53 實驗：探究平拋運動的特點

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1、實驗：探究平拋運動的特點 課題 實驗：探究平單元 5 學科 物理 拋運動的特點 年級高一 【教材分析】 本節(jié)課所米用的教材是人教版高中物理必修2第五章第3節(jié)的內(nèi)容。 本節(jié)內(nèi)容是通過實驗探究平拋運動的規(guī)律，它既是前一節(jié)運動的合成與分 解方法的具體實踐應用，也是后一節(jié)拋體運動的規(guī)律得出的前提，更是學生自 主設(shè)計、探索的好素材，在本章中有著重要的地位。學生會用合成與分解的方 法分析拋體運動；能分別以物體在水平方向和豎起方向的位移為橫坐標和縱坐 標，描繪做拋體運動的物體的軌跡。要求學生知道平拋運動的受力特點；知道 用實驗方法得到平拋運動軌跡的方法；理解確定平拋運動在水平方向做勻速直 線運

2、動、豎直方向做自由洛體運動所用的方法；知道水平方向的勻速直線運動 和豎直方向的自由落體運動的獨立性和冋時性；體會研究曲線運動的基本方法。 【教學目標與核 心素養(yǎng)】 一、 教學目標 1. 知道什么是平拋及物體做平拋運動的條件。 2. 知道拋體運動只受重力作用 3. 探究平拋運動在水平方向上是勻速直線運動和豎直方向自由洛體運動， 并且這兩個運動互不影響。 二、 核心素養(yǎng) 物理觀念：理解平拋運動可以看成水平的勻速直線運動與豎直方向上的自 由落體運動的合成，并且這兩個分運動互相獨立。 科學思維：經(jīng)歷不同層次的現(xiàn)察與分析，培養(yǎng)學生的觀察能力，綜合分析 能力 科學探究：科學探究：利用生活

3、中實際問題引入，創(chuàng)設(shè)矛盾所在，提出問 題，結(jié)合平拋儀實驗，動畫，平拋與自由落體運動對比的頻閃照片，逐步加深 對平拋運動的認識.并根據(jù)實驗結(jié)果在教師引導下分析平拋運動的處理方法一 一運動的分解，根據(jù)已有的知識找出平拋運動的規(guī)律。 科學態(tài)度與責任：科學態(tài)度與責任：通過觀察、實驗及探究、交流與討論 等學習活動，培養(yǎng)學生尊重客觀事實、實事求是的科學態(tài)度。 【教學重點】 平拋運動在水平方向是勻速直線運動和在豎直方向是自由洛體運動。 【教學難點】 平拋運動在水平方向是勻速直線運動和在豎直方向是自由洛體運動的實驗 探索過程。 【教學過程】 教學環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動 設(shè)計意圖 導入新

4、課 演示1:觀察斜向上拋出的粉筆的運動軌跡； 演示2：觀察水平桌面上的小球被碰后，以一 定的水平初速度離開桌面后所做的運動軌跡。 學生觀察 斜向上拋出的 粉筆的運動軌 跡和觀察水平 桌面上的小球 被碰后，以一 定的水平初速 度離開桌面后 所做的運動軌 跡。 復習上節(jié)課 知識，為本節(jié)課 的研究做鋪墊 講授新課 Vo 在空氣阻力可以忽略的情況下，粉筆和小球的 運動都屬于拋體運動。 思考1:做拋體運動的物體在運動過程中受什 么力作用？ 忽略空氣阻力，只受重力的作用。 思考2：為什么物體的軌跡是曲線？ 物體的初速度與重力不在一條直線上。 思考3：你能總結(jié)拋體運動的定

5、義嗎？ 物體以一定的速度將物體拋出，在空氣阻力可 以忽略的情況下，物體只受重力的作用，這時的運 動叫作拋體運動； 一、平拋運動 1.平拋運動 將物體用一定的初速度沿水平方向拋出，且只 在重力作用下所做的運動。 做平拋運動的物體有什么特點呢？ 下面我們通過實驗來探究物體做平拋運動的 特點。 二、探究平拋運動的特點 1.實驗思路 按照把復雜的曲線運動分解為兩個相對簡單 的直線運動的思路，把平拋運動看作是在豎直方向 的分運動和水平方向的分運動的合運動。 如果這兩個分運動研究清楚了，平拋運動的規(guī) 律自然就清楚了。 2.進行實驗 思考：如何通過實驗方法獲得平拋運動軌跡? 方法一：

6、描跡法 分析說明 拋體運動為什 么是曲線運 動？ 觀察記憶 平拋運動的概 念 學生閱讀 課文說一說實 驗思路 思考討 論：如何通過 實驗方法獲得 平拋運動軌 跡？ 學生設(shè)計 表格測量兩球 間的距離 學生思考 討論小球在水 平方向和豎直 方向分運動的 特點 學生閱讀 理解實驗步驟 學生觀察 實驗現(xiàn)象并總 結(jié) 學生觀看 實驗視頻并總 結(jié)實驗結(jié)論 學生閱讀 課文說出實驗 掌握平拋運 動初速度沿水平 方向，只受重力 兩個關(guān)鍵點 鍛煉學生自 主學習能力 拓展學生的 思維 掌握描述平 拋運動的幾種方 法 鍛煉學生的 動手能力 鍛煉學生的 交流討論能力理 解平拋運動水平 方向

7、上做的是勻 速運動，豎直方 向上做的是自由 落體運動。 掌握演示實 驗中平拋運動豎 直分運動的特點 鍛煉學生的 觀察總結(jié)能力 鍛煉學生的 觀察總結(jié)能力 鍛煉學生的 自主學習能力， 由斜槽上某固定位置無初速釋放小球，描繪小 球運動軌跡。 方法二：徑跡法 倒置的飲料瓶內(nèi)裝著水，瓶塞內(nèi)插著兩根兩端 開口的細管，其中一根彎成水平，加上一個很細的 噴嘴，水從噴嘴

8、中射出，在空中形成彎曲的細水柱， 它顯示了平拋運動的軌跡。 步驟 學生觀看 視頻 平拋運動 實驗和平拋運 動與水平方向 的運動，總結(jié) 實驗結(jié)論 學生思考 討論 學生練習 掌握探究平拋運 動水平方向分運 動的方法 鍛煉學生的 總結(jié)能力，掌握 平拋運動水平方 向的分運動的特 占 八、、 掌握平拋物 體的初速度的求 法 鞏固所學的 知識 方法三：用頻閃照相的方法，記錄物體在不同 時刻的位置。 以左邊第一個小球的中心為原點，沿水平向右 和豎直向下的方向建立直角坐標系，將各球中心點 的橫坐標和縱坐標記錄在自己設(shè)計的表格中。

9、 時間（秒） 1 2 3 4 ? ? ? ? ? 水平距離 20 40 60 80 ? ? ? ? ? ? 豎直距離 5 20 45 80 ? ? ? ? ? ? 數(shù)據(jù)分析 思考：根據(jù)所記錄的數(shù)據(jù)，以及相鄰小球時間 間隔相等的特點，你能分析小球在水平方向和豎直 方向分運動的特點嗎？ 水平方向分運動的特點：結(jié)合表格和圖象可 知，在水平方向上小球在每秒通過的路程都為20m 即：相同時間內(nèi)通過的路程相等，所以在水平方向 上做的是勻速運動； 豎直方向分運動的特點：結(jié)合表格和圖象可 知，在豎直方向上小球相同時間內(nèi)通過的路程分別 為：5m、15m、25m 即為：

10、1： 3： 5 ，符合 自由落體運動的規(guī)律，所以在豎直方向上做的是自 由落體運動。 三、探究平拋運動豎直和水平方向分運動的特點。 1. 探究平拋運動豎直分運動 (1) 實驗器材 平拋運動演示裝置、小錘、兩球完全相同的小 球。 (2)實驗步驟 ① 用小錘擊打彈性金屬片后，A球沿水平方向 拋出，做平拋運動，同時B球被釋放，自由下落， 做自由落體運動。 ② A、B兩球同時開始運動。觀察兩球的運動 軌跡，注意傾聽它們落地的聲音。 ③ 分別改變小球距地面的高度和小錘擊打的 力度，多次重復這個實驗，記錄實驗現(xiàn)象有什么變 化。 思考討論：通過實驗你觀察到那些現(xiàn)象，這一 現(xiàn)象說明

11、什么問題？ (3) 實驗現(xiàn)象 ① 實驗現(xiàn)象無論A球的初速度多大，它總是與 B球同時落地。 ② A球水平拋出時的速度愈大，它飛出的水平 距離也就愈遠。 視頻：平拋運動與自由落體分運動的等時性。 (4) 實驗結(jié)論 ① 平拋運動的下落時間與它自由落體分運動 的時間相等。 ② 平拋運動在豎直方向上是自由落體運動，水 平方向速度的大小不影響平拋運動在豎直方向上 的運動。 2. 探究平拋運動水平方向分運動 (1) 實驗器材 斜槽、白紙、圖釘、方木板、鋼球、刻度尺、 (2) 實驗步驟 ① 用圖釘將一張白紙和復寫紙固定在裝置的 背板上 ② 在木板左上角固定斜槽并使其末端點的切

12、 線水平。在紙上把這個O點記下來，利用重垂線畫 出通過O點的豎直線。 ③ 在裝置中有一個水平放置的可上下調(diào)節(jié)的 傾斜擋板N,鋼球飛出后，落到擋板上。鋼球落到 傾斜的擋板上后，就會擠壓復寫紙，在白紙上留下 印跡. ④ 取下白紙用平滑的曲線把所記下的小球通 過的位置連接起來就得出小球做平拋運動的軌跡。 ⑤ 以O(shè)點為原點，畫出豎直向下的y軸和水平 向右的x軸。 ⑥ 求小球平拋的初速度V。 出示視頻：平拋運動實驗 出示視頻：平拋運動與水平方向的運動 （3）實驗結(jié)論：平拋運動在水平方向上是勻 速直線運動，豎直方向的速度大小不影響平拋運動 在水平方向的運動。 注意事項：

13、 ① 保證斜槽末端點的切線水平，方木板豎直。 ② 小球每次從斜槽上同一位置滾下。 在平拋運動的軌跡上找到每隔相等時間物體 所到達的位置。 測量兩相鄰位置間的水平位移，分析這些位移 特點。 思考討論：怎樣計算平拋物體的初速度？ 水平方向上的勻速直線運動；豎直方向上的自 由落體運動。 X=V 0t y=l/2gt2 \P * 測出軌跡上某一點的坐標（x、y）代入可求出v0 課堂練習 1. 下列哪些因素會使“研究平拋運動”實驗的誤 差增大（ ） A. 小球與斜槽之間有摩擦； B. 安裝斜槽時其末端水平； C. 建立坐標系時，以斜槽末端端口位置為坐 標原點； D.

14、 根據(jù)曲線計算平拋運動的初速度時，在曲 線上取作計算的點離原點O較遠。 答案：C 2. 利用如圖所示的裝置研究平拋運動。為了 畫出一條鋼球做平拋運動的軌跡，在安裝調(diào)試裝置 和實驗操作時，下列要求不必要的是（ ） A. 斜槽必須是光滑的 B. 記錄軌跡的白紙必須在豎直平面內(nèi) C. 斜槽末端的切線必須調(diào)成水平 D. 鋼球每次必須從斜槽上同一位置滾下 答案：A 3. 平拋物體的運動規(guī)律可概括為兩條：第一 條，水平方向做勻速直線運動；第二條，豎直方向 做自由落體運動。為了研究平拋物體的運動?？勺?下面的實驗，如圖所示，用小錘打擊彈性金屬片， A球水平飛出，同時B球被松開，兩球同時落到

15、地 面，則這個實驗（ ） A. 只能說明上述規(guī)律中的第一條 B. 只能說明上述規(guī)律中的第二條 C. 不能說明上述規(guī)律中的任何一條 D. 能同時說明上述兩條規(guī)律 答案：B 4. 如圖甲所示是“研究平拋物體運動”的實 驗裝置圖，圖乙是利用該裝置拍攝小球做平拋運動 的頻閃照片，由照片可判斷實驗操作錯誤的是 （ ） 卅卯 舊乙 A. 斜槽軌道太光滑 B. 斜槽軌道末端切線不水平 C. 釋放小球時速度不為0 D. 從不同位置釋放小球 答案：B 拓展提高 1. 一個學生在“探究平拋物體運動”的實驗中描 出了如圖所示的幾個實驗點，其中偏差較大的實驗 點B產(chǎn)生的原因可能

16、是( ) A?小球滾下的高度較其它各次高 B ?小球滾下的高度較其它各次低 C. 小球在運動中遇到其它各次沒有遇到的阻 礙 D. 小球開始滾下時，實驗者已給它一個初速 度 答案：BC 2. “研究平拋物體的運動”實驗的裝置如圖所 示，在實驗前應( ) A. 將斜槽的末端切線調(diào)成水平； B. 將木板校準到豎直方向，并使木板平面與 小球下落的豎直平面平行 C. 小球每次必須從斜面上同一位置由靜止開 始釋放； D. 在白紙上記錄斜槽末端槽口的位置O,作 為小球做平拋運動的起點和所建坐標系的原點。 答案：AB 3. (1)用如圖甲所示的裝置探究平拋運動規(guī) 律。用小錘打

17、擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平 方向彈出，同時B球被松開，自由下落，觀察到兩 球同時落地，改變小錘打擊的力度，即改變A球被 彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明 1——!:?；A A El曰 答案：平拋運動在豎直方向為自由落體運動 (2) 圖乙為用描點法畫小球做平拋運動軌跡 的實驗裝置，實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動, 為了能較準確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操 作要求。將你認為正確的選項前面的字母填在橫線 上: A. 斜槽的末端切線必須水平 B. 斜槽軌道必須光滑且每次釋放小球的位置 必須不同 C. 每次必須從同一位置由靜止開始釋放小球 D. 要

18、使描出的軌跡更好地反映真實運動，記 錄的點應適當多一些 E. 將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直 尺將點連成折線 F. 記錄小球經(jīng)過不同高度的位置時，每次必 須嚴格地等距離下降 G. 將球經(jīng)過的位置記錄在紙上后，取下紙， 用直尺將點連成折線 答案：ACD (3) 某同學采用頻閃攝影的方法拍攝“小球 做平拋運動”的照片，如圖丙是照片的一部分，已 知圖中小方格的邊長L=5cm，設(shè)A到B的時間間 隔為T，則T= s ；小球平拋的初速度 v0= m/s；(取g=10m/s2),小球在B點的速 度大小vB= m/s；小球從拋出點到B點運動 的時間tB= s。 團丙 答案：0.

19、1； 1. 5； 2. 5； 0. 2 課堂小結(jié) 1. 平拋運動：將物體用一定的初速度沿水平 方向拋出，且只在重力作用下所做的運動。 2. 平拋運動在豎直方向上是自由落體運動， 水平方向速度的大小不影響平拋運動在豎直方向 上的運動； 3. 平拋運動在水平方向上是勻速直線運動， 豎直方向的速度大小不影響平拋運動在水平方向 的運動； 梳理自己 本節(jié)所學知識 進行交流 根據(jù)學生表 述，查漏補缺， 并有針對性地進 行講解補充。 板書 一、平拋運動 將物體用一定的初速度沿水平方向拋出，且只 在重力作用下所做的運動。 二、 探究平拋運動的特點 1. 實驗思路 2. 進行實驗 3. 數(shù)據(jù)分析 三、 探究平拋運動豎直分運動和水平方向分運 動的特點。 1. 平拋運動在豎直方向上是自由洛體運動， 水平方向速度的大小不影響平拋運動在豎直方向 上的運動； 2. 平拋運動在水平方向上是勻速直線運動， 豎直方向的速度大小不影響平拋運動在水平方向 的運動；