必修第二冊(cè)3 實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)導(dǎo)學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

一、拋體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)
1．拋體運(yùn)動(dòng)
(1)定義：以____________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)條件：
①有一定的初速度；
②只受重力作用。
2．平拋運(yùn)動(dòng)
(1)定義：初速度沿________方向的拋體運(yùn)動(dòng)。
(2)特點(diǎn)：
①初速度沿________方向；
②只受________作用。
(3)平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：加速度為g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。
(1)拋體運(yùn)動(dòng)中都忽略空氣阻力，只受重力作用。( )
(2)拋體運(yùn)動(dòng)的軌跡都是曲線。( )
(3)平拋運(yùn)動(dòng)的初速度可以不水平。( )
(4)拋體運(yùn)動(dòng)都是勻變速運(yùn)動(dòng)。( )
二、實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
1．實(shí)驗(yàn)思路
(1)基本思路：根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解，把平拋運(yùn)動(dòng)分解為不同方向上兩個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)，分別研究物體在這兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。
(2)平拋運(yùn)動(dòng)的分解：可以嘗試將平拋運(yùn)動(dòng)分解為_(kāi)_______的分運(yùn)動(dòng)和________的分運(yùn)動(dòng)。
2．進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
方案1：用頻閃照相法探究平拋運(yùn)動(dòng)
用頻閃照相法可記錄平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。如圖所示，由于相鄰兩幀照片間的時(shí)間間隔相等，只要測(cè)出相鄰兩幀照片中小鋼球運(yùn)動(dòng)的水平距離及豎直距離，就很容易判斷平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。
(1)小球在水平方向做________，豎直方向做________。
(2)在水平起拋點(diǎn)以球心為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立坐標(biāo)系來(lái)研究小球的水平位移和豎直位移。
(3)根據(jù)小球第一個(gè)T時(shí)間內(nèi)、第二個(gè)T時(shí)間內(nèi)、…做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移和豎直位移特點(diǎn)判斷出小球水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)。
方案2：分方向探究平拋運(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)實(shí)驗(yàn)過(guò)程
按如圖所示操作實(shí)驗(yàn)，用小錘擊打彈性金屬片，因金屬片C受到小錘的擊打，向前推動(dòng)小鋼球A，使小鋼球A具有水平初速度，做平拋運(yùn)動(dòng)，同時(shí)松開(kāi)小鋼球B，使B從孔中自由落下，做自由落體運(yùn)動(dòng)。
(2)實(shí)驗(yàn)分析
仔細(xì)觀察可以得知，不管小鋼球距地面的高度為多大，也不管小錘擊打金屬片的力度多大(小錘擊打金屬片的力度越大，小鋼球A水平拋出的初速度越大)，兩小鋼球每次都是________落地，說(shuō)明兩小鋼球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間________，也就說(shuō)明了做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是_______________________________________________________。
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(xiě)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。
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(xiě)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(guò)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(guò)O點(diǎn)畫(huà)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(lái)，得到鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。
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(cè)量這些點(diǎn)之間的水平位移，確定水平分運(yùn)動(dòng)的特點(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)在水平方向上為_(kāi)_____________。
(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________。
③小球每次必須從斜槽上____________由________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(kāi)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。
例1 (2022·廣州市高一期末)如圖所示是某小組制作的研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置，在豎直板上不同高度處固定兩個(gè)完全相同的圓弧軌道，軌道的末端水平，在它們相同的位置上各安裝一個(gè)電磁鐵，兩個(gè)電磁鐵由同一個(gè)開(kāi)關(guān)1控制，在上軌道末端O點(diǎn)同一高度處固定第三塊電磁鐵，并通過(guò)O點(diǎn)處的開(kāi)關(guān)2控制。通電后，三塊電磁鐵分別吸住三個(gè)相同的小鐵球A、B、C。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)1，A、B兩個(gè)小鐵球同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A小球運(yùn)動(dòng)到斜槽末端O點(diǎn)處時(shí)，觸動(dòng)開(kāi)關(guān)2，C小球開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng)，同時(shí)A小球做平拋運(yùn)動(dòng)，B球進(jìn)入一個(gè)光滑的水平軌道，三個(gè)小球恰好在P點(diǎn)相遇。
(1)球A、B在P點(diǎn)相遇，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向是________運(yùn)動(dòng)；
(2)球A、C在P點(diǎn)相遇，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向是________運(yùn)動(dòng)；
(3)實(shí)驗(yàn)中，斜槽末端O點(diǎn)的切線必須是水平的，這樣做的目的是________。
A．保證小鐵球飛出時(shí)，速度既不太大，也不太小
B．保證小鐵球飛出時(shí)，初速度水平
C．保證小鐵球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次都相等
D．保證小鐵球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線
例2 某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)。
(1)為了能較準(zhǔn)確地描繪小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，下列說(shuō)法正確的是________。
A．小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)與木板摩擦，以便畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡
B．本實(shí)驗(yàn)不需要用天平測(cè)出小球的質(zhì)量，也不需要配備鉛垂線
C．為了保證小球沿水平方向飛出，應(yīng)將斜槽軌道的末端調(diào)成水平
D．以小球在斜槽末端時(shí)球心在方格紙上的投影點(diǎn)作為所建坐標(biāo)系的原點(diǎn)O
(2)在此實(shí)驗(yàn)中，每次都要讓小球從斜槽上的同一位置由靜止?jié)L下，但小球與斜槽間有摩擦力，這個(gè)摩擦力________(選填“會(huì)”或“不會(huì)”)使實(shí)驗(yàn)的誤差增大。
針對(duì)訓(xùn)練如圖是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)研究平拋運(yùn)動(dòng)的裝置。
該實(shí)驗(yàn)中，讓小球多次從斜槽上由靜止?jié)L下，在白紙上依次記下小球的位置，同學(xué)甲和同學(xué)乙得到的記錄紙分別如圖甲、乙所示，從圖中明顯看出甲的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤是__________，乙的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤是______________________________。
例3 用頻閃照相法探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，如圖所示，記錄了物體在不同時(shí)刻的位置，已知頻閃周期一定，如果把平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平運(yùn)動(dòng)和豎直運(yùn)動(dòng)，觀察圖片可知：
(1)物體在水平方向上做________運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做________運(yùn)動(dòng)，并說(shuō)明理由：
________________________________________________________________________。
(2)圖中a點(diǎn)________(選填“是”或“不是”)拋出點(diǎn)，請(qǐng)說(shuō)明理由：____________
________________________________________________________________________。

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