《实验：探究平抛运动的特点》抛体运动PPT课件[优秀课件]

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3 实验：探究平抛运动的特点

1．某种“探究平抛运动的特点”的实验装置如图所示：

(1)当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为H，此瞬间电路断开使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地，改变H大小，重复实验，a、b仍同时落地，该实验结果可表明________。

A．两小球落地速度的大小相同

B．两小球在空中运动的时间相等

C．a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同

D．a小球在水平方向的分运动是匀加速直线运动

(2)利用该实验装置研究a小球平抛运动的速度，从斜槽同一位置释放小球，实验得到小球运动轨迹中的三个点A、B、C，如图所示，图中O为抛出点，B点在两坐标线交点，坐标xB＝40 cm，yB＝20 cm，则a小球水平飞出时的初速度大小为v0＝________ m/s；平抛小球在B点处的瞬时速度的大小为vB＝________ m/s(g＝10 m/s2)。

解析：(1)a球做平抛运动，b球做自由落体运动，实验现象是两球同时落地，改变H，a、b两球仍然是同时落地，可知两个小球在空中运动的时间相等，a球在竖直方向上的运动规律与b球相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，故B、C正确，A、D错误。

(2)由B点的坐标知，图中每格长10 cm，

根据Δy＝gT2得相等的时间间隔为：T＝ Δyg ＝ 0.110 s＝0．1 s，

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则小球平抛运动的初速度为：v0＝xT ＝0.20.1 m/s＝2．0 m/s。

B点的竖直分速度为：vBy＝yAC2T ＝0.40.2 m/s＝2．0 m/s，

根据平行四边形定则知，B点的速度为：vB＝v02＋vBy2 ＝4＋4 m/s＝22 m/s。

答案：(1)BC (2)2．0 22

2．(1)图甲所示为频闪摄影方法拍摄的探究物体做平抛运动的特点的照片，图中B、C为两个同时由同一点出发的小球。BB′为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹；CC′为C球自由下落的运动轨迹，通过分析上述两条轨迹可得出结论：___________________________________

- 1 - 3．实验：探究平抛运动的特点

一、实验目的

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．根据平抛运动的轨迹求平抛初速度。

二、实验思路

1．把复杂的曲线运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动。

2．平抛运动的分解方法：

(1)平抛运动的特点

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。

(2)分解方法

分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动。

实验方案

方案一：分别研究水平和竖直方向分运动的规律

1．探究平抛运动竖直分运动的特点：

【实验步骤】

(1)如图，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。

(2)观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后。

(3)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复实验，记录实验现象。

【数据收集与分析】

根据A球与B球落地时间的先后，得出平抛运动竖直分运动的规律。

2．探究平抛运动水平分运动的特点：

【实验步骤】 - 2 - (1)如图，钢球在斜槽M中从某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动(实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上)。

(2)钢球飞出后，落到挡板N上，在白纸上记录钢球此时的位置。

(3)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。

(4)用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹。

【数据收集与分析】

根据平抛运动的轨迹，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。

方案二：利用频闪照相法探究平抛运动的特点

1．实验原理：

数码相机每秒拍下小球做平抛运动时的十几帧或几十帧照片，将照片上不同时刻的小球的位置连成平滑曲线，便得到小球的运动轨迹，如图所示，由于相邻两帧照片间的时间间隔相等，只要测出相邻两帧照片上小球位置间的水平距离和竖直距离，就很容易判断平抛运动在水平方向和竖直方向的运动特点。

第五章抛体运动

第3节实验：探究平抛运动的特点

【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．

【实验原理】

1.利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹。

2.建立坐标系，如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y=ax2的形式（a是一个常量）,则轨迹是一条抛物线。

3.测出轨迹上某点的坐标x，y，根据𝑥=𝑣0𝑡,𝑦=12𝑔𝑡2

得初速度𝑣0=𝑥√𝑔2𝑦

【必备知识】

知识点一、平抛运动

运动独立性原理（分运动和合运动之间具有独立性、等时性、矢量性、同体性）；

平抛运动看成是作水平方向的匀速直线运动和自由落体运动的合运动。

知识点二、实验：探究平抛运动的特点

【实验器材】平抛运动实验器（含小球）、白纸（坐标纸）、夹子、刻度尺、三角板、铅笔等。

描述平抛运动的轨迹

【实验过程】

（1）安装调整：

1.把仪器放在平整的桌面上，调节底座上三个调平螺钉，使重锤的尖端对准下方准尖，此时图板处于竖直平面。

2.调节图板后面左上角的螺钉，使斜槽轨道的平直段处于水平，把钢球放在平直段上处于随遇平衡状态。

（2）确定小球位置：

①将小球从斜槽上某一位置由静止滑下，小球从轨道末端射出，掉落到水平挡板上，挤压复写纸而在白纸上留下痕迹，即是坐标点．

②向下移动水平挡板，使其下落适当距离，让小球由同一位置自由滚下，记下小球在白纸上打下的又一痕迹．

③用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置．

（3）描点得轨迹：取下坐标纸，将坐标纸上记下的一系列点用平滑曲线连起来，即得到小球平抛运动轨迹．

（4）建坐标系：把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心所在木板上的投影点O，O点即为坐标原点，利用重垂线画出过坐标原点的竖直线作为y轴，画出水平向右的x轴．

知识点三、数据处理

1．判断平抛运动的轨迹是否为抛物线：

在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3…向下作垂线，垂线与抛体轨迹的交点记为M1、M2、M3…用刻度尺测量各点的坐标(x，y)．

高中物理 必修二 平抛运动 王老师讲义5.3

第 1 页 共 7 页 第五章曲线运动

第三节 实验：研究平抛运动

1、如何判断平抛运动的轨迹是否为抛物线？

① 在某物体做平抛运动的轨迹曲线上，以抛出点为坐标原点建立直角坐标系。

② 那么在X轴上做出等距离的几个点及轨迹上对应的各点，用刻度尺测量各点的x、y两个坐标。

③ 方法1 代数运算法： 把x y值带入y=ax2，求出a的值，在误差允许的范围内是一个常数。即可判断物体的轨迹是否为抛物线。

④ 方法2 图像法：建立y-x2坐标系，计算出对应的y和x2的值，在y-x2坐标系中描点连接各点看是否在一条直线上，该直线的斜率即为a的值。

二、怎样计算平抛物体的初速度？

1、已知轨迹和抛出点：

以抛出点为原点坐标，水平方向为x轴，竖直向下为y 轴，建立平面直角坐标系。

用刻度尺测量出某一点的坐标x y，根据平抛运动水平方向是匀速直线运动，

竖直方向是自由落体运动，（图1）

即 x=v0t y=21gt2

所以 v0=tx=xhg2

O

y x A4 A3 A2 A1

M4 M3 M2 M1

y3

x o

y A（x,y） ●

图1 第 2 页 共 7 页 2、已知轨迹和竖直轴（或水平轴）但不知抛出点：

应用此种方法进行求解，要注意观察所给的几个点是否为连续相等时间，若满足此条件，则可以应用匀变速运动的基本规律Δy=gt2求到时间t，再根据x=v0t求解v0。

例如：一个同学做“研究平抛物体运动”的实验，只在纸上记下重垂线y的方向，忘记在纸上记下坐标原点位置，并只在坐标纸上描出平抛物体的后一部分轨迹，如图所示，依此图再加一把刻度尺，如何计算出平抛物体的初速度？

方法1：在轨迹上取三点A、B、C，使得xAB=xBC=Δx，过A、B、C三点做三条水平线，测出A、B两点间竖直距离为y1，A、C两点间竖直距离为y2，根据以上数据就可以求出v0了。设相邻两点间的时间间隔为t， y2