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(共39张PPT)
5.3 实验
探究平抛运动的特点
高中物理必修第二册课件
主讲老师：xxx
高中物理必修第二册课件
传感器法
频闪照相法
描轨迹法
喷水法
观察与思考
01.
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以一定的速度投掷出的篮球和标枪，它们的运动有没有共同点呢？在空气阻力可以忽略的情况下，它们的受力特点一样吗？
抛体运动
02.
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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。
平抛运动
03.
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平抛运动有什么特点呢？我们该怎样设计实验进行探究呢？
如果初速度是沿水平方向的，这样的抛体运动就叫作平抛运动。
问题与思考
04.
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思考：平抛运动的轨迹是曲线，比较复杂。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。
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。
思路：沿竖直方向和水平方向分解。
具体有哪些实验方案呢？
方案一：
频闪照相法
第一部分
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实验原理
01.
用频闪照相法可记录平抛运动的轨迹。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中小钢球运动的水平距离及竖直距离，就可以判断平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动特点。
问题与思考
02.
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1.根据图片猜想，小球在水平方向和竖直方向的分运动有何特点
2.应以哪个位置为原点建立坐标系来研究小球的水平位移和竖直位移
3.若频闪周期为T，怎样通过作图得到 T，2T，3T,…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移
4.需要测量并记录哪些数据 怎样用实验数据检验你的猜想
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数据分析
03.
x4
x3
x2
x1
h
5h
3h
7h
在水平起抛点以球心为坐标原点，建立坐标系，由原点开始，在竖直方向连续四段位移分别为h1、h2、h3、h4。并在水平方向上标出对应的点，并测量四段位移x1、x2、x3、x4的长度。
结论：在误差允许范围内,位移关系分别为h1：h2：h3：h4=1:3:5:7，x1=x2=x3=x4
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规律总结
04.
做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动。
实验视频1
05.
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方案二：
描轨迹法
第二部分
实验过程
01.
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步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点
1.用小锤敲击弹性金属片，小球A沿水平方向飞出，做平抛运动；同时小球B被释放，做自由落体运动，观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后；
2.改变敲击弹性金属片的力度，从而改变A球
的水平初速度．判断并观察比较两球落地的
时间和运动轨迹；
实验过程
02.
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步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点
3.观察结果：可以观察到两个小球同时落地．改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，两个小球仍同时落地；
4.实验结论：平抛运动的竖直分运动是自由落体
运动．实验也可以通过听两个小球落地声音来
判断两个小球是否同时落地，若两个小球落地时
只有一个声音，表明两个小球同时落地。
实验视频2——建议让学生做一做
03.
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实验过程
04.
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铅
垂
线
步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点
实验器材：平抛运动实验器、小钢球、刻度尺、白纸、复写纸、三角板、铅笔等
实验操作
05.
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1.按照图示安装实验装置．
2.将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上．
3.调节斜槽M末端水平．
4.让钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出后做平
抛运动．钢球落到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹．
5.上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经的多个位置．
6.用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹．
数据处理
06.
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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。
在竖直方向由原点（抛出点）开始连续截取四段位移OE、OF、OG、OH分别为h、4h、9h、16h。在轨迹曲线上找到相对应的位置，并在水平方向上标出对应的点，并测量四段位移OA、AB、BC、CD的长度。
结论：在误差允许范围内,四段位移近似相等，即AB=BC=CD=DE
实验规律
07.
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X4
X3
X2
X1
y
h
5h
3h
7h
x
O
在平抛运动的轨迹上，竖直位移为h、3h、5h……，它们对应的四段水平位移相等。
说明：平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
判断轨迹是否为抛物线
08.
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2.图像法:建立y -x2坐标系,根据所测量的各个点的x坐标值计算出对应的x2值,在坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上,若大致在一条直线上,则说明平抛运动的轨迹是抛物线。
1.代数计算法:将各点(如M2点)的坐标(x,y)代入y=ax2求出常数a,看计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数。
计算平抛运动的速度
09.
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记住原点
x
y
x
y
O
没记住原点
x
y
x1
x2
y1
y2
误差分析
10.
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安装斜槽时,其末端切线不水平,导致小球离开斜槽后不做平抛运动。
建立坐标系时,坐标原点的位置确定不准确,导致轨迹上各点的坐标不准确。
小球每次自由滚下时起始位置不完全相同,导致轨迹出现误差。
确定小球运动的位置时不准确,会导致误差。
量取轨迹上各点坐标时不准确,会导致误差。
注意事项
11.
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实验中必须调整斜槽末端的切线水平。
方木板必须处于竖直平面内。
小球每次必须从斜槽上同一位置滚下。
坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。
小球开始滚下的位置高度要适中,一般以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。
在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度。
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实验视频3——建议让学生做一做
12.
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例题1
例题精选
13.
图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线___________。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛___________。
【参考答案】
水平
初速度相同
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例题1
例题精选
14.
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为拋出点，则此小球作平抛运动的初速度为___________m/s。（g取9.8m/s2）
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5cm，通过实验记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平拋运动的初速度为___________m/s，B点的竖直分速度为___________m/s。（g取10m/s2）
【参考答案】
1.6 1.5 2
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例题2
例题精选
15.
用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在
挡板上时，钢球侧面会在白纸
上挤压出一个痕迹点。移动挡
板，重新释放钢球，如此重复，
白纸上将留下一系列痕迹点。
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例题2
例题精选
16.
（1）关于“研究物体平抛运动”实验，下列说法正确的是( )
A．安装斜槽时其末端切线应水平
B．钢球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差
C． 建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点
D．钢球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放
（2）某同学通过实验得到的轨迹如图乙所示，已知每个小方格的边长为0.45cm，重力加速度g=10m/s2。则钢球做平抛运动的初速度大小为 m/s（计算结果保留两位有效数字）。
0.45
方案三：
传感器法
第三部分
实验原理
01.
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用传感器和计算机可以方便地描出做平抛运动的物体的轨迹。设计原理如图所示。(请参考课本P12——拓展学习）
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实验视频4——建议让学生做一做
03.
方案四：
喷水法
第四部分
实验概述
01.
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o
x
y
水平喷出的细水柱即为平抛运动的轨迹
如图，倒置的饮料瓶内装有水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，加上一个很细的喷嘴。
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例题3
例题精选
02.
2026年夏天，异常炎热，这注定水枪玩具销售火爆，不仅儿童玩水，甚至成人也开始玩。有一种电动水枪，它有三种模式，一种是散射，一种是直线连续喷射，还有一种是脉冲式发射。某同学想测定后两种模式水枪的发射速度。他进行了如下操作（取g=10m/s2）：
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例题3
例题精选
03.
（1）将电动水枪水平固定在铁架台上，采用直线连续喷水模式，按压扳机后细水柱沿直线喷出，在空中划出一条曲线。在铁架台后面平行于水枪竖直固定一块坐标板，使O点处于枪口位置，x轴与枪口在同一水平线上，水枪喷水后用手机拍照，得到如图乙所示的轨迹。根据图中轨迹可得初速度v0= m/s；
（结果保留三位有效数字）
1.25
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例题3
例题精选
04.
（2）改用脉冲发射方式，每次发射都射出一个“水弹”（很短的小水柱）。测出枪口的高度及“水弹"的射程。改变水枪高度，多次实验。根据实验数据作出枪口高度y与射程的平方x2关系图线如图丙所示：由图可知水枪发射“水弹”的初速度大小为 m/s。
10
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课堂小结
THANKS
谢谢观看

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