高中物理 5.3实验精品教案 新人教版必修 .doc

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1、53实验:研究平抛运动[精讲精练]知识点1.①平抛运动的定义将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下的运动.②平跑运动的性质由于做平抛运动的物体只受重力的作用,由牛顿第二定律可知,其加速度为g.所以是匀变速运动;又因重力与速度不在一条直线上,物体做曲线运动,所以,平抛运动是匀变速曲线运动,其轨迹是抛物线.注意:①做平抛运动的条件是只受重力作用和有水平初速度②研究平抛运动采用运动分解的方法.平抛运动可以看成是水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的合运动。故解决有关平抛运动

2、的问题时,首先要把平抛运动分解为水平匀速直线运动和竖直自由落体运动。然后分别运用两个分运动的规律去求分速度,分位移等,再合成得到平抛运动速度,位移等,这种处理问题的方法可以变曲线运动为直线运动,变复杂运动为简单运动,使问题的解决得到简化.[例1]关于平抛运动,下列说法正确的是()A.平抛运动是匀变速运动B.平抛运动是变加速运动C.任意两段时间内的加速度相同D.任意两段相等时间内速度变化相同[思路分析]平抛运动的物体只受重力作用,故a=g,平抛运动是匀变速曲线运动,A对,B错,C对,因为a=g=Δv/t得Δv=gt

3、,任意相等两段时间内速度变化相同,D对[答案]ACD[总结]1.匀变速运动是由合外力(加速度)恒定决定的.2.a=Δv/t若a恒定则在任意相等时间内速度变化量就相等,若a不恒定,则在任意相等时间内速度变化就不相等了.[变式训练1]关于平抛运动,下列说法正确的是()A.平抛运动轨迹是抛物线,是匀变速运动B.做平抛运动的物体的速度时刻改变,加速度也在变C.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D.落地时间由抛出点离地高度决定[答案]ACD知识点2平抛运动的规律平抛运动可以看成是水平方向的匀速直

4、线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。以抛出点为原点,取水平方向为x轴,正方向与初速度v0的方向相同;竖直方向为y轴,正方向向下;物体在任一时刻t位置坐标P(x,y),位移s,速度vt(如图)的关系为:Oxyαvtvxvy(1)速度公式水平分速度:vx=v0,竖直分速度:vy=gt.T时刻平抛物体的速度大小和方向:Vt=,tanα==gt/v0(2)位移公式(位置坐标):水平分位移:x=v0t,竖直分位移:y=gt2/2t时间内合位移的大小和方向:l=,tanθ==由于tanα=2tanθ,vt的反向延长线与x

5、轴的交点为水平位移的中点.(3)轨迹方程:平抛物体在任意时刻的位置坐标x和y所满足的方程,叫轨迹方程,由位移公式消去t可得:y=x2或x2=y显然这是顶点在原点,开口向下的抛物线方程,所以平抛运动的轨迹是一条抛物线.[例2]小球以初速度v0水平抛出,落地时速度为v1,阻力不计,以抛出点为坐标原点,以水平初速度v0方向为x轴正向,以竖直向下方向为y轴正方向,建立坐标系(1)小球在空中飞行时间t(2)抛出点离地面高度h(3)水平射程x(4)小球的位移s(5)落地时速度v1的方向,反向延长线与x轴交点坐标x是多少?[思

6、路分析](1)如图在着地点速度v1可分解为水平方向速度v0和竖直方向分速度vy,xyhOsxx1v0v1vy而vy=gt则v12=v02+vy2=v02+(gt)2可求t=(2)平抛运动在竖直方向分运动为自由落体运动h=gt2/2=·=(3)平抛运动在水平方向分运动为匀速直线运动x=v0t=(4)位移大小s==位移s与水平方向间的夹角的正切值tanθ==(5)落地时速度v1方向的反方向延长线与x轴交点坐标x1=x/2=v0[答案](1)t=(2)h=(3)x=(4)s=tanθ=(5)x1=v0[总结]平抛运动常

7、分解成水平方向和竖直方向的两个分运动来处理,由竖直分运动是自由落体运动,所以匀变速直线运动公式和推论均可应用.[变式训练2]火车以1m/s2的加速度在水平直轨道上加速行驶,车厢中一乘客把手伸到窗外,从距地面2.5m高处自由一物体,若不计空气阻力,g=10m/s2,则(1)物体落地时间为多少?(2)物体落地时与乘客的水平距离是多少?[答案](1)t=s(2)s=0.25m知识点3实验研究:平抛运动规律[例3]某同学设计了如图所示方案来验证钢球从光滑斜槽下滑过程中的机械能守恒.实验步骤如下:①把斜槽固定在实验太边缘,

8、调整斜槽出口,使斜槽末端的切线水平;②出口处栓重垂线,使出口投影落于水平地面O点;③在地面铺白纸和复写纸;④从斜槽某一高度处同一点A从静止开始释放钢球多次,找出钢球平均落点位置P.(1)要完成该实验应测量那些物理量?(2)根据应测量的物理量,导出初速度表达式.APO[思路分析](1)需要测的物理量是:斜槽出口处距水平地面的高度h;落地点P距投影点O的距离s;(2)钢球离槽

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