實驗：探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)

實驗：探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)教材分析拋體運(yùn)動是運(yùn)動與合成與分解方法的實例運(yùn)用，是物理教學(xué)從直線運(yùn)動轉(zhuǎn)向曲線運(yùn)動的轉(zhuǎn)折點(diǎn)；學(xué)生生活中有豐富的拋體運(yùn)動的經(jīng)驗，該內(nèi)容是引導(dǎo)學(xué)生從生活走向物理的良好素材。學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)具備牛頓力學(xué)、勻變速直線運(yùn)動、矢量等相關(guān)的知識基礎(chǔ)。學(xué)生思維的獨(dú)立性、深刻性和靈活性得到進(jìn)一步發(fā)展，但抽象思維、邏輯思維不夠嚴(yán)謹(jǐn)。己經(jīng)具備初步的實驗設(shè)計能力、較好的實驗操作能力、觀察能力及分析能力。設(shè)計思想本節(jié)課的教學(xué)力求貫徹新課程體驗，采用探究式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究形成對拋體運(yùn)動的認(rèn)識；讓學(xué)生在獲得知識的同時，體驗科學(xué)探究過程，了解科學(xué)研究方法，發(fā)展探索自然的興趣與熱情，培養(yǎng)實驗探究能力和交流協(xié)作能力。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.物理觀念：合運(yùn)動與分運(yùn)動等效替代的觀念。2.科學(xué)思維：通過邏輯推理師生共同總結(jié)平拋運(yùn)動的規(guī)律（科學(xué)推理）；對平拋運(yùn)動可分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動兩個分運(yùn)動進(jìn)行實驗探究（科學(xué)論證）。3.科學(xué)探究：先提出問題，通過交流、討論形成假設(shè)。即將做平拋運(yùn)動的物體分別與做勻速直線運(yùn)動和做自由落體運(yùn)動的物體相對比。實驗過程收集證據(jù)，進(jìn)行交流合作。學(xué)生陳述觀點(diǎn)、提出問題、解釋或共同討論解疑。五、教學(xué)重難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】平拋運(yùn)動實驗的設(shè)計、裝置、操作及數(shù)據(jù)處理?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】1．平拋運(yùn)動的條件及相應(yīng)控制方法；2．用實驗獲得平拋運(yùn)動軌跡的方法。六、教學(xué)過程［新課導(dǎo)入］通過電影片段激發(fā)學(xué)生對平拋運(yùn)動的興趣和思考，然后復(fù)習(xí)平拋運(yùn)動的理論知識，本節(jié)課我們通過實驗來進(jìn)一步探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)，分析平拋運(yùn)動的軌跡，計算平拋運(yùn)動的初速度等。［新課教學(xué)］一、為記錄平拋運(yùn)動軌跡，實驗室中較常用的方法：介紹參考方案一頻閃照相法1.根據(jù)圖片猜想，小球在水平方向和豎直方向的分運(yùn)動有和特點(diǎn)？2.如何建立坐標(biāo)系？3.需要記錄那些數(shù)據(jù)？怎樣用實驗數(shù)據(jù)檢驗?zāi)愕牟孪?？結(jié)論：水平方向是勻速直線運(yùn)動，豎直方向是自由落體運(yùn)動。通過兩個對比實驗視頻進(jìn)一步驗證這一結(jié)論。學(xué)生實驗，描跡法研究平拋運(yùn)動在這個實驗中，我們首先設(shè)法描繪某物體做平拋運(yùn)動的軌跡，然后通過這個軌跡研究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)?，F(xiàn)在假定已經(jīng)用某種方法得到了一個物體做平拋運(yùn)動的軌跡，我們看一看可以進(jìn)行哪些研究。1、判斷平拋運(yùn)動的軌跡是不是拋物線在x軸上作出等距離的幾個點(diǎn)A1、A2、A3……把線段OA1的長度記為l，那么OA2＝2l、OA3＝3l……由A1、A2、A3……向下作垂線，垂線與拋體軌跡的交點(diǎn)記為M1、M2、M3……如果軌跡的確是一條拋物線，M1、M2、M3……各點(diǎn)的y坐標(biāo)與x坐標(biāo)間的關(guān)系應(yīng)該具有y＝ax2的形式（a是一個待定的常量）。用刻度尺測量某點(diǎn)的x、y坐標(biāo)，代入y＝ax2中求出常量a，于是知道了代表這個軌跡的一個可能的關(guān)系式。OM1M2M3OM1M2M3M4xy9hA1A2A3A4h4h假定由A1、A2、A3……向下作垂線，垂線與拋體軌跡的交點(diǎn)對應(yīng)的縱坐標(biāo)分別為h、4h、9h……，則軌跡上的點(diǎn)滿足二次函數(shù)y＝ax2，則說明軌跡的形狀是拋物線。2、計算平拋物體的初速度本實驗的要求不高，可以不考慮空氣阻力的作用。這樣，拋體在豎直方向只受到重力的作用，因此它的加速度是常量，等于g，它的y坐標(biāo)的變化符合勻加速運(yùn)動的規(guī)律：根據(jù)曲線上某點(diǎn)的縱坐標(biāo)可以計算出時間t。為了得到拋體的初速度，還需要測量什么量？進(jìn)行怎樣的計算？做平拋運(yùn)動的物體在水平方向做勻速運(yùn)動，若曲線上該點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x，則有：x＝v0t聯(lián)立解得：3、實驗操作1．利用實驗室的斜面小槽等器材裝配如圖所示的裝置。鋼球從斜槽上滾下，沖過水平槽飛出后做平拋運(yùn)動。每次都使鋼球在斜槽上同一位置滾下，鋼球在空中做平拋運(yùn)動的軌跡就是一定的。【實驗器材】平拋運(yùn)動實驗器、小球、白紙、磁條、鉛垂線、三角板、鉛筆及刻度尺。【實驗步驟】xy①將平拋運(yùn)動實驗器放在實驗桌上，實驗前要檢查鐵板是否是豎直方向，使槽末端O點(diǎn)的切線水平xy②用磁條把白紙固定在豎直的木板上，固定時要用重垂線檢查白紙上的豎線是否豎直。③選定斜槽末端所在的點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，從坐標(biāo)原點(diǎn)O畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸。④使小球由斜槽的某一固定位置自由滾下，并由O點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動。然后使小球從開始時的位置滾下，復(fù)印紙會自動記錄小球的落點(diǎn)。⑤依次改變y的值，用同樣的方法確定其他各點(diǎn)的位置。⑥取下坐標(biāo)紙，根據(jù)記下的一系列位置，用平滑的曲線畫出小球做平拋運(yùn)動的軌跡。⑦在軌跡上選取幾個不同的點(diǎn)，測出它們的橫坐標(biāo)x和縱坐標(biāo)y，根據(jù)重力加速度g的數(shù)值，利用公式算出小球做平拋運(yùn)動的初速度，最后算出V0的平均值。【記錄及數(shù)據(jù)處理】g＝______9.8_______m/s2。選點(diǎn)編號xyv012345【注意事項】①固定斜槽時，要保證斜槽末端切線呈水平，使小球能穩(wěn)定地停在槽口附近；②小球每次要從槽中同一位置由靜止?fàn)顟B(tài)開始滾下，可利用擋球板固定在適當(dāng)位置。釋放的位置應(yīng)能使小球從坐標(biāo)紙的左上方進(jìn)入，從右下方出去，充分利用坐標(biāo)紙；③教材中坐標(biāo)原點(diǎn)選在槽口位置，實際上坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)為槽口末端上方球圓心處；④計算小球的初速度時，應(yīng)選距拋出點(diǎn)稍遠(yuǎn)一些的點(diǎn)為宜，以便于測量和計算。⑤描軌跡時，應(yīng)使平滑的曲線過多數(shù)點(diǎn)，且使不能在曲線上的點(diǎn)盡可能對稱分布在曲線兩側(cè)。七、板書設(shè)計實驗：研究平拋運(yùn)動一、判斷平拋運(yùn)動的軌跡是不是拋物線二、計算平拋物體的初速度x＝v0t解得：八、教學(xué)反思此課是實驗課，所以在在培養(yǎng)學(xué)生能力方面做了很詳細(xì)的設(shè)計與安排，既有實驗方案設(shè)計，又有實際動手操