四、实验:研究平抛运动【要点导学】1.平抛运动定义:将物体用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所做的运动
条件:初速度水平;仅受重力
特点:由于速度方向与受力方向不在一条直线上,故平抛运动是曲线运动,又受力恒定,所以平抛运动是匀变速曲线运动
注意:不要认为曲线运动就一定不是匀变速运动,其实物体是否做匀变速运动是由合外力或加速度是否恒定决定的,平抛运动加速度恒为重力加速度 g,根据Δv=gΔt,做平抛运动的物体在相等时间内速度的变化是相等的
2.理论探究(1)平抛运动是一复杂的运动,如何来探究这个复杂运动的规律呢
根据运动合成与分解的思想,可将一个复杂的运动简化为简单的运动去认识,可将平抛运动分成水平方向和竖直方向的直线运动
(2)从力的独立作用原理出发分析物体的运动,可知,平抛运动的物体在水平方向上不受力的作用,应做匀速直线运动,在竖直方向初速为零,只受重力,应做自由落体运动
3.实验探究(1)设置与分运动等效的条件进行对比实验① 与平抛运动的物体同时自由下落的物体对比
实验 1 如图 1 所示,用小锤打击弹性金属片,金属片把 A 球沿水平方向抛出,同时 B 球被松开,自由下落,A、B 两球同时开始运动
观察两球是否同时落地
如果同时落地,说明什么问题
多次改变小球距地面的高度和打击的力度,重复这个实验
如果每次都同时落地,说明什么问题
实验观察到,改变小球距地高度和打击力度,两球总是同时落地,说明两者在竖直方向的运动相同,即都是自由落体运动
② 与平抛运动的物体初速度相同的匀速直线运动对比
实验 2 在如图 2 所示的装置中,两个相同的弧形轨道 M、N,分别用于发射小铁球 P、Q ;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
将小铁球 P、Q 分别吸在