5.3 实验：研究平抛运动—人教版高中物理必修二教案

由天下分享时间：2025/1/24 4:13:43 加入收藏我要投稿点赞

人教版高中物理必修二 5.3实验：研究平抛运动教案

三维目标（一）知识与技能

? 知道平抛运动的条件及控制方法； ? 知道用实验获得平抛运动轨迹的方法； ? 知道判断运动轨迹是否为抛物线的方法； ? 知道测量初速度时需要测量的物理量；（二）过程与方法

? 观察现象—初步分析—猜测实验研究—得出规律—重复实验—鉴别结论—追求统一； ? 利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动，渗透物理学“化曲为直”“化繁为

简”的方法及“等效替代”“正交分解”的思想方法。（三）情感态度与价值观

通过重复多次实验，进行共性分析、归纳分类、达到鉴别结论的教育目的。教学过程【新课引入】

师：上节课我们学习了平抛运动的理论知识，本节课我们通过实验来进一步探究平抛运动的特点。【新课教学】

师：在这个实验中，我们首先设法描绘某物体做平抛运动的轨迹，然后通过这个轨迹研究平抛运动的特点。

一、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线

通过描点法将平抛运动的轨迹描述出来，然后用直尺得出几组坐标，之后再代入

y?ax2中求出常量a，于是知道了轨迹方程。

活学活用：1.两个同学根据不同的实验条件，进行了“研究平抛运动”的实验：

图1

(1)甲同学采用如图1甲所示的装置．用小锤击打弹性金属片，使A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明__平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动. (2)乙同学采用如图乙所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端可看做与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出．实验可观察到的现象应是P球击中Q球．仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动．

活学活用：2.在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝1.25 cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图8中a、b、c、d所示，则：

图2

(1)求小球平抛运动的初速度的计算式(用L、g表示)，其值是多少？(g取9.8 m/s2) (2)a点是平抛小球抛出点的位置吗？如果不是，那么抛出点的位置怎样确定？

解析 (1)平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，即初速度为零的匀加速直线运动，水平分运动是匀速直线运动，由水平方向ab＝bc＝cd知相邻两点的时间间隔相等，设为T，竖直方向相邻两点间位移之差相等，Δy＝L，

由Δy＝gT2得：L＝gT2，时间T内，水平位移为x＝2L x2L－可得v0＝＝＝2Lg＝2×1.25×102×9.8 m/s＝0.7 m/s.

TLg

(2)由于ab、bc、cd间竖直位移之比不满足1∶3∶5的关系，所以a点不是抛出点．设小球运动到b点时竖直方向上的分速度为vb，则有： 3L3gL3－

vb＝＝＝×9.8×1.25×102 m/s＝0.525 m/s

2T22vb小球从抛出点运动到b点所用时间为：tb＝ g则抛出点到b点的水平距离为：

v0vb0.7×0.525

＝ m＝0.037 5 m＝3.75 cm g9.8

xb＝v0tb＝