高一物理研究平抛运动(2019年8月整理)
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高一必修二物理导学案课题:5.3实验:探究平抛运动的特点一、学习目标1.初步了解什么是平抛运动及探究平抛运动的实验原理,并会测量平抛运动的初速度。
2.能够通过对运动数据的处理获取初速度,会分析产生实验误差的原因。
3.通过实验的设计和数据的处理,提升科学推论与论证的能力。
二、阅读课本实验目的:1.用实验的方法描出平抛运动的轨迹。
2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。
3.根据平抛运动的轨迹求其初速度。
实验器材:斜槽,_______________,白纸,小球,图钉,铅笔,有孔的卡片,刻度尺,重垂线实验原理:.实验的基本思想——___________。
(1)用卡位法描点并绘制小球平抛运动的轨迹。
(2)建立坐标系,测出轨迹上某点的坐标x、y, 据x=___,y=______得初速度v0=______。
实验步骤:1.安装实验器材:(1)将带有斜槽的平抛运动实验器置于桌面上,装好平抛轨道,调整斜槽末端切线水平;然后,调节调平螺丝,观察重垂线或气泡水准,使面板处于竖直平面内,卡好定位板,装置如图所示。
(2)给描迹记录纸衬垫一张复写纸或打字蜡纸,紧贴记录面板用压纸板固定在面板上。
2.建立坐标系:把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(斜槽末端)时球心所在描迹记录纸的投影点O,O点即为坐标原点,用重垂线画出过坐标原点的竖直线,作为y轴,画出过坐标原点水平向右的直线,作为x轴。
3.确定小球的位置:(1)把接球挡板拉到最上方一格的位置。
(2)将定位板定在某一位置固定好,小球紧靠定位板由静止释放,小球沿轨道向下运动,以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出。
(3)下落的小球打在向记录面板倾斜的接球挡板上,同时在记录面板上留下一个印迹点。
(4)再将接球挡板向下拉一格,重复上述操作方法,打出第二个印迹点,如此继续下拉接球挡板,直至最低点,即可得到平抛的小球下落时的一系列印迹点。
4.描点得轨迹:取下描迹记录纸,将描迹记录纸记下的一系列点用平滑曲线连起来,即得到小球做平抛运动的轨迹。
高一物理知识点平抛高一物理知识点:平抛一、引言物理学是一门研究物质及其运动规律的学科,在高中物理学中,平抛是一个重要的知识点。
本文将详细介绍平抛的概念、公式、实验以及应用等内容。
二、平抛的概念平抛是指物体在水平方向受到施加的初速度,同时在垂直方向受到重力的作用下进行运动的过程。
在平抛运动中,物体在垂直方向上受到重力加速度的作用,而在水平方向上速度保持不变。
三、平抛的公式1. 平抛运动的时间公式:在水平方向上,物体的速度保持不变,所以时间公式为:t = x / v₀ (式一)其中,t表示运动的时间,x表示物体在水平方向上的位移,v₀表示物体在水平方向上的初速度。
2. 平抛运动的竖直位移公式:在垂直方向上,物体受到重力加速度的影响,位移公式为:y = v₀t - (1/2)gt² (式二)其中,y表示物体在垂直方向上的位移,g表示重力加速度(设定为9.8 m/s²),t表示运动的时间,v₀表示物体在水平方向上的初速度。
3. 平抛运动的水平位移公式:在水平方向上,物体的速度保持不变,所以位移公式为:x = v₀t (式三)其中,x表示物体在水平方向上的位移,t表示运动的时间,v₀表示物体在水平方向上的初速度。
四、实验为了验证平抛运动的公式,我们可以进行如下实验:1. 准备一个直线轨道和一个木块;2. 在轨道的一端给木块一个初速度,并观察木块的运动;3. 记录木块在水平方向上的位移以及相应的时间;4. 利用公式计算木块在垂直方向上的位移,并与实验结果进行对比;5. 绘制实验数据与理论数据的对比图表。
通过实验可以得到相应的数据,验证平抛运动的公式的准确性和可靠性。
五、平抛的应用平抛运动在现实生活中有着广泛的应用,以下列举几个例子:1. 投掷运动:投掷物体时,可以利用平抛的知识来计算物体的落地点,提高投掷的准确性;2. 汽车飞轮运动:汽车飞轮在运动时遵循平抛运动的规律,理解平抛可帮助我们对车速、加速度等进行控制与调节;3. 跳伞运动:跳伞运动中,跳伞者在抛出伞时也符合平抛运动规律,而掌握平抛知识可以帮助他们控制平抛物体的飞行轨迹。
第3节实验:探究平抛运动的特点导学案【学习目标】1.会用实验的方法研究平抛运动的两个分运动。
2.学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹。
3.通过实验,掌握平抛运动轨迹的获取过程和方法。
【学习重难点】1.明确平抛运动的研究方法,学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹。
(重点)2.能够设计实验方案,掌握平抛运动轨迹的获取过程和方法。
(重点难点)【知识回顾】1.合运动与分运动(1)合运动:指在具体问题中,物体所做的运动。
(2)分运动:指物体沿具有某一效果的运动。
2.运动的合成与分解由分运动求合运动叫作;反之,由合运动求分运动叫作,即:3.运动的合成与分解所遵循的法则(1)运动的合成与分解指的是对位移、速度、加速度这些描述运动的物理量进行合成与分解。
(2)位移、速度、加速度都是矢量,对它们进行合成与分解时遵循定则。
【自主预习】一、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,在空气阻力的情况下,物体只受作用的运动。
2.平抛运动:初速度沿方向的抛体运动。
3.平抛运动的特点(1)初速度沿方向;(2)只受作用。
二、实验思路1.思路:把复杂的曲线运动分解为不同方向上两个相对简单的运动。
2.平抛运动的分解方法由于物体是沿着水平方向抛出的,在运动过程中只受到竖直向下的重力作用,可尝试将平抛运动分解为方向的分运动和方向的分运动。
【课堂探究】观察与思考:(1)观察下面几项运动,标枪、篮球和铅球投掷出后时,运动有什么共同的特点吗?(2)如果忽略空气阻力的影响,那么标枪、篮球和铅球的受力又有什么样的共同特点?(3)观察下面三幅突变,箭、货物和飞镖投掷出后时,运动有什么共同的特点吗?(4)如果忽略空气阻力的影响,那么箭、货物和飞镖的受力又有什么样的共同特点?一、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,在空气阻力可以的情况下,物体只受的作用,这时的运动叫作抛体运动。
2.平抛运动:初速度沿方向的抛体运动就叫作平抛运动。
第五单元第4节平抛运动的重要推论平抛运动物体的轨迹x=v0ty=gt2/2消去t可得y=g2v02x2令a=g2v02,则y=ax2(3)平抛运动的轨迹是抛物线说明: 二次函数的图象叫抛物线推论一:1.任意相等的时间内,速度变化量相同Δv=gt(大小、方向)2.速度偏转角正切值是位移偏转角正切值二倍tanθ=2tanα3.速度方向的反向延长线与x轴的交点为水平位移的中点推论二:1.运动时间t=√2ℎg即飞行时间仅取决于下落高度h,与v0无关2.落地的水平距离x=v0√2ℎg即水平距离只与h、v0有关3.落地速度v t=√v02+2gℎ即落地速度只与h、v0有关4.落地方向tanθ=v yv x=gtv0即落地方向只与h、v0有关【例1】质点从同一高度水平抛出,不计空气阻力,下列说法正确的是()A.质量越大,水平位移越大B.初速度越大,落地时竖直方向速度越大C.初速度越大,空中运动时间越长D.初速度越大,落地速度越大【练1】用m、v0、h分别表示平抛运动物体的质量、初速度和抛出点离水平地面的高度.在这三个物理量中,(1)物体在空中运动的时间是由________决定的;(2)在空中运动的水平位移是由________决定的;(3)落地时的瞬时速度的大小是由________决定的;(4)落地时瞬时速度的方向是由________决定的【例2】如图所示,在高为h=5m的平台边缘水平抛出小球A,同时在水平地面上距台面边缘水平距离为s=10m处竖直上抛小球B,两球运动轨迹在同一竖直平面内,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2。
若两球能在空中相遇,则下列说法正确的是()A.A球的初速度可能是8m/sB.B球的初速度可能是4m/sC.A球和B球的初速度之比为1:2D.A球和B球的初速度之比为2:1【练2】如图所示,x轴在水平地面上,y轴沿竖直方向。
图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c 的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的。
5.3 实验:探究平抛运动的特点一、抛体运动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就叫作平抛运动。
①条件: 初速度沿水平方向;忽略空气阻力,只受重力。
②性质:匀变速曲线运动二、实验思路如果我们能把这个复杂的曲线运动分解为两个相对简单的、我们比较熟悉的直线运动,或许就能找到平抛运动的特点。
化曲为直—运动的分解—等效替代1.平抛运动可以分解为哪两个方向的运动?沿竖直方向和水平方向分解。
如果这两个分运动研究清楚了,平抛运动的规律自然就清楚了。
2、水平方向和竖直方向分运动分别是什么样的运动?三、进行实验方案一:描轨迹法【实验目的】探究竖直分运动的特点探究水平分运动的特点【实验原理】【实验器材】斜槽、小球、木板、白纸(坐标纸)、图钉、铅垂线、刻度尺、铅笔等【实验步骤】1.调节斜槽末端水平:可用平衡法调整斜槽末端水平:即将小球轻放在斜槽平直部分的末端附近,调整斜槽,若小球能在平直轨道上水平部分任意位置静止,就表明斜槽末端已调水平。
2.调整木板竖直:用悬挂在槽口的重垂线把木板调整到竖直方向,即利用重垂线,调节木板,使其与重垂线平行,这样就保证木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近,固定好木板;然后把重垂线方向记录到固定在背板的白纸上。
3.安装白纸(坐标纸)和复写纸:再用小磁铁或图钉把白纸、复写纸固定在木板上。
4.确定坐标轴:小球在斜槽末端时,小球球心在白纸上的投影为原点(把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O,O即为坐标原点(不是槽口端点),再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线,即y轴,用三角板画出水平方向的x轴)【数据处理】1、竖直分运动的特点结论:同时刻,竖直分位移相等,同时落地——竖直分运动是自由落体2、水平分运动特点:取下白纸,以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴,用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。