地、创造性地设计实验方案、操作要求和操作规范是学习者应具备的素质．
试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸出射初速度”的实验方案，提供的实验器材为弹射器(含弹丸，如图所示)、铁架台(带有夹具)、米尺．
(1)画出实验示意图；(2)在安装弹射器时应注意________；(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)为________；(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中应采取的方法是________________；(5)计算公式为____________________________．