§3實驗：探究平拋運動的特點高一物理（人教版2019）必修第二冊第五章拋體運動標槍的運動籃球的運動鉛球的運動觀察與思考：1.觀察下面的圖片，你能發(fā)現(xiàn)物體運動時，有什么共同的特點嗎？新課引入2.如果忽略空氣阻力的影響，那么這些物體運動時的受力又有什么樣的共同特點？拋體運動和平拋運動：1．拋體運動：以一定的速度將物體拋出，在空氣阻力可以忽略的情況下，物體只受重力的作用，這時的運動叫作拋體運動。新課引入2．平拋運動：初速度沿水平方向的拋體運動就叫作平拋運動。①條件:初速度沿水平方向；

忽略空氣阻力，只受重力。②性質(zhì)：勻變速曲線運動思考與討論：

平拋運動的軌跡是曲線，比較復(fù)雜。如果我們能把這個復(fù)雜的曲線運動分解為兩個相對簡單的、我們比較熟悉的直線運動，或許就能找到平拋運動的特點。新課引入1.研究方法：一、實驗思路（1）建立平面直角坐標系；（2）化曲為直，將運動進行分解。2.分解為哪兩個方向的運動？兩個方向分別做什么運動？初速度受力情況運動情況水平方向豎直方向0G自由落體運動V0不受力勻速直線運動3.理論猜想：新課講授二、進行實驗【方案一】頻閃照相或視頻錄制新課講授1.實驗結(jié)論：平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動；豎直方向的自由落體運動新課講授2.數(shù)據(jù)處理：運動點跡橫坐標縱坐標ABCDE新課講授思考與討論：1.通過測量數(shù)據(jù)是否可以驗證物體所做平拋運動的軌跡是拋物線？2.根據(jù)平拋運動水平方向和豎直方向的運動特點，由x=v0t和

兩個方程，是否可以推導(dǎo)出相應(yīng)的拋物線方程？如果可以，說明了什么？【方案二】軌跡描點法步驟1：探究平拋運動豎直分運動的特點新課講授實驗過程:(1)用小錘敲擊彈性金屬片，小球A沿水平方向飛出，做平拋運動；同時小球B被釋放，做自由落體運動，觀察兩球的運動軌跡，比較它們落地時間的先后．(2)改變敲擊彈性金屬片的力度，從而改變A球的水平初速度．判斷并觀察比較兩球落地的時間和運動軌跡．(3)觀察結(jié)果：可以觀察到兩個小球同時落地．改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度，兩個小球仍同時落地．(4)實驗結(jié)論：平拋運動的豎直分運動是自由落體運動．實驗也可以通過聽兩個小球落地聲音來判斷兩個小球是否同時落地，若兩個小球落地時只有一個聲音，表明兩個小球同時落地．新課講授步驟2：探究平拋運動水平分運動的特點實驗器材：平拋運動實驗器，小鋼球，刻度尺，白紙，復(fù)寫紙，2塊三角板，鉛筆．新課講授步驟2：探究平拋運動水平分運動的特點新課講授實驗過程:(1)按照如圖所示安裝實驗裝置．(2)將一張白紙和復(fù)寫紙固定在裝置的背板上．(3)調(diào)節(jié)斜槽M末端水平．(4)讓鋼球在斜槽中從某一高度滾下，從末端飛出后做平拋運動．鋼球落到傾斜的擋板上后，就會擠壓復(fù)寫紙，在白紙上留下印跡．(5)上下調(diào)節(jié)擋板N，通過多次實驗，在白紙上記錄鋼球所經(jīng)的多個位置．(6)用平滑曲線把這些印跡連接起來，就得到鋼球做平拋運動的軌跡．新課講授(7)根據(jù)軌跡確定水平分運動的規(guī)律．①根據(jù)步驟1得出的平拋運動在豎直方向分運動的自由落體運動規(guī)律，取“相等的時間間隔”。

根據(jù)自由落體運動的位移公式h＝gt2/2我們可以得出，在相鄰相等的時間間隔內(nèi)物體所發(fā)生的位移之比為1:3:5:…:(2n＋1)，那么我們就可以從坐標系的縱軸上選取長度分別為h,3h,5h的相鄰線段，即選取縱坐標分別為h,4h,9h的三個點，如圖所示．新課講授②在平拋的軌跡上找出水平分運動在相鄰相等的時間間隔里所到達的位置，例如O、A、B、C等點，就找出了水平分運動在相鄰相等的時間間隔內(nèi)所發(fā)生的位移．③相等時間內(nèi)水平方向的位移在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等，進而確定水平分運動的規(guī)律是勻速直線運動．新課講授注意事項：(1)為了保證實驗精度，必須保證背板處于豎直平面內(nèi)，使平拋軌道的平面靠近板面。(2)小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止落下．(3)坐標原點：坐標原點不是槽口的端點，應(yīng)是小球出槽口時球心在背板上的投影點．新課講授誤差分析：(1)安裝斜槽時，其末端不水平．(2)鋼球做平拋運動時受空氣阻力影響．(3)鋼球每次滾下的初位置不相同．(4)建立坐標系時，誤將斜槽口在背板上的投影點作為坐標原點.新課講授拓展學習：新課講授用傳感器和計算機研究平拋運動1．如圖甲所示，用小錘輕擊彈性金屬片，A球沿水平方向飛出，同時B球被松開，豎直向下運動。用頻閃照相的方法研究A、B兩球的運動。如圖乙所示是它們運動過程的頻閃照片。僅從照片上看，相鄰豎直線之間的距離相等，相鄰水平線之間的距離不相等，據(jù)此，可以認為（）A．A小球在水平方向做勻速運動B．A小球在水平方向做勻加速運動C．A小球在豎直方向做勻速運動D．A小球在豎直方向做勻加速運動A課堂練習【答案】A【詳解】AB．相鄰豎直線之間的距離相等，說明平拋運動在水平方向上的分運動為勻速直線運動，即A小球在水平方向做勻速運動，A正確，B錯誤；CD．由圖可知豎直方向上位移越來越大，只能說明在豎直方向上A小球做加速運動，不能確定是否為勻加速運動，CD錯誤。故選A。課堂練習2．利用如圖所示的裝置研究平拋運動的特點，讓小球多次沿同一軌跡運動，通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡，為了能較準確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認為不正確的選項前面的字母填在橫線上()A．通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平B．每次釋放小球的位置必須不同C．每次必須在斜槽上的同一位置由靜止釋放小球D．小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙(或坐標紙)相接觸B課堂練習【答案】B【詳解】要使小球做平拋運動，斜槽軌道末端必須水平，A正確．要使小球每次拋出的初速度相等，釋放小球時必須在斜槽上同一位置由靜止釋放，B不正確，C正確．小球離開軌道后，僅受重力作用，不能有摩擦，D正確．本題選不正確的，故選B課堂練習3．在“探究平拋運動的特點”的實驗中，用如圖所示裝置描繪軌跡。實驗前，將斜槽M的末端調(diào)節(jié)水平，再將一張白紙和復(fù)寫紙固定在背板上。N是可上下調(diào)節(jié)的一個水平放置的擋板，擋板與背板之間成“V”夾角。鋼球飛出后落到N上，就會擠壓復(fù)寫紙留下痕跡。上下調(diào)節(jié)擋板N，通過多次實驗，在白紙上記錄鋼球所經(jīng)過的多個位置。關(guān)于實驗過程，下列說法正確的是（）A．鋼球可以從斜槽上不同位置由靜止釋放B．重垂線只是用來檢驗背板是否豎直C．白紙固定在復(fù)寫紙的外面D．在描出的軌跡上，從拋出點開始依次取豎直方向

比值為1∶3∶5的三段位移，則對應(yīng)水平方向的三段位移之比接近1∶1∶1D課堂練習【答案】D【詳解】A．因為要畫同一運動的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度，A錯誤；B．重垂線的作用是確保背板與白紙是在豎直面內(nèi)，B錯誤；C．鋼球飛出后落到N上，就會擠壓復(fù)寫紙留下痕跡，白紙固定在復(fù)寫紙的里面，C錯誤；D．因為平拋運動在豎直方向上做的是自由落體運動，從拋出點開始依次取豎直方向比值為1∶3∶5的三段位移，說明這三段的運動時間是相等的，而水平方向是勻速直線運動，則平方向的三段位移之比接近1∶1∶1，D正確。故選D。課堂練習4．如圖所示，兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D，電磁鐵E裝在與軌道M最低點等高處的某一|水平位置。調(diào)節(jié)C、D高度，使AC=BD，將小鐵球P、Q、R分別吸在電磁鐵C、D、E上，然后同時切斷C、D電源，P、Q從弧形軌道滾下，當小球P運動到圓弧末端時由裝置切斷E電源，小鐵球R開始下落，改變弧形軌道M的高度以及電磁鐵E的位置，再進行若干次調(diào)整，經(jīng)過多次實驗發(fā)現(xiàn)，P、Q、R三球同時在水平面相撞。下列說法和做法正確的是（

）A．實驗說明小鐵球P離開軌道做平拋運動在豎直方向的分運動是自由落體運動B．實驗說明小鐵球P離開軌道做平拋運動在水平方向的分運動是勻速直線運動C．若實驗時發(fā)現(xiàn)小鐵球P、R在空中相撞而不能同時擊中水平的小鐵球Q，為

了使三球同時相撞，可以適當將電磁鐵E向右移動一段距離D．若實驗時發(fā)現(xiàn)小鐵球P、R在空中相撞而不能同時擊中水平的小鐵球Q，為

了使三球同時相撞，可以適當將電磁鐵E向左移動一段距離ABC課堂練習【答案】ABC【詳解】AB．小鐵球P、Q能以相同的初速度同時分別從軌道M、N的下端射出，可以看到P、Q兩球相碰，可知小鐵球P在水平方向上的運動情況與Q球的運動情況相同，即小鐵球P離開軌道做平拋運動的水平方向的分運動是勻速直線運動。當小鐵球P運動到圓弧末端時，小鐵球R開始下落，多次實驗發(fā)現(xiàn)，P、Q、R三球同時在水平面相撞，說明小鐵球P做平拋運動的豎直方向的分運動是自由落體運動。選項AB正確；CD．若實驗時發(fā)現(xiàn)小鐵球P、R在空中相撞而不能同時擊中水平的小鐵球Q，為了使三球同時相撞，必須增大R球到Q球的水平距離，因此可以適當將電磁鐵E向右移動一些，選項C正確，D錯誤。故選ABC。課堂練習5．在做“研究平拋運動”的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫出小球做平拋運動的軌跡，為了能較準確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，你認為正確的是（

）A．通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平B．每次釋放小球的位置必須不同C．每次必須由靜止釋放小球D．記錄小球位置用的木條(或凹槽)每次必須嚴格地等距離下降E．小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相觸F．將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點連成折線ACE課堂練習【答案】ACE【詳