第五章拋體運(yùn)動(dòng)3．實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)目標(biāo)體系構(gòu)建【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知道拋體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)，知道用運(yùn)動(dòng)分解的方法研究平拋運(yùn)動(dòng)。2．知道平拋運(yùn)動(dòng)的條件，并會(huì)描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。3．會(huì)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，研究平拋運(yùn)動(dòng)水平和豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。4．通過探究平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)，了解科學(xué)探究中獲取及處理數(shù)據(jù)的方法。【思維脈絡(luò)】課內(nèi)互動(dòng)探究一、拋體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)1．拋體運(yùn)動(dòng)：以一定的速度將物體拋出，在空氣阻力___________的情況下，物體只受_______作用的運(yùn)動(dòng)。2．平拋運(yùn)動(dòng)：初速度沿_______方向的拋體運(yùn)動(dòng)。3．平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：(1)初速度沿_______方向；(2)只受_______作用?？梢院雎灾亓λ剿街亓Χ?、實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)用實(shí)驗(yàn)方法描出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。(2)探究平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向和水平方向運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。2．實(shí)驗(yàn)原理用頻閃照相的方法或研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置得出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的不同時(shí)刻的位置，用平滑曲線連接各位置，得到小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。以小球平拋的起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿水平方向和豎直向下的方向建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)各點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)研究小球在水平方向和豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。3．實(shí)驗(yàn)器材(1)頻閃照相機(jī)、鉛筆、刻度尺、三角板。(2)平拋實(shí)驗(yàn)裝置、小鋼球、白紙、復(fù)寫紙、鉛筆、刻度尺、三角板。4．進(jìn)行試驗(yàn)方案一：頻閃照相法：(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：利用頻閃照相機(jī)得到物體做平拋運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng)對比的頻閃照片如圖1所示。(2)現(xiàn)象分析：①在豎直方向上，兩種運(yùn)動(dòng)經(jīng)過相等的時(shí)間，下落相同的高度，即在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)是相同的，都是自由落體運(yùn)動(dòng)；②在水平方向上，平拋運(yùn)動(dòng)在通過相等的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離相同，即水平方向上的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)。(3)理論分析：①水平方向：初速度為v0，物體不受力，即Fx＝0，物體由于慣性而做勻速直線運(yùn)動(dòng)。②豎直方向：初速度為零，物體只受重力作用，即Fy＝mg，a＝g，物體做自由落體運(yùn)動(dòng)。方案二：分別研究水平和豎直方向分運(yùn)動(dòng)規(guī)律步驟1：探究平拋運(yùn)動(dòng)豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)如圖2所示，用小錘擊打彈性金屬片后，A球做_______運(yùn)動(dòng)；同時(shí)B球被釋放，做___________運(yùn)動(dòng)觀察兩球的運(yùn)動(dòng)軌跡，聽它們落地的聲音。(2)分別改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度，即改變A球的初速度，發(fā)現(xiàn)兩球_____________，說明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)為_______________。平拋?zhàn)杂陕潴w仍同時(shí)落地自由落體運(yùn)動(dòng)步驟2：探究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1．裝置和實(shí)驗(yàn)(1)如圖3所示，安裝實(shí)驗(yàn)裝置，使斜槽M末端_______，使固定的背板豎直，并將一張白紙和復(fù)寫紙固定在背板上，N為水平放置的可上下調(diào)節(jié)的傾斜擋板。水平(2)讓鋼球從斜槽上某一高度滾下，從末端飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，使小球的軌跡與背板平行。鋼球落到傾斜的擋板N上，擠壓復(fù)寫紙，在白紙上留下印跡。(3)上下調(diào)節(jié)擋板N，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次使鋼球從斜槽上_______(選填“同一”或“不同”)位置由靜止?jié)L下，在白紙上記錄鋼球所經(jīng)過的多個(gè)位置。(4)以斜槽水平末端端口處小球球心在白紙上的投影點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，過O點(diǎn)畫出豎直的y軸和水平的x軸。(5)取下坐標(biāo)紙，用平滑的曲線把這些印跡連接起來，得到鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。同一(6)根據(jù)鋼球在豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，在軌跡上取豎直位移為y、4y、9y…的點(diǎn)，即各點(diǎn)之間的時(shí)間___________，測量這些點(diǎn)之間的水平位移，確定水平方向分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。(7)結(jié)論：平拋運(yùn)動(dòng)在相等時(shí)間內(nèi)水平方向___________，平拋運(yùn)動(dòng)水平方向?yàn)開______________。間隔相等位移相等勻速直線運(yùn)動(dòng)2．注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端的切線_______，使小球做平拋運(yùn)動(dòng)(調(diào)節(jié)方法：將小球放在斜槽末端水平部分，若小球_______，則斜槽末端水平)。(2)背板必須處于_______面內(nèi)，固定時(shí)要用鉛垂線檢查坐標(biāo)紙豎線是否_______。水平靜止豎直豎直(3)小球每次必須從斜槽上___________由靜止釋放，這樣可以使小球每次的軌跡相同。(4)坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球出槽口時(shí)小球_______在背板上的投影點(diǎn)。(5)小球開始滾下的位置高度要適中，以使小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡由坐標(biāo)紙的左上角一直到達(dá)右下角為宜。同一位置球心考點(diǎn)一對實(shí)驗(yàn)操作過程的考查 (多選)(2021·河南省林州市第一中學(xué)高二下學(xué)期2月調(diào)研)在探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，可以選用下列各種裝置圖，以下操作合理的是

(

)典題1典例剖析A．選用裝置1研究平拋物體豎直分運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該用眼睛看A、B兩球是否同時(shí)落地B．選用裝置2要獲得穩(wěn)定的細(xì)水柱所顯示的平拋軌跡，豎直管上端A一定要低于水面C．選用裝置3要獲得鋼球的平拋軌跡，每次不一定要從斜槽上同一位置由靜止釋放D．除上述裝置外，也能用數(shù)碼照相機(jī)拍攝鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)每秒15幀的錄像獲得平拋軌跡思路引導(dǎo)：理解各種方法的操作原理及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)是解決此類問題的關(guān)鍵。答案：BD解析：小球下落的速度很快，運(yùn)動(dòng)時(shí)間很短，用眼睛很難準(zhǔn)確判斷出小球落地的先后順序，應(yīng)聽聲音，選項(xiàng)A不合理；豎直管的上端A應(yīng)低于水面，這是因?yàn)樨Q直管與空氣相通，管上端A處的壓強(qiáng)始終等于大氣壓，不受瓶內(nèi)水面高低的影響，因此可以得到穩(wěn)定的細(xì)水柱，選項(xiàng)B正確；只有每次從同一高度由靜止釋放鋼球，鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度才相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；獲得每秒15幀的錄像就等同于做平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)描方格圖的方法，同樣可以探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，選項(xiàng)D正確。1．在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中。(1)如圖所示是用橫擋條卡住平拋小球，用鉛筆標(biāo)注小球最高點(diǎn)，確定平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法。對點(diǎn)訓(xùn)練①坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選小球在斜槽末端點(diǎn)時(shí)的____。A．球心 B．球的上端C．球的下端②在此實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是_____。A．斜槽軌道必須光滑B．記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些C．用平滑曲線把所有的點(diǎn)連接起來

D．y軸的方向根據(jù)重錘線確定A

BD

(2)如圖是拍攝小球做平拋運(yùn)動(dòng)的頻閃照片，由照片可判斷實(shí)驗(yàn)操作中的錯(cuò)誤是____。A．釋放小球時(shí)初速度不為0B．釋放小球的初始位置不同C．斜槽末端切線不水平C

解析：(1)①確定平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法，坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選小球在斜槽末端點(diǎn)時(shí)的球心，故選A。②斜槽軌道的粗糙程度對小球的平拋運(yùn)動(dòng)無影響。A錯(cuò)誤；記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些，可以減小誤差，B正確；用平滑曲線把大多數(shù)點(diǎn)連接起來，但并不一定是所有點(diǎn)，C錯(cuò)誤；y軸的方向即小球做自由落體運(yùn)動(dòng)的方向，要根據(jù)重錘線確定，D正確。(2)由照片可判斷小球做斜上拋運(yùn)動(dòng)，所以實(shí)驗(yàn)操作中斜槽末端切線不水平，C正確。考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

(2021·平頂山一中新區(qū)高級(jí)中學(xué)高一)(1)如圖所示是研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的演示實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先用彈簧片C將B球緊壓在DE間并與A球保持在同一水平面上，用小錘F擊打彈簧片C，A球被水平拋出，同時(shí)B球自由下落。實(shí)驗(yàn)幾次，無論打擊力大或小，儀器距離地面高或低，我們聽到A、B兩球總是同時(shí)落地，這個(gè)實(shí)驗(yàn)____。典題2典例剖析D

A．說明A、B兩球落地時(shí)的速度相同B．說明A、B兩球在水平方向運(yùn)動(dòng)是做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．說明平拋運(yùn)動(dòng)是自由落體和勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)D．說明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)(2)如圖所示是某學(xué)生在做“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄小球運(yùn)動(dòng)的軌跡，x軸為水平方向，y軸為豎直方向。O點(diǎn)為平拋的初始位置，P點(diǎn)為軌跡上一點(diǎn)。則

①物體從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為_______s；②物體的初速度為_______m/s；(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)③該平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡方程為__________。(g取10m/s2)0.2

2.0

2．(2021·陜西省榆林高一下學(xué)期期中)某物理興趣小組在探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí)，將小球做平拋運(yùn)動(dòng)，用頻閃照相機(jī)對準(zhǔn)方格背景照相，拍攝到了如