拋體運動和平拋運動
1.拋體運動:以一定的速度將物體拋出,在空氣阻力可以忽略的情況下,物體只受重力作用的運動。
2.平拋運動:初速度沿水平方向的拋體運動。
(水平拋出的石頭可以認(rèn)為做平拋運動)
3.平拋運動的特點
? (1)初速度沿水平方向;
? (2)只受重力作用。
實驗思路
1.思路:把復(fù)雜的曲線運動分解為不同方向上兩個相對簡單的直線運動。
2.平拋運動的分解方法
? 由于物體是沿著水平方向拋出的,在運動過程中只受到豎直向下的重力作用,可嘗試將平拋運動分解為水平方向的分運動和豎直方向的分運動。
進(jìn)行實驗
1.探究平拋運動豎直分運動的特點
(1)實驗按圖示裝置進(jìn)行實驗,小鋼球A、B位于相同高度處,用小錘擊打彈性金屬片,金屬片C受到小錘的擊打,向前推動A,小鋼球A具有水平初速度,做平拋運動,同時松開小鋼球B,自由下落,做自由落體運動。
(2)分析:仔細(xì)觀察可知,不管兩個小鋼球距地面的高度為多大,或小錘擊打金屬片的力度多大(小錘擊打金屬片的力度越大,小鋼球A水平拋出的初速度越大),兩小鋼球每次都同時落地,說明兩小鋼球在空中運動的時間相等,即做平拋運動的物體在豎直方向上的分運動是自由落體運動。
(3)結(jié)論:做平拋運動的物體在豎直方向上做自由落體運動。
2.探究平拋運動水平分運動的特點
(1)實驗在圖示的實驗裝置中,兩個相同的弧形軌道M、N,上端分別裝有電磁鐵C、D;調(diào)節(jié)C、D的高度,使AC=BD。將小鐵球P、Q分別吸在C、D上,然后切斷電源,使球以相同的初速度v0分別同時從M、N的末端水平射出,其中與軌道N相切的水平面光滑。
實驗發(fā)現(xiàn)兩鐵球在P球落地時相遇。只增大或減小軌道M的高度再進(jìn)行實驗,結(jié)果兩鐵球總是在P球落地時相遇。
(2)分析:只改變軌道M的高度,相當(dāng)于只改變P球做平拋運動的豎直高度,發(fā)現(xiàn)P、Q兩球總是在P球落地時相遇,即P球在水平方向上的運動不因P球在豎直方向上運動時間的長短而改變,總是和在水平面上做勻速直線運動的Q球有完全相同的運動情況。
(3)結(jié)論:做平拋運動的物體在水平方向上做勻速直線運動;平拋運動的各分運動具有獨立性。
頻閃照相法探究平拋運動
1.實驗現(xiàn)象:利用頻閃照相機(jī)得到物體做平拋運動與自由落體運動對比的頻閃照片如圖所示。
2.現(xiàn)象分析
①在豎直方向上,兩球運動經(jīng)過相等的時間,下落相同的高度,即在豎直方向上的運動是相同的,都是自由落體運動。
②在水平方向上,平拋運動在通過相等的時間內(nèi)前進(jìn)的距離相同,即水平方向上的運動是勻速直線運動。
3.理論分析
①水平方向:初速度為v0,物體不受力,即Fx=0,物體由于慣性而做勻速直線運動。
②豎直方向:初速度為零,物體受重力作用,即Fy=mg,a=g,物體做自由落體運動。
實驗:研究平拋運動