2018-2019學(xué)年高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 3 實(shí)驗(yàn)研究平拋運(yùn)動(dòng)課件 新人教版必修2.ppt

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3實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng),,1．學(xué)會(huì)描繪平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法．2．根據(jù)平拋軌跡研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律．,教學(xué)目標(biāo),,,【重點(diǎn)】(1)實(shí)驗(yàn)原理的認(rèn)識(shí)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程的探究．(2)探究解決實(shí)際操作過(guò)程中的困難．【難點(diǎn)】利用平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡來(lái)研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．,重點(diǎn)難點(diǎn),,,本次課程主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究平拋運(yùn)動(dòng)，學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)中種種問(wèn)題的探究，掌握科學(xué)認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的方法；課前讓學(xué)生來(lái)探究怎樣描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，怎樣研究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.,教學(xué)建議,,,【導(dǎo)入一】平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的復(fù)習(xí)：1．平拋運(yùn)動(dòng)的定義：物體以一定的水平速度拋出后，只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)．2．平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：(1)水平方向：勻速直線運(yùn)動(dòng)，x＝v0t(2)豎直方向：自由落體運(yùn)動(dòng)，y＝0.5gt2我們知道物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，所有的理論都是基于實(shí)驗(yàn)的，本節(jié)課我們就一起通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究平拋運(yùn)動(dòng)的這些規(guī)律．,新課導(dǎo)入,,,【導(dǎo)入二】教師介紹自制電磁控制打擊裝置：將子彈裝入能發(fā)射的固定在板前的玩具手槍，固定板后電磁鐵與電源相連，控制電路通斷的兩根金屬絲搭在槍口處，帶有銜鐵的玩具被吸在電磁鐵上，槍口與玩具在同一水平面，發(fā)射的子彈斷開(kāi)搭在一起的兩根金屬絲，吸在電磁鐵上的玩具同時(shí)下落，子彈總是擊中玩具，這說(shuō)明什么問(wèn)題？我們今天用實(shí)驗(yàn)的方法研究解決它.,新課導(dǎo)入,,,學(xué)習(xí)互動(dòng),【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．知道平拋運(yùn)動(dòng)條件及相應(yīng)控制方法．2．知道通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法和判斷運(yùn)動(dòng)軌跡是否為拋物線的方法．3．知道測(cè)量初速度時(shí)需要測(cè)量的物理量，會(huì)推導(dǎo)平拋運(yùn)動(dòng)初速度的表達(dá)式并計(jì)算出初速度.,,學(xué)習(xí)互動(dòng),考點(diǎn)一,x＝v0t,,學(xué)習(xí)互動(dòng),【實(shí)驗(yàn)器材】斜槽、小球、方木板、鐵架臺(tái)、________、圖釘、鉛垂線、三角板、鉛筆、________．【實(shí)驗(yàn)步驟】1．安裝調(diào)平：將帶有斜槽軌道的木板固定在實(shí)驗(yàn)桌上，其末端伸出桌面外，軌道末端________．如圖5－3－1所示．,,圖5－3－1,坐標(biāo)紙,刻度尺,水平,,學(xué)習(xí)互動(dòng),[想一想]實(shí)驗(yàn)中為什么調(diào)整斜槽末端水平？怎樣檢驗(yàn)是否已調(diào)水平？2．建立坐標(biāo)系：用圖釘將坐標(biāo)紙固定于豎直木板的左上角，把木板調(diào)整到豎直位置，使板面與小球的運(yùn)動(dòng)軌跡所在平面平行且靠近，把小球放在槽口處，用鉛筆記下小球在槽口(軌道末端)時(shí)球心在木板上的投影點(diǎn)O，O點(diǎn)即為_(kāi)__________，用鉛垂線畫(huà)出過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的豎直向下的y軸，畫(huà)出水平向右的x軸．3．確定球的位置：將小球從斜槽上某一位置由靜止?jié)L下，小球從軌道末端射出，先用眼睛粗略確定做平拋運(yùn)動(dòng)的小球在某一x值處的y值，然后讓小球由___________自由滾下，在粗略確定的位置附近用鉛筆較準(zhǔn)確地描出小球通過(guò)時(shí)的位置，并在坐標(biāo)紙上記下該點(diǎn)．用同樣的方法確定軌跡上其他各點(diǎn)的位置．,,坐標(biāo)原點(diǎn),同一位置,,學(xué)習(xí)互動(dòng),[想一想]為什么每次均讓小球由同一位置自由滾下？4．描點(diǎn)得軌跡：取下坐標(biāo)紙，將坐標(biāo)紙上記下的一系列點(diǎn)用________曲線連起來(lái)，即得到小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．[想一想]獲得平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的其他方法還有哪些？【數(shù)據(jù)處理】1．計(jì)算初速度在小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上選取分布均勻的六個(gè)點(diǎn)——A、B、C、D、E、F，用刻度尺、三角板測(cè)出它們的坐標(biāo)(x，y)，并記錄在下面的表格中，已知g值，利用公式________和________，求出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0，最后算出v0的平均值．,,平滑,x＝v0t,,學(xué)習(xí)互動(dòng),,,學(xué)習(xí)互動(dòng),2．驗(yàn)證軌跡是拋物線拋物線的數(shù)學(xué)表達(dá)式為_(kāi)_______，將某點(diǎn)(如B點(diǎn))的坐標(biāo)x、y代入上式求出常數(shù)a，再將其他點(diǎn)的坐標(biāo)代入此關(guān)系式看看等式是否成立，若等式對(duì)各點(diǎn)的坐標(biāo)都近似成立，則說(shuō)明所描繪的曲線為拋物線．【誤差分析】1.斜槽末端沒(méi)有調(diào)水平，小球離開(kāi)斜槽后不做平拋運(yùn)動(dòng)．2．確定小球運(yùn)動(dòng)的位置時(shí)不準(zhǔn)確．3．量取軌跡上各點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)不準(zhǔn)確．,,y＝ax2,,學(xué)習(xí)互動(dòng),【注意事項(xiàng)】1．方木板必須處于豎直平面內(nèi)，固定時(shí)要用鉛垂線檢查坐標(biāo)紙豎線是否豎直.2．小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下．3．坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在槽口時(shí)球心在木板上的投影點(diǎn)．4．小球開(kāi)始滾下的位置高度要適中，以使小球平拋運(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．5．在軌跡上選取離坐標(biāo)原點(diǎn)O點(diǎn)較遠(yuǎn)的一些點(diǎn)來(lái)計(jì)算初速度．,,備用習(xí)題,,1．圖為用頻閃攝影方法拍攝的研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的照片，圖中A、B、C為三個(gè)同時(shí)由同一點(diǎn)出發(fā)的小球，AA′為A球在光滑水平面上以速度v運(yùn)動(dòng)的軌跡，BB′為B球以速度v被水平拋出后的運(yùn)動(dòng)軌跡，CC′為C球自由下落的運(yùn)動(dòng)軌跡．通過(guò)分析上述三條軌跡可得出結(jié)論：________________________________________________________________________________________________________________________________________________,備用習(xí)題,,,[答案]做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),[解析]仔細(xì)觀察照片可以發(fā)現(xiàn)，B、C兩球在任一曝光瞬間的位置總在同一水平線上，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)物體在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)與自由落體運(yùn)動(dòng)相同；而A、B兩小球在任一曝光瞬間的位置總在同一豎直線上，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)物體在水平方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)與勻速直線運(yùn)動(dòng)相同．由此可得結(jié)論：做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)．,備用習(xí)題,,,2．在探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，可以選用如圖所示的各種裝置，以下說(shuō)法正確的是(),,[答案]D,[解析]選用裝置1研究平拋物體的豎直分運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該用耳朵聽(tīng)A、B兩球是否同時(shí)落地，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．豎直管上端A一定要高于水面，才能保證水離開(kāi)噴嘴時(shí)的速度相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．從斜槽上同一位置由靜止釋放鋼球，才能保證每次平拋的初速度相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．當(dāng)然D項(xiàng)的做法是可以的．,備用習(xí)題,,3．(數(shù)據(jù)處理)在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，圖為在一次實(shí)驗(yàn)中用的方格紙，方格邊長(zhǎng)L＝20cm，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，記錄了小球運(yùn)動(dòng)途經(jīng)的三個(gè)位置，則該小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為_(kāi)_______m/s；B點(diǎn)的豎直分速度為_(kāi)_______m/s.(g取10m/s2),,[答案]34,[解析]從圖中可以看出從A到B和從B到C所用的時(shí)間相等，豎直方向由Δy＝gT2可以得到時(shí)間間隔為T(mén)＝0.2s，再由水平方向x＝vT求得平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為3m/s,B點(diǎn)的豎直分速度等于從A到C的平均豎直分速度，大小為4m/s.,,自我檢測(cè),,,1．(實(shí)驗(yàn)操作)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)：(1)除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要的是________．A．游標(biāo)卡尺B．秒表C．坐標(biāo)紙D．天平E．彈簧測(cè)力計(jì)F．鉛垂線(2)實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是________．A．應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下B．斜槽軌道必須光滑C．斜槽軌道末端可以不水平D．要使描出的軌跡更好地反映真實(shí)運(yùn)動(dòng)，記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些E．為了比較準(zhǔn)確地描出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡，應(yīng)該用一條曲線把所有的點(diǎn)連接起來(lái),,自我檢測(cè),,[答案](1)CF(2)AD,,[解析](1)實(shí)驗(yàn)還需要的器材是坐標(biāo)紙和鉛垂線，描出的軌跡在坐標(biāo)紙上，方便數(shù)據(jù)處理，鉛垂線是用來(lái)確定豎直木板是否豎直并確定縱坐標(biāo)．(2)做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，斜槽末端必須水平，以保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下，以使小球在斜槽末端速度相同；在描畫(huà)小球運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，應(yīng)用平滑的曲線連點(diǎn)，偏離軌跡較遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去．,,自我檢測(cè),2．(數(shù)據(jù)處理)在“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)L＝1.6cm，若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖5－3－2中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計(jì)算式為v0＝________(用L、g表示)，其值是________．(g取10m/s2)小球在b點(diǎn)的速率為_(kāi)_______．(取兩位有效數(shù)字),,,,,,圖5－3－2,,自我檢測(cè),,,,,,,自我檢測(cè),3．(實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新)試根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)“測(cè)量彈射器彈丸出射初速度”的實(shí)驗(yàn)方案，提供的實(shí)驗(yàn)器材為彈射器(含彈丸，如圖5－3－3所示)、鐵架臺(tái)(帶有夾具)、米尺．(1)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)示意圖；(2)在安裝彈射器時(shí)應(yīng)注意________________________；(3)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的量為_(kāi)_________________________(并在示意圖中用字母標(biāo)出)；(4)由于彈射器每次射出的彈丸初速度不可能完全相等，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的方法是______________________；(5)計(jì)算公式為_(kāi)______________________．,,,,,,圖5－3－3,,自我檢測(cè),,,