人教版 高一物理 必修二 第五章：5.3实验：研究平抛运动
人教版高中物理必修第2册 第五章 3 实验 探究平抛运动的特点
点,钢球的球心对应白纸上的位置为坐标原点(平抛运动的起始点)。
探究二
实验数据处理和实验误差分析
情境导引
如果用频闪照相的方法已经描绘出了平抛物体的运动轨迹,但没有记录抛
出点,仅记录了竖直方向,能否计算出平抛运动的加速度?
要点提示 可以计算出平抛运动的加速度。方法是在轨迹上取相邻的三个
点,测量相邻两点间的竖直距离分别为y1和y2,根据y2-y1=aT2,T为频闪周期,
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,使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N
的下端射出。实验可观察到P、Q两球相碰。仅仅改变弧形轨道M、N的
高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说
明
。
(3)c同学采用频闪照相的方法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片。
(2)探究水平方向运动规律,如图所示。
使两小球同时由同一高度沿相同轨道运动,B球运动到光滑水平面上做匀
速直线运动,A球做平抛运动,观察运动轨迹,比较两球能否相碰;改变开始
释放时小球的高度,多次重复这个实验,如果每次都相碰,说明平抛运动水
平方向是匀速直线运动。
二、利用斜槽描绘平抛运动轨迹时的误差
1.安装斜槽时,其末端不水平。
(2)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长L=5 cm,通过实验,记
录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速
度为
m/s,B点的竖直分速度为
m/s。(g取10 m/s2)
答案 (1)1.6
(2)1.5
2
1 2
9.8
解析 (1)由 x=v0t,y=2gt ,得 v0=x 2,将(32.0,19.6)代入得 v0=0.32× 2×0.196
5.3 实验：探究平抛运动的特点—人教版(2019) 高中物理必修第二册学案
高一必修二物理导学案课题：5.3实验：探究平抛运动的特点一、学习目标1．初步了解什么是平抛运动及探究平抛运动的实验原理，并会测量平抛运动的初速度。
2．能够通过对运动数据的处理获取初速度，会分析产生实验误差的原因。
3．通过实验的设计和数据的处理，提升科学推论与论证的能力。
二、阅读课本实验目的：1.用实验的方法描出平抛运动的轨迹。
2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。
3.根据平抛运动的轨迹求其初速度。
实验器材：斜槽,_______________,白纸,小球,图钉,铅笔,有孔的卡片,刻度尺,重垂线实验原理：.实验的基本思想——___________。
(1)用卡位法描点并绘制小球平抛运动的轨迹。
(2)建立坐标系,测出轨迹上某点的坐标x、y, 据x=___,y=______得初速度v0=______。
实验步骤：1.安装实验器材:(1)将带有斜槽的平抛运动实验器置于桌面上,装好平抛轨道,调整斜槽末端切线水平;然后,调节调平螺丝,观察重垂线或气泡水准,使面板处于竖直平面内,卡好定位板,装置如图所示。
(2)给描迹记录纸衬垫一张复写纸或打字蜡纸,紧贴记录面板用压纸板固定在面板上。
2.建立坐标系:把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(斜槽末端)时球心所在描迹记录纸的投影点O,O点即为坐标原点,用重垂线画出过坐标原点的竖直线,作为y轴,画出过坐标原点水平向右的直线,作为x轴。
3.确定小球的位置:(1)把接球挡板拉到最上方一格的位置。
(2)将定位板定在某一位置固定好,小球紧靠定位板由静止释放,小球沿轨道向下运动,以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出。
(3)下落的小球打在向记录面板倾斜的接球挡板上,同时在记录面板上留下一个印迹点。
(4)再将接球挡板向下拉一格,重复上述操作方法,打出第二个印迹点,如此继续下拉接球挡板,直至最低点,即可得到平抛的小球下落时的一系列印迹点。
4.描点得轨迹:取下描迹记录纸,将描迹记录纸记下的一系列点用平滑曲线连起来,即得到小球做平抛运动的轨迹。
人教版高一物理必修二第五章：5.3实验：研究平抛运动
中的坐标系内，则：（1）小球平抛运动的初速度v0=_____m/s；
2、没有记住原点v0如何求？
y 弹丸竖直高度AB的高h;
且四段水平位移所用的时间相等。
【实验结论】:平抛运动水平方向的运动
一、水平方向的运动规律
3、测量两相邻位置间的水平、竖直位移，分析这些位移的特点
求初速度题型典例模式解题
2、没有记住原点v0如何求？
透 明 胶 片
【方案三】频闪照相
研 O x1
x2
x3
h
究 3h
A
x4
平
B
抛
5h
C
运 7h
动
D
的
y
特 结论：平抛运动……
点
x
在误差允许的范 围内，四段水平 位移近似相等； 且四段水平位移 所用的时间相等。 竖直方向⊿h=aT2
二、平抛运动的初速度计算
x 3、测量两相邻位置间的水平、竖直位移，分析这些位移的特点
从同一位置释放小球,在小球运动路线上描下若干点，用平 滑的曲线连接起来，即得到小球平抛运动轨迹。
注 1、应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的
意 木板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触。
事 项
2、小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚 下，在斜槽上释放小球的高度应适当，使小球以
合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角
原 t ③确定坐标轴:把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O,O即为坐标原点,再利用铅垂线在纸上画出通过
点 O点的竖直线,即y轴;
(5)计算公式为
.
使该 处的水的压强始终等于大气压
如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景方格的边长为5cm，g=10m/s2，并把这一部分放在图
人教版物理必修二课件高一：第五章_3.实验：研究平抛运动
g
C．测出曲线上某点的坐标 x、y，用 v0＝_x___2_y_ 算出该小 球的平抛初速度，实验需要对多个点求 v0的值，然后求它们的 平均值；
D．取下白纸，以 O 为原点，以竖直线为轴建立坐标系， 用平滑曲线画平抛轨迹．
上述实验步骤的合理顺序是___B__A_D__C____．
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＝1.6 cm，若小球在平抛运动途中的 几个位置如图 5－3－5 中的 a、b、c、d 所示，则小球的平抛初 速度的计算式为 v0＝________(用 L、g 表示)，其值是________， 小球在 b 点的速率为________．(取两位有效数字，g＝10 m/s2)
(2)用图钉把坐标纸钉在木板上，让木板竖直固定，其左上 方靠近槽口，用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直，整个实 验装置如图 5－3－2 所示．用铅垂线把木板校准到竖直方向， 使小球平抛的轨道平面与板面平行，保证在重复实验的过程中， 木板与斜槽的相对位置保持不变．
图 5－3－2
(3)建立直角坐标系 xOy：以小球做平抛运动的起点 O 为坐标 原点，从坐标原点 O 画出竖直向下的 y 轴和水平向右的 x 轴．确 定坐标原点 O 的方法是：把小球放在槽口末端处，用铅笔记下这 时小球的球心在坐标纸上的水平投影点 O，即为坐标原点(不是槽 口端点)． (4)确定小球位置：让小球由斜槽的某一固定位置自由滚下， 从 O 点开始做平抛运动．先用眼睛粗略估计小球在某一 x 值处(如 x＝1 cm 或 2 cm 等)的 y 值，然后用铅笔尖指着这个位置，让小球 从原释放处开始滚下，看是否与铅笔尖相碰，如此重复数次，较
【数据分析】
(1)判断平抛运动的轨迹是不是抛物线： 如图 5－3－3 所示，在 x 轴上作出几个等距离的点 A1、A2、 A3、…，把线段OA1的长度记为l，则OA2＝2l，OA3＝3l，由A1、 A2、A3、…向下作垂线，与轨迹的交点记为M1、M2、M3、….若 轨迹是一条抛物线，则各点的 y 坐标和 x 坐标应该具有 y＝ax2 的形式(a 是待定常量)，用刻度尺测量某点的 x、y 两个坐标值， 代入y＝ax2 求出a.再测量其他几个点的x、y坐标值，代入y＝ax2， 若在误差范围内都满足这个关系式，则这条曲线是一条抛物线．
最新人教版高中物理必修2第五章《实验：探究平抛运动的规律》教案
实验：研究平抛运动【三维目标】（一）知识与技能1．验证平抛运动是水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。
2．通过实验探究得到平抛运动轨迹。
（二）过程与方法体会平抛运动规律的探究过程，体会运动的合成和分解在探究平抛运动规律中的应用。
（三）情感态度与价值观通过实验探究平抛运动的规律，让学生积极参与课堂活动，设疑、解疑、探求规律，使学生始终处于积极探求知识的过程中，达到最佳的学习心理状态。
【教学重点】平抛运动规律的探究过程。
【教学难点】准确得到平抛运动的轨迹。
【课时安排】1课时【教学过程】一、新课引入1．情景导入教师介绍自制电磁控制打击装置：将子弹装入能发射的固定在板前的玩具手枪，固定板后电磁铁与电源相连，控制电路通断的两根金属丝搭在枪口处，带有衔铁的玩具被吸在电磁铁上，枪口与玩具在同一水平面，发射的子弹断开搭在一起的两根金属丝，吸在电磁铁上的玩具同时下落，子弹总是击中玩具，这说明什么问题？2．复习导入复习旧知（1）平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。
（2）平抛运动的规律（1） 我们今天用实验的方法研究平抛运动。
二、新课讲解（一）竖直方向的运动规律实验演示教材实验，探究竖直方向上的运动规律。
1．①介绍实验装置如下图所示⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+===⎪⎩⎪⎨⎧==22020)2(21yx y x v v v gt v v v at y t vx②介绍实验过程。
因弹簧片C受到小锤的打击，C向前推动小钢球具有水平初速度，使A做平抛运动， 同时松开小钢球B，使B从孔中自由落下，做自由落体运动。
问题：由上一节学习我们知道，平抛运动的运动时间取决于竖直高度，A、B两球应该同时落地，怎么观察出两球同时落地？实验时，用耳朵听来判断两球落地时刻的先后，比用眼睛看要灵敏得多。
探究要求教室保持安静，让学生多次改变小球距地面的高度和打击的力度，重复这个实验，学生听小球落地的声音。
学生观察实验现象，思考以下几方面：1．无论A球的水平速度大小如何，它总是与B球同时落地。
人教版物理必修二第五章第三节-实验：研究平抛运动资料
(2)安装时要注意弹射器应固定，且弹射器发射方向保持
水平。
(3)实验中需测量弹丸射出的水平距离 x 和弹射器与水平
地面高度差 h。
(4)在弹射器高度不变情况下多次实验，取 x1，x2，…，
xn 平均值－x 作为实验数据。
(5)v ＝ 弹丸 －x2h＝－x g
2gh。
[答案] 见解析
作业 • 做《创新设计》上与该 节课有关的练习题。
3．描点
将小球从斜槽上某一位置由静止滑下，小球从轨道末端射 出，先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值， 然后让小球由同一位置自由滚下，在粗略确定的位置附近用铅 笔较准确地描出小球通过的位置，并在坐标纸上记下该点。用 同样的方法确定轨迹上其他各点的位
4．画轨迹
取下坐标纸，将坐标纸上记下的一系列点，用平滑曲线连 起来，即得到小球平抛运动轨迹。
5.数据处理
（1）验证轨迹是抛物线
抛物线的数学表达式为y＝ax2，将某点(如B点)的坐 标x、y代入上式求出常数a，再将其他点都成立， 则说明所描绘得出的曲线为抛物线。
(2)计算初速度
在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A、 B、C、D、E、F，用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x， y)，并记录在下面的表格中，已知 g 值，利用公式 y＝12gt2 和 x＝v0t，求出小球做平抛运动的初速度 v0，最后算出 v0 的平均值。
求出不同的点是a看
y
看是否一样，若各
M3
组的a值差不多，则
说明轨迹是一条抛
物线。
返回
1 2 3 45
水平位移x 竖直位移y a值（a=y/x)
y= a x2
返回
探究点2、如何根据已有的轨迹求出平抛
高一物理必修二第五章§5.3实验：研究平抛运动
高一物理必修二第五章
§5.3实验：研究平抛运动
班级 姓名
平抛运动的规律
(1) 位移：
水平分位移：t v x 0= 竖直分速位移：221gt y =
(2) 速度：
水平分速度0v v x
= 竖直分速度gt v y =
猜想：平抛运动水平方向是不是匀速直线运动，竖直方向是不是匀加速直线运动？ 如何验证我们的猜想？
【实验探究】
1. 探究平抛运动水平方向的运动规律
使木板尽量光滑，轨道高度相同，同时释放俩小球。
观察俩小球的运动情况。
引入问题：①俩小球相碰，这个实验结果得出什么结论？
②从动力学角度分析，为什么水平方向是匀速直线运动？
创设问题：既然平抛物体水平方向上作匀速直线运动那么它在竖直方向上作什么样的运动，我们如何探究呢？
2.探究平抛运动竖直方向的运动规律
用平抛运动演示器做实验
如图所示，用小锤击打弹性金属片C，使A球沿水平方向飞出做平抛运动，与此同时，B球被松开做自由落体运动，改变实验装置离地面的高度，多次实验，两球总是同时落地。
（用耳朵听声音）
问题创设：①A、B两球同时落地的现象，得出什么结果。
引导学生得出结论：平抛运动的竖直分运动是。
②从动力学角度分析，为什么竖直方向是自由落体运动？
突出一条研究物理科学的一般思想方法的主线：
【结论】
平抛运动水平方向上做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。
5.3实验：研究平抛运动的特点 讲义-2022-2023学年高一物理人教版(2019)必修第二册
5.3 实验：探究平抛运动的特点一、抛体运动1．抛体运动：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。
2．平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动就叫作平抛运动。
①条件: 初速度沿水平方向；忽略空气阻力，只受重力。
②性质：匀变速曲线运动二、实验思路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。
化曲为直—运动的分解—等效替代1.平抛运动可以分解为哪两个方向的运动？沿竖直方向和水平方向分解。
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。
2、水平方向和竖直方向分运动分别是什么样的运动？三、进行实验方案一：描轨迹法【实验目的】探究竖直分运动的特点探究水平分运动的特点【实验原理】【实验器材】斜槽、小球、木板、白纸（坐标纸）、图钉、铅垂线、刻度尺、铅笔等【实验步骤】1.调节斜槽末端水平：可用平衡法调整斜槽末端水平:即将小球轻放在斜槽平直部分的末端附近，调整斜槽，若小球能在平直轨道上水平部分任意位置静止，就表明斜槽末端已调水平。
2.调整木板竖直：用悬挂在槽口的重垂线把木板调整到竖直方向,即利用重垂线，调节木板，使其与重垂线平行，这样就保证木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近,固定好木板;然后把重垂线方向记录到固定在背板的白纸上。
3.安装白纸(坐标纸)和复写纸：再用小磁铁或图钉把白纸、复写纸固定在木板上。
4.确定坐标轴：小球在斜槽末端时，小球球心在白纸上的投影为原点（把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O,O即为坐标原点（不是槽口端点）,再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线,即y轴，用三角板画出水平方向的x轴）【数据处理】1、竖直分运动的特点结论：同时刻，竖直分位移相等，同时落地——竖直分运动是自由落体2、水平分运动特点：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。
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注 1、应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的
意 木板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触。
事 项
2、小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚 下，在斜槽上释放小球的高度应适当，使小球以
合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角
到右下角间分布，从而减小测量误差。
3、坐标原点
（小球做平抛运 动的起点）不是
身体健康，学习进步。 8、生活本来很不易，不必事事渴求别人的理解和认同，静静的过自己的生活。心若不动，风又奈何。你若不伤，岁月无恙。
9、命运要你成长的时候，总会安排一些让你不顺心的人或事刺激你。 10、你迷茫的原因往往只有一个，那就是在本该拼命去努力的年纪，想得太多，做得太少。 11、有一些人的出现，就是来给我们开眼的。所以，你一定要禁得起假话，受得住敷衍，忍得住欺骗，忘得了承诺，放得下一切。 12、不要像个落难者，告诉别人你的不幸。逢人只说三分话，不可全抛一片心。 13、人生的路，靠的是自己一步步去走，真正能保护你的，是你自己的选择。而真正能伤害你的，也是一样，自己的选择。 14、不要那么敏感，也不要那么心软，太敏感和太心软的人，肯定过得不快乐，别人随便的一句话，你都要胡思乱想一整天。 15、不要轻易去依赖一个人，它会成为你的习惯，当分别来临，你失去的不是某个人，而是你精神的支柱;无论何时何地，都要学会独立行走 ，它会让你走得更坦然些。
用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线,即y轴;
④确定小球释放点:选择一个小球在斜槽上合适的位置由静 止释放,使小球运动轨迹大致经过白纸的右下角;
⑤描绘运动轨迹:把笔尖放在小球可能经过的位置上,如果小 球运动中碰到笔尖,用铅笔在该位置画上一点,用同样的方法,
从同一位置释放小球,在小球运动路线上描下若干点，用平 滑的曲线连接起来，即得到小球平抛运动轨迹。
必修二 第五章 曲线运动
5、3实验： 研究平抛运动
“问题能激发我们去学习、去发现、去实验、 去观察。”---波普
回忆
平抛运动的特点： 水平方向：匀速直线运动
竖直方向：自由落体运动
一、水平方向的运动规律 实验设计
观察结果:两球相撞 【实验结论】:平抛运动水平方向的运动
规律是匀速直线运动
二、 竖直方向的运动规律 实验设计
【实验表明】:平抛运动竖直方向的运动 自由落体运动
三、描绘平抛运动的轨迹
探究思路：
1、设法通过实验得到平抛运动的轨迹 2、在平抛运动的轨迹上找到每隔相等
的时间所达到的位置 3、测量两相邻位置间的水平、竖直位
移，分析这些位移的特点
【方案一】平抛运动演示仪
实 验
实验器材:斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐 标格）、图钉、重垂线、直尺、三角板、铅笔等。
弹丸竖直高度AB的高h; （4）由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等,
在实验中应采取的方法是在C处铺一张白纸，上面铺 一张复写纸，几次弹丸的落点在一个最小的圆圈上， 圆心为C点，多测几次求其平均值.
（5）v=l·
1、不要做刺猬，能不与人结仇就不与人结仇，谁也不跟谁一辈子，有些事情没必要记在心上。 2、相遇总是猝不及防，而离别多是蓄谋已久，总有一些人会慢慢淡出你的生活，你要学会接受而不是怀念。 3、其实每个人都很清楚自己想要什么，但并不是谁都有勇气表达出来。渐渐才知道，心口如一，是一种何等的强大! 4、有些路看起来很近，可是走下去却很远的，缺少耐心的人永远走不到头。人生，一半是现实，一半是梦想。 5、你心里最崇拜谁，不必变成那个人，而是用那个人的精神和方法，去变成你自己。 6、过去的事情就让它过去，一定要放下。学会狠心，学会独立，学会微笑，学会丢弃不值得的感情。 7、成功不是让周围的人都羡慕你，称赞你，而是让周围的人都需要你，离不开你。
器
小球
木板
材 斜槽
重垂线
白纸
铁架台
实 ①安装调整斜槽:用图钉把白纸钉
验 步
在竖直板上,在木板的左上角固定
斜槽,并使其末端保持水平。
②调整木板:用悬挂在槽口的铅垂
骤 线把木板调整到竖直方向,并使木
板平面与小球下落的竖直面
平行且靠近,固定好木板;
③确定坐标轴:把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口 时球心在木板上的水平投影点O,O即为坐标原点,再利
O
槽口的端点，应
O′
是小球在槽口时
球心在木板上的 水平投影点。
坐标原点（平抛起点）
【方案二】
水平喷 出的细 水柱显 示平抛 运动的 轨迹。
使该 处 的水的 压强始 终等于 大气压
水平喷出的细水柱即 为平抛运动的轨迹。
喷嘴（比细管 更细的硬管）
透 明 胶 片
【方案三】频闪照相
研 O x1
x2
x3
h
x1
x2
x
y1
y2 y1 gT 2 y2
v0
x1 T
x2 T
y
观察ABC水平、竖直间隔 特点，时间特点
求初速度题型典例模式解题
题型2. 如图为某小球做平抛运
动时，用闪光照相的方法获 O
x
得的相片的一部分，图中背
景 方 格 的 边 长 为 5cm ，
g=10m/s2，并把这一部分放
在图中的坐标系内，则：
究 3h
A
x4
平
B
抛
5h
C
运 7h
动D的Fra biblioteky特 结论：平抛运动……
点
x
在误差允许的范 围内，四段水平 位移近似相等； 且四段水平位移 所用的时间相等。 竖直方向⊿h=aT2
二、平抛运动的初速度计算
x
x
y
1、
y 1 gt2 t 2y
2
g
记
住 原
x x v0t v0 t
点
y
2、没有记住原点v0如何求？
（1）小球平抛运动的初速
度v0=_1_.5___m/s；（2）闪光 的时间间隔 ___0_.1___s ；（3） y 小球过A点的速率 vA=__1_.8___m/s 。 （ 4 ） 抛 出 点的坐标是_(_-_5_c_m_,_0_)
试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸射出
的初速度”的实验方案．提供的实验器材为弹射器
(含弹丸，如图)、铁架台(带有夹具)、米尺。
(1)画出实验示意图；
(2)在安装弹射器时应注意 ；
(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)
为；
(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全
相等，在实验中应采取的方法是 ；
(5)计算公式为
.
（1）实验装置的示意图如图所示； （2）在安装弹射器时应注意弹射器必须水平; （3）实验中需要测量的量是弹丸的水平位移BC的长l，