高中物理必修2实验:研究平抛运动教粲 教学目标 1、知识与技能 (1)知道平抛运动的特点是初速度方向水平,只有竖直方向受重力作用,运 动轨迹是抛物线 (2)知道平抛运动形成的条 (3)理解平抛运动是匀变速运动,其加速度为g (4)会用平抛运动规律解答有关问题 2、过程与方法 (1)在知识教学中应同时进行科学研究过程教育,本节课以研究平抛物体运 动规律为中心所展开的课堂教学,应突出一条研究物理科学的一般思想方法的主 线 观察现象→初步分析→猜测实验研究→得出规律→重复实验→鉴别结论→ 追求统 (2)利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动,渗透物理学“化曲 为直”“化繁为简”的方法及“等效代换”正交分解”的思想方法 (3)在实验教学中,进行控制的思想方法的教育:从实验的设计、装置、操 作到数据处理,所有环节都应进行多方面实验思想的教育,“实验的精髓在于控 制”的思想,在乎抛物体实验中非常突出。如装置中斜槽末端应保持水平的控制
高中物理必修 2 实验：研究平抛运动教案 教学目标 1、知识与技能 (1)知道平抛运动的特点是初速度方向水平，只有竖直方向受重力作用，运 动轨迹是抛物线; (2)知道平抛运动形成的条件; (3)理解平抛运动是匀变速运动，其加速度为 g; (4)会用平抛运动规律解答有关问题。 2、过程与方法 (1)在知识教学中应同时进行科学研究过程教育，本节课以研究平抛物体运 动规律为中心所展开的课堂教学，应突出一条研究物理科学的一般思想方法的主 线： 观察现象→初步分析→猜测实验研究→得出规律→重复实验→鉴别结论→ 追求统一。 (2)利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动，渗透物理学“化曲 为直”“化繁为简”的方法及“等效代换”正交分解”的思想方法; (3)在实验教学中，进行控制的思想方法的教育：从实验的设计、装置、操 作到数据处理，所有环节都应进行多方面实验思想的教育，“实验的精髓在于控 制”的思想，在乎抛物体实验中非常突出。如装置中斜槽末端应保持水平的控制;
木板要竖直放置的控制;操作上强调小球每次都从斜槽同一高度处由静止开始释 放的控制;在测量小球位置时对实验误差的控制等。 3、情感、态度与价值观 (1)通过重复多次实验,进行共性分析、归纳分类,达到鉴别结论的教育目 的,同时还能进行理论联系实际的教育。 (2)在理解平抛物体运动规律是受恒力的匀变速曲线运动时应注意到“力与 物体运动的关系”。这方面的问题,我国东汉的王充(公元27~97年)历尽心血 三十年写成《论衡》一书,全书三十卷八十五篇约三十万字,已有精辟论述,以 此渗透爱国主义教育和刻苦学习、勤奋工作精神的美德教育。 教学重难点 1、教学重点:平抛运动的特点和规律;学习和借鉴本节课的研究方法。 2、教学难点:平抛运动的规律 教学工具 多媒体、板书 教学过程 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
木板要竖直放置的控制;操作上强调小球每次都从斜槽同一高度处由静止开始释 放的控制;在测量小球位置时对实验误差的控制等。 3、情感、态度与价值观 (1)通过重复多次实验，进行共性分析、归纳分类，达到鉴别结论的教育目 的，同时还能进行理论联系实际的教育。 (2)在理解平抛物体运动规律是受恒力的匀变速曲线运动时应注意到“力与 物体运动的关系”。这方面的问题，我国东汉的王充(公元 27～97 年)历尽心血 三十年写成《论衡》一书，全书三十卷八十五篇约三十万字，已有精辟论述，以 此渗透爱国主义教育和刻苦学习、勤奋工作精神的美德教育。 教学重难点 1、教学重点：平抛运动的特点和规律;学习和借鉴本节课的研究方法。 2、教学难点：平抛运动的规律。 教学工具 多媒体、板书 教学过程 一、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
实验原理 1.利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹 2.建立坐标系,如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y=ax2的形 式(a是一个常量),则轨迹是一条抛物线 三、实验器材 斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻 度尺 四、实验步骤 1.安装调平 将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上,其末端伸出桌面外,轨道末端切线 水平,如图所示 2.建坐标系 用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角,把木板调整到竖直位置,使板面 与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近,把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在 槽口(轨道末端)时球心在木板上的投影点O,0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,画出水平向右的x轴 3.确定球的位置 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
二、实验原理 1.利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹. 2.建立坐标系，如果轨迹上各点的 y 坐标与 x 坐标间的关系具有 y=ax2 的形 式(a 是一个常量)，则轨迹是一条抛物线. 三、实验器材 斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻 度尺. 四、实验步骤 1.安装调平 将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上，其末端伸出桌面外，轨道末端切线 水平，如图所示. 2.建坐标系 用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角，把木板调整到竖直位置，使板面 与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近，把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在 槽口(轨道末端)时球心在木板上的投影点 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，画出水平向右的 x 轴. 3.确定球的位置 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置 4.描点得轨迹 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 五、数据处理 1.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一—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=2(1)gt2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 2.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,再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立,若等式对各点的坐 标近似都成立,则说明所描绘的曲线为抛物线 六、误差分析 1.斜槽末端没有调水平,小球离开斜槽后不做平抛运动. 2.确定小球运动的位置时不准确 3.量取轨迹上各点坐标时不准确 七、注意事项
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置. 4.描点得轨迹 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. 五、数据处理 1.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=2(1)gt2 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. 2.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，再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立，若等式对各点的坐 标近似都成立，则说明所描绘的曲线为抛物线. 六、误差分析 1.斜槽末端没有调水平，小球离开斜槽后不做平抛运动. 2.确定小球运动的位置时不准确. 3.量取轨迹上各点坐标时不准确. 七、注意事项
1.实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是:将小球放 在斜槽末端水平部分,将其向两边各轻轻拨动一次,看其是否会加速或减速运 动) 2.方木板必须处于竖直平面内,固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖 3.小球每次必须从斜槽上同一位置滚下 4.坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点 5.小球开始滚下的位置高度要适中,以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左 上角一直到达右下角为宜 6.在轨迹上选取离坐标原点0点较远的一些点来计算初速度. 八.典例剖析 1.实验器材、实验操作 例1 (1)在做“研究平抛物体的运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔 图钉之外,下列器材中还需要的是 A.游标卡尺B.秒表C.坐标纸D.天平E.弹簧测力计F.重垂线 (2)实验中,下列说法正确的是0 A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下 斜槽轨道必须光滑
1.实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是：将小球放 在斜槽末端水平部分，将其向两边各轻轻拨动一次，看其是否会加速或减速运 动). 2.方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖 直. 3.小球每次必须从斜槽上同一位置滚下. 4.坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点. 5.小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左 上角一直到达右下角为宜. 6.在轨迹上选取离坐标原点 O 点较远的一些点来计算初速度. 八.典例剖析 1. 实验器材、实验操作 例 1、 (1)在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、 图钉之外，下列器材中还需要的是________. A.游标卡尺 B.秒表 C.坐标纸 D.天平 E.弹簧测力计 F.重垂线 (2)实验中，下列说法正确的是() A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下 B.斜槽轨道必须光滑
C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些 D.斜槽轨道末端可以不水平 【答案】(1)C、F(2)A、C 2.实验数据的处理 例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=1.25cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中a、b、c、d所示, 则小球平抛的初速度V0=(用L、g表示),其值是(g取9.8m/s2) 3.实验创新设计 例3.请你由平抛运动原理设计测量弹射器射出弹丸的初速度的实验方法 提供的实验器材:弹射器(含弹丸,见图),铁架台(带有夹具),刻度尺 (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有(并在示意图中用字母标出) (4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等,在实验中采取的方 法是 (5)初速度的计算公式 【答案】
C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些 D.斜槽轨道末端可以不水平 【答案】 (1)C、F(2)A、C 2. 实验数据的处理 例 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=1.25 cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中 a、b、c、d 所示， 则小球平抛的初速度 v0=______(用 L、g 表示)，其值是______.(g 取 9.8 m/s2) 3. 实验创新设计 例 3. 请你由平抛运动原理设计测量弹射器射出弹丸的初速度的实验方法， 提供的实验器材：弹射器(含弹丸，见图)，铁架台(带有夹具)，刻度尺. (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有(并在示意图中用字母标出) _________________________________________________. (4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中采取的方 法是________________________________. (5)初速度的计算公式：___________________________. 【答案】
(1)由平抛运动的实验原理,可知使弹丸做平抛运动,通过测量下落高度可 求出运动时间,再测出水平位移可求出其做平抛运动的初速度,故实验示意图如 图所示 (2)为保证弹丸初速度沿水平方向,弹射器必须保持水平 (3)应测出弹丸下落的高度y和水平射程x,如图所示 (4)在不改变高度y的条件下进行多次实验测量水平射程x,然后求水平射 程x的平均值,以减小误差 课后小结 本节课主要内容包括 1.研究平抛运动在竖直方向是自由落体运动 2.研究平抛运动在水平方向是匀速直线运动 3.设计实验获得平抛运动的轨迹 4实验的原理、器材、步骤和注意事项 5.对学生的实际操作进行点评 板书 第三节探究平抛运动的规律 1、抛体运动 (1)条件:具有一定的初速度;忽略空气阻力;只受重力的作用 (2)初速度为水平方向的抛体运动叫做平抛运动
(1)由平抛运动的实验原理，可知使弹丸做平抛运动，通过测量下落高度可 求出运动时间，再测出水平位移可求出其做平抛运动的初速度，故实验示意图如 图所示. (2)为保证弹丸初速度沿水平方向，弹射器必须保持水平. (3)应测出弹丸下落的高度 y 和水平射程 x，如图所示. (4)在不改变高度 y 的条件下进行多次实验测量水平射程 x，然后求水平射 程 x 的平均值，以减小误差. 课后小结 本节课主要内容包括： 1.研究平抛运动在竖直方向是自由落体运动; 2.研究平抛运动在水平方向是匀速直线运动; 3.设计实验获得平抛运动的轨迹. 4.实验的原理、器材、步骤和注意事项 5.对学生的实际操作进行点评 板书 第三节 探究平抛运动的规律 1、抛体运动 (1)条件：具有一定的初速度;忽略空气阻力;只受重力的作用 (2)初速度为水平方向的抛体运动叫做平抛运动
2、竖直方向的运动规律 (1)受力情况:只受重力作用 (2)初速度情况:无 (3)结论:平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动 3、水平方向的运动规律 (1)受力情况:不受力 (2)初速度情况:有 (3)结论:平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动
2、竖直方向的运动规律 (1)受力情况：只受重力作用 (2)初速度情况：无 (3)结论：平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。 3、水平方向的运动规律 (1)受力情况：不受力 (2)初速度情况：有 (3)结论：平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动