拋體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)
1.拋體運(yùn)動(dòng):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(yùn)動(dòng)。
2.平拋運(yùn)動(dòng):初速度沿水平方向的拋體運(yùn)動(dòng)。
(水平拋出的石頭可以認(rèn)為做平拋運(yùn)動(dòng))
3.平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
? (1)初速度沿水平方向;
? (2)只受重力作用。
實(shí)驗(yàn)思路
1.思路:把復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)分解為不同方向上兩個(gè)相對簡單的直線運(yùn)動(dòng)。
2.平拋運(yùn)動(dòng)的分解方法
? 由于物體是沿著水平方向拋出的,在運(yùn)動(dòng)過程中只受到豎直向下的重力作用,可嘗試將平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的分運(yùn)動(dòng)和豎直方向的分運(yùn)動(dòng)。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
1.探究平拋運(yùn)動(dòng)豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
(1)實(shí)驗(yàn)按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),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(dòng)A,小鋼球A具有水平初速度,做平拋運(yùn)動(dòng),同時(shí)松開小鋼球B,自由下落,做自由落體運(yùn)動(dòng)。
(2)分析:仔細(xì)觀察可知,不管兩個(gè)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(shí)落地,說明兩小鋼球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,即做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)。
(3)結(jié)論:做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)。
2.探究平拋運(yùn)動(dòng)水平分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
(1)實(shí)驗(yàn)在圖示的實(shí)驗(yàn)裝置中,兩個(gè)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(shí)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(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩鐵球在P球落地時(shí)相遇。只增大或減小軌道M的高度再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果兩鐵球總是在P球落地時(shí)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(yùn)動(dòng)的豎直高度,發(fā)現(xiàn)P、Q兩球總是在P球落地時(shí)相遇,即P球在水平方向上的運(yùn)動(dòng)不因P球在豎直方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)間的長短而改變,總是和在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的Q球有完全相同的運(yùn)動(dòng)情況。
(3)結(jié)論:做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng);平拋運(yùn)動(dòng)的各分運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性。
頻閃照相法探究平拋運(yùn)動(dòng)
1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:利用頻閃照相機(jī)得到物體做平拋運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)經(jīng)過相等的時(shí)間,下落相同的高度,即在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)是相同的,都是自由落體運(yùn)動(dòng)。
②在水平方向上,平拋運(yùn)動(dòng)在通過相等的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離相同,即水平方向上的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)。
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(yùn)動(dòng)。
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(yùn)動(dòng)。
實(shí)驗(yàn):研究平拋運(yùn)動(dòng)