实验:探究平抛运动的特点
动的规律。
科学态度与责任:科学态度与责任:通过观察、实验及探究、交流与讨论等学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。【教学重点】平抛运动在水平方向是匀速直线运动和在竖直方向是自由落体运动。
【教学难点】平抛运动在水平方向是匀速直线运动和在竖直方向是自由落体运动的实验探索过程。
【教学过程】
教学环节教师活动学生活动设计意图
导入新课演示1:观察斜向上抛出的粉笔的运动轨迹;
演示2:观察水平桌面上的小球被碰后,以一定的水平初速度离开桌面后所做的运动
轨迹。
在空气阻力可以忽略的情况下,粉笔和小球的运动都属于抛体运动。
思考1:做抛体运动的物体在运动过程中受什么力作用?
忽略空气阻力,只受重力的作用。
思考2:为什么物体的轨迹是曲线?
物体的初速度与重力不在一条直线上。
思考3:你能总结抛体运动的定义吗?
物体以一定的速度将物体抛出,在空气阻力可以忽略的情况下,物体只受重力的作
用,这时的运动叫作抛体运动;
学生观
察斜向上抛
出的粉笔的
运动轨迹和
观察水平桌
面上的小球
被碰后,以
一定的水平
初速度离开
桌面后所做
的运动轨
迹。
分析说
明抛体运动
为什么是曲
线运动?
复习上节
课知识,为本节
课的研究做铺
垫
讲授新课一、平抛运动
1.平抛运动
将物体用一定的初速度沿水平方向抛出,且只在重力作用下所做的运动。
做平抛运动的物体有什么特点呢?
下面我们通过实验来探究物体做平抛运动的特点。
二、探究平抛运动的特点
1.实验思路
按照把复杂的曲线运动分解为两个相对简单的直线运动的思路,把平抛运动看作是
在竖直方向的分运动和水平方向的分运动的
合运动。
如果这两个分运动研究清楚了,平抛运动的规律自然就清楚了。
2.进行实验
思考:如何通过实验方法获得平抛运动轨迹?
方法一:描迹法
观察记
忆平抛运动
的概念
学生阅
读课文说一
说实验思路
思考讨
论:如何通
过实验方法
获得平抛运
动轨迹?
学生设
计表格测量
两球间的距
离
学生思
考讨论小球
在水平方向
和竖直方向
分运动的特
点
学生阅
读理解实验
步骤
学生观
察实验现象
并总结
学生观
看实验视频
并总结实验
结论
掌握平抛
运动初速度沿
水平方向,只受
重力两个关键
点
锻炼学生
自主学习能力
拓展学生
的思维
掌握描述
平抛运动的几
种方法
锻炼学生
的动手能力
锻炼学生
的交流讨论能
力理解平抛运
动水平方向上
做的是匀速运
动,竖直方向上
做的是自由落
体运动。
掌握演示
实验中平抛运
动竖直分运动
的特点
锻炼学生
的观察总结能
力
锻炼学生
的观察总结能
由斜槽上某固定位置无初速释放小球,描绘小球运动轨迹。
方法二:径迹法
倒置的饮料瓶内装着水,瓶塞内插着两根两端开口的细管,其中一根弯成水平,加上一个很细的喷嘴,水从喷嘴中射出,在空中形成弯曲的细水柱,它显示了平抛运动的轨迹。
方法三:用频闪照相的方法,记录物体在不同时刻的位置。
以左边第一个小球的中心为原点,沿水平向右和竖直向下的方向建立直角坐标系,将各球中心点的横坐标和纵坐标记录在自己设计的表格中。
学生阅
读课文说出
实验步骤
学生观
看视频
平抛运
动实验和平
抛运动与水
平方向的运
动,总结实
验结论
学生思
考讨论
学生练
习
力
锻炼学生
的自主学习能
力,掌握探究平
抛运动水平方
向分运动的方
法
锻炼学生
的总结能力,掌
握平抛运动水
平方向的分运
动的特点
掌握平抛
物体的初速度
的求法
巩固所学
的知识
时间(秒) 1 2 3 4 …..
水平距离20 40 60 80 .…..
竖直距离 5 20 45 80 .…..数据分析
思考:根据所记录的数据,以及相邻小球时间间隔相等的特点,你能分析小球在水平方向和竖直方向分运动的特点吗?
水平方向分运动的特点:结合表格和图象可知,在水平方向上小球在每秒通过的路程都为20m即:相同时间内通过的路程相等,所以在水平方向上做的是匀速运动;
竖直方向分运动的特点:结合表格和图象可知,在竖直方向上小球相同时间内通过的路程分别为:5m、15m、25m……即为:1:3:5……,符合自由落体运动的规律,所以在竖直方向上做的是自由落体运动。
三、探究平抛运动竖直和水平方向分运动的特点。
1.探究平抛运动竖直分运动
(1)实验器材
平抛运动演示装置、小锤、两球完全相同的小球。
(2)实验步骤
①用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,做平抛运动,同时B球被释放,自由下落,做自由落体运动。
②A、B两球同时开始运动。观察两球的运动轨迹,注意倾听它们落地的声音。
③分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,多次重复这个实验,记录实验现象有什么变化。
思考讨论:通过实验你观察到那些现象,这一现象说明什么问题?
(3)实验现象
①实验现象无论A球的初速度多大,它总是与B球同时落地。
②A球水平抛出时的速度愈大,它飞出的水平距离也就愈远。
视频:平抛运动与自由落体分运动的等时性。
(4)实验结论
①平抛运动的下落时间与它自由落体分运动的时间相等。
②平抛运动在竖直方向上是自由落体运动,水平方向速度的大小不影响平抛运动在竖直方向上的运动。
2.探究平抛运动水平方向分运动
(1)实验器材
斜槽、白纸、图钉、方木板、钢球、刻度尺、重锤、细线、三角板、铅笔、铁架台。
(2)实验步骤
①用图钉将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上
②在木板左上角固定斜槽并使其末端点的切线水平。在纸上把这个O点记下来,利用重垂线画出通过O点的竖直线。
③在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板N,钢球飞出后,落到挡板上。钢球落到倾斜的挡板上后,就会挤压复写纸,在白纸上留下印迹.
④取下白纸用平滑的曲线把所记下的小球通过的位置连接起来就得出小球做平抛运动的轨迹。
⑤以O点为原点,画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴。
⑥求小球平抛的初速度v0
出示视频:平抛运动实验
出示视频:平抛运动与水平方向的运动
(3)实验结论:平抛运动在水平方向上是匀速直线运动,竖直方向的速度大小不影响平抛运动在水平方向的运动。
注意事项:
①保证斜槽末端点的切线水平,方木板竖直。
②小球每次从斜槽上同一位置滚下。
在平抛运动的轨迹上找到每隔相等时间物体所到达的位置。
测量两相邻位置间的水平位移,分析这些位移特点。
思考讨论:怎样计算平抛物体的初速度?
水平方向上的匀速直线运动;竖直方向上的自由落体运动。
x=v0t
y=1/2gt2
测出轨迹上某一点的坐标(x、y)代入可求出v0
课堂练习
1.下列哪些因素会使“研究平抛运动”实
验的误差增大()
A.小球与斜槽之间有摩擦;
B.安装斜槽时其末端水平;
C.建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点;
D.根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点离原点O较远。
答案:C
2.利用如图所示的装置研究平抛运动。为了画出一条钢球做平抛运动的轨迹,在安装调试装置和实验操作时,下列要求不必要的是()
A.斜槽必须是光滑的
B.记录轨迹的白纸必须在竖直平面内
C.斜槽末端的切线必须调成水平
D.钢球每次必须从斜槽上同一位置滚下
答案:A
3.平抛物体的运动规律可概括为两条:第一条,水平方向做匀速直线运动;第二条,竖直方向做自由落体运动。为了研究平抛物体的运动。可做下面的实验,如图所示,用小锤打击弹性金属片,A球水平飞出,同时B球被松开,两球同时落到地面,则这个实验()
A.只能说明上述规律中的第一条
B.只能说明上述规律中的第二条
C.不能说明上述规律中的任何一条
D.能同时说明上述两条规律
答案:B
4.如图甲所示是“研究平抛物体运动”的实验装置图,图乙是利用该装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作错误的是()
A.斜槽轨道太光滑
B.斜槽轨道末端切线不水平
C.释放小球时速度不为0
D.从不同位置释放小球
答案:B
拓展提高
1.一个学生在“探究平抛物体运动”的实验中描出了如图所示的几个实验点,其中偏差较大的实验点B产生的原因可能是()
A.小球滚下的高度较其它各次高
B.小球滚下的高度较其它各次低
C.小球在运动中遇到其它各次没有遇到的阻碍
D.小球开始滚下时,实验者已给它一个初速度
答案:BC
2.“研究平抛物体的运动”实验的装置
如图所示,在实验前应()
A.将斜槽的末端切线调成水平;
B.将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
C.小球每次必须从斜面上同一位置由静止开始释放;
D.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点。
答案:AB
3.(1)用如图甲所示的装置探究平抛运动规律。用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明_______________。
答案:平抛运动在竖直方向为自由落体运动
(2)图乙为用描点法画小球做平抛运动轨迹的实验装置,实验时,让小球多次沿同一轨道运动,为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求。将你认为正确的选项前面的字母填在横线上:————
A.斜槽的末端切线必须水平
B.斜槽轨道必须光滑且每次释放小球的位置必须不同
C.每次必须从同一位置由静止开始释放小球
D.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
E.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
F.记录小球经过不同高度的位置时,每次必须严格地等距离下降
G.将球经过的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
答案:ACD
(3)某同学采用频闪摄影的方法拍摄“小球做平抛运动”的照片,如图丙是照片的一部分,已知图中小方格的边长L=5cm,设A到B的时间间隔为T,则T=_______s;小球平抛的初速度v0=_______m/s;(取g=10m/s2),小球在B点的速度大小v B=_______m/s;小球从抛出点到B点运动的时间t B=_______s。
答案:0.1;1.5;2.5;0.2
物理实验报告班级学号姓名实验时间 实验名称 3 实验:研究平抛运动 实验原理研究平抛物体的运动,描绘平抛轨迹,求平抛初速度:利用2 2 1 gt y=求 出时间 g y t 2 =,代入 t x = υ求初速度,表达式为: y g x 2 = υ 实验器材演示面板、铝质导轨、接球槽、钢球、重锤、塑料磁条、白纸、复写纸等; 实验步骤①调整面板:调整支脚螺丝,使面板竖直(重锤线与面板竖直刻度线平行); ②调节导轨:调节铝质导轨,使导轨末端水平(在导轨末端放上小球不 至于滚动); ③压纸:将A4白纸边缘紧贴着面板的刻度线,上面叠放复写纸,再用 塑料磁条压在面板上; ④放球:从斜面导轨上同一位置,由静止释放小球,使钢球落在接球槽 内; ⑤印点:小球落点通过复写纸印在白纸上,注意区分落点与滚动印迹点; ⑥移槽:将接球槽逐次下移(或上移),再次释放小球,便在白纸上打 下一系列斑点; ⑦重复:将白纸翻面再重复实验一次; 数据处理①取下白纸,沿边线绘x轴和y轴; ②测量各斑点到x轴的距离,记为y; 到y轴的距离,记为x;填入表格 ③用平滑的曲线拟合各个斑点; ④如果轨迹是抛物线,则两坐标满足 关系式y=ax2, ⑤用公式计算初速度 y/cm x/cm 误差分析
3 实验:研究平抛运动 作业与测试 1.在做“研究平抛运动”实验中应采取下列哪些措施减小误差?() A.斜槽轨道必须光滑B.斜槽水平轨道必须水平 C.每次要平衡摩擦力D.小球每次应从斜槽同一高度释放 2.在研究平抛物体运动的实验中,小球每次滚下的初始位置不同,则正确的是()A.小球平抛的初速度不同B.小球每次做不同的抛物线运动 C.小球在空中运动的时间每次均不同D.小球通过相同的水平位移所用时间均不同3.在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹,为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,正确的是()A.通过调节使斜槽的末端保持水平B.每次释放小球的位置必须不同 C.每次必须由静止释放小球 D.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降 E.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相触 F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线 4.某同学设计一个探究平抛运动特点的实验装置如图所示,每 次让小球从斜面上同一位置滚下,并用可以调高调低的水平板 和复写纸记录钢球的落点,根据实验装置,如何探究钢球水平分速度的特点?实验需要什么器材?请说明实验步骤? 5. 某同学以方格白板为背景,用数码相机拍摄小球做平抛运动 的几张连续照片如图所示,如果相机每隔T时间拍一张,白板 中方格的边长为L,由图中计算出小球做平抛运动的初速度是多 少?小球从距离a点上方向多高的地方水平抛出?
新人教版(必修2) 课题:§5.2 平抛运动 一、任务分析 1.内容分析 《平抛运动》是新课标人教版《物理》必修2第五章《曲线运动》中的第二节,教材从学生实际接触、观察到的一些现象出发,从具体到抽象,从感性到理性,从实践到理论,先后讲述了抛体运动、平抛运动的概念,着重分析讨论了平抛运动的规律,分别是“平抛运动的速度”、“平抛运动的位移”,而在教材最后涉及“一般的抛体运动”,拓展斜抛运动的知识。 2.课标分析 《课程标准》要求学生会用合成与分解的方法分析抛体运动;能分别以物体在水平方向和竖起方向的位移为横坐标和纵坐标,描绘做抛体运动的物体的轨迹。要求学生知道平抛运动的受力特点;知道用实验方法得到平抛运动轨迹的方法;理解确定平抛运动在水平方向做匀速直线运动、竖直方向做自由落体运动所用的方法;知道水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的独立性和同时性;体会研究曲线运动的基本方法。 3.教材分析 《平抛运动》是新课标人教版《物理》必修2第五章《曲线运动》中的第二节。 教材对平抛运动的讲述分为三个层次:(1)通过讨论与交流和生活实际现象的分析、讨论,让学生初步了解平抛运动;(2)通过实验的分析和利用已有的运动合成与分解的知识建立研究平抛运动规律的物理模型,掌握平抛运动的速度、位移的计算推导;(3)通过理论上定性和定量分析实验和频闪照片得出平抛运动的规律,并且能够运用物理规律解决实际问题。 教材这样安排,比较注重体现探究实验,比较注重数学知识和物理知识相结合,将复杂的物理问题简单化,让学生明白,物理规律不仅可以直接由实验得到,也可以用已知规律从理论上导出。 二、对象分析 1.心理特征 作为高一下学期的学生,学生对于高中物理的学习已经掌握了一些方法,具有独立分析解决问题的能力,不再惧怕高中物理。而对于新的物理知识,有了更强的求知欲望。 2.知识和能力特征 通过前面的学习,学生已经知道了合运动、分运动以及运动的合成与分解所遵循的规律;知道了一 般的曲线运动的特点,并有用“运动的合成与分解”的方法来处理曲线运动;通过一个多学期的学习,学生已经具备了初步的实验设计能力和实验操作能力。 学生可能较难理解平抛运动在水平方向做匀速直线运动和在竖直方向做自由落体运动。学生在学习中可能会采取的学习策略:分组讨论,向教师寻求帮助,实验探索,总结反思等。 三、设计思想
研究平抛运动的实验 [摘要]:本文通过平抛运动的基本位移公式以及数学中的等比性质,详细地讨论了各种情况下平抛运动实验中求初速度的方法。在讨论的过程中,等比性质起到了关键性的作用,它使得在处理数据时一个量与某个量的商变成了这个量的变化量与另一个量的商,从而逐步地脱离了对坐标系的依赖。 [关键词]:平抛运动、数据处理、研究平抛运动的实验、等比性质、求初速度 [正文] 在平抛运动的实验中,求物体的初速度是一个主要的内容。从原理上来说,这并不是一个困难的问题,但由于实验中的不细心或者由于出题人的细心设计,会使问题变得并不怎么太简单。下面就初速度的求法问题进行讨论,在讨论的过程中,我们将沿着从简单到复杂的过程。 1.按照实验的要求,记下了x 轴y 轴,以及坐标原点的位置,并且轨迹已经描好。 如图1所示,在这种情况下,我们只需在轨迹上找到一个点A (在这里我们不打算去计较计算出来的结果的准确程度,只是从理论上讨论求出这个速度的可能性)。然后分别做两坐标轴的垂线,就找到了物体运动到这一点的横坐标x 和纵坐标y 。并且可以测出这两个量的数值。由平抛物体的运动规律有: t v x 0 (1) . O x y x y A 图1
2 2 1gt y = (2) 由上面两式可得: y g x v 20= (3) 2.只记下了x 轴或者y 轴 我们先讨论只记下了x 轴的情况。 由上面的(3)式可知,对于具有不同坐标的点A ),(11y x 、B ),(22y x 有: ()() 1 2121 212 2 2 1 1 02 2222y y x x g y y g x g x y g x y g x v - -= - -=== 即: ( ) 1 202 y y x g v -?= (4) 这个方程的意义是:只要知道两个点的纵坐标值以及两个点间的水平距离,就可以把物体的初速度求出来。具体的做法如下: 如图2所示,在轨迹上找两个不同的点A 、B 。分别通过两点向x 轴做垂线段,其长度分别为1y 、2y ,两垂足间的距离为x ?。将测出来的这三个数据代入(4)式便可求出平抛物体的初速度。 下面我们讨论只记下了y 轴的情况 (3)式两边平方可得: y gx v 22 2 = (5) . x Δx y 1 图2 A B y 2 .
平抛运动规律的基本应用题型1 关于平抛运动,下列说法正确的是(1.) 、平抛运动是变加速运动、平抛运动是匀变速运动 BA 、任意两段相等的时间内速度变化相同、任意两段时间内加速度相同 DC变化的图ttanθ随时间2.物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向夹角θ的正切值)象是如图所示的 ( CB、D点沿相同方向水平抛出的三个小球分别击中对面墙上的A、3.如图所示,从地面上方B、C 四点在同一竖直线上,且知O、A、OA=AB=BC,三O三点,图中点与D点在同一水平线上,球的水平速度之比vA∶vB∶vC为() 6::32 B. A. 3::216:3:23:2:1 D. C. 4.一名侦察兵躲在战壕里观察敌机的情况,有一架敌机正在沿水平直线向他飞来,当侦察兵观察敌机的视线与水平线间的夹角为30°时,发现敌机丢下一枚炸弹,他在战壕内一直注视着飞机和炸弹的运动情况并计时,他看到炸弹飞过他的头顶后落地立即爆炸,测得从敌机投弹到看到炸弹爆炸的时间为10 s,从看到炸弹爆炸的烟尘到听到爆炸声音之间的时间间隔为1.0 s. 若已知爆炸声音在空气中的传播速度为340 m/s,重力加速度g取10 m/s2.求敌机丢下炸弹时水平飞行速度的大小(忽略炸弹受到的空气阻力). 平抛运动几个有用推论的理解和运用:2 题型 1.一个人水平抛出一小球,球离手时的初速度为v0, 落地时的速度是vt,空气阻力忽略不计,下
列哪个图象正确表示了速度矢量变化的过程( ) 2.如图14所示,某一小球以v0= 10 m/s的速度水平抛出,在落地之前经过空中A、B两点,在A 点小球速度方向与水平方向的夹角为45°,在B点小球速度方向与水平方向的夹角为60°(空气阻力忽略不计,g取10 m/s2).以下判断中正确的是( ) A.小球经过A、B两点间的时间t=( -1) s t= s 两点间的时间、B B.小球经过Ah=10 m B两点间的高度差、 C.Ah=15 m B两点间的高度差 D.A、3.某一物体以一定的初速度水平抛出,在某1s内其速度方向与水平方向由37°变成53°, 则此物体初速度大小是多少?此物体在这1s内下落的高度是多少?(, sin37°=0.6,cos37°=0.8) 题型3 平抛运动与斜面的结合应用 1.如图所示,从倾角为θ的斜面上某点先后将同一球以不同的初速度水平抛出,小球均 落在斜面上,当抛出速度为时,小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为θ,当抛出速1 时,小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为θ,则()度为2
简易水流式平抛运动演示实验 罗山二高张道伟 尊敬的评委、老师,大家好! 今天我说课的题目是《实验:研究平抛运动》,本节是人教版高中物理必修2第五章的第三节。本节实验既要验证结果,还要注重分析思路和方法的渗透,重视学生对物理现象的深入观察和对物理规律的亲身体验。做好本节实验,不仅仅能够巩固已学过的处理曲线运动的方法,更重要的是能够培养学生分析问题、解决问题的能力。而对于平抛运动和类平抛运动的考察,在每年的高考中也几乎是必不可少的。因此,本节实验的地位非常重要。 下面我重点来说一下我的教学过程 一、设置情景,引入新课 水平抛出一个粉笔头,让学生观察粉笔头的运动轨迹。提出问题:粉笔头的运动轨迹是平抛运动的抛物线吗?这样设计的目的是:在一开始就迅速抓住学生的注意力。从而引入新课。 二、新课教学 实验目的 1.描绘出平抛物体的运动轨迹; 2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线; 3.掌握根据轨迹求初速度的方法。 通过实验目的可以看出,要完成本节实验,必须先描绘出平抛运动的轨迹,而平抛物体在空中的运动一瞬即逝,优美的曲线随即成为历史。 (一)交流讨论,确定方案 提出问题:我们如何得到平抛物体的运动轨迹? 请学生阅读课本所给的三种方案并分组讨论,说明三种方案是如何记录平抛物体的运动轨迹的,哪种方案最简单?
这样设计的目的是:调动学生探究的积极性,培养学生语言表达能力,问题分析能力,合作交流能力。 教师总结: 方案一采用描迹法确定小球的平抛运动轨迹;方案二采用径迹法确定水流的平抛运动轨迹;方案三采用照相法确定小球的平抛运动轨迹。 但三种方案相比较,方案二所用实验器材最少,从而引导学生,本堂课我们将选择方案二来完成实验。 (二)演示方案 在这里,我按照课本的要求,采用饮料瓶和玻璃细管制 作了这一演示装置,而根据课本的介绍,在水面下降到A处 之前的一段时间内,可以获得稳定的细水柱。 那么事实到底怎样呢?请大家观察: 教师当场演示,发现:当把塑料瓶倒置过来后,随着进 气泡不断进入瓶内,出水口水流出现抖动,无法获得稳定的细水柱。 通过这一课本结论和实验结论的对比,很自然的就可以激发学生的认知冲突,调动学生探究的积极性,从而培养学生的动手意识和探究意识。 很显然,这样的装置是无法完成实验的,必须要进行改进。从而引导学生进入到改进方案环节。 (三)改进方案 本人设计的简易水流式平抛运动演示实验仪是在上述实验中的试验原理的基础上稍加进行了改进,斜槽轨道部分由导管和注射器针头替代,也可以用医用点滴系统代替,而平抛运动的小球由水替代,可看成有无数个由针头射出的体积很小速度相同的小球组成,优点是同一轨迹不需反复试验描点,初速度稳定不变,描迹快,一气可成,还可定性演示各类抛体运动的轨迹。 一、主要的仪器器材 铁架台(自带长平板);导管、盛水容器、不同型号注射器针头(或
物理必修2第六章第三节探究平抛运动的规律 札记一、三维目标 知识和技能1.能描出平抛运动的轨迹。 2.会计算平抛物体的初速度。 3.结合运动分解的知识,明确两个分运动的特点。 过程和方法:经历探究的过程,掌握探究性实验的一般方法 情感态度和价值观:.养成严谨认真科学的实验态度 二、重点难点 1.重点是平抛运动的定义和运动性质。 2.难点是平抛运动的处理方法及运动规律。 三、导学流程 前置复习:处理曲线运动的方法。 (一)平抛运动的定义 1.阅读教材第一段回答 什么是抛体运动?。 什么是平抛运动? 举出平抛运动实例?。 做平抛运动的条件是什么? 演示:喷水柱实验,演示平抛小球实验。 你能得出它的运动轨迹吗? 理由是什么?。 2.你能分析得出平抛运动的性质吗?。 (二)竖直方向的运动规律 1.实验方案的设计 研究平抛运动的规律时如何进行运动的分解? 你能根据物体的受力情况猜想一下物体在竖直方向上做什么运动吗? 学生讨论,设计合理的实验方案 2.实验探究 提供平抛竖落仪,演示实验。
思考: A.实验时应注意什么?如何观察实验现象?观察到什么现象? 。 B.实验中改变哪个物理量反复做更能说明问题?。 3.引导学生分析实验结论 由实验现象,分析实验现象,能得出什么结论? 4.写出平抛运动竖直方向分运动速度公式和位移公式 5.例题分析: 物体做平抛运动时,描述物体在竖直方向的分速度Vy(取向下为正)随时间变 化的图像正确的是( ) (三)水平方向的运动规律 1.实验方案的设计 你能根据物体的受力情况猜想一下物体在水平方向上做什么运动吗? 。 如何判断小球水平方向的运动性质?。 如何通过实验得到平抛运动的轨迹?。 (学生阅读参考案例选择可操作的方案进行实验) 如何用简单的输液装置得到轨迹?是否有利于处理数据?(演示实验) 2.实验探究 讨论:设计实验方案,然后谈谈你的看法 (A)实验需要哪些仪器?。 (B)怎样保证得到的轨迹为平抛运动的轨迹? (C)每次平抛只能得到一个点,如何保证每次平抛运动都是相同的? 。 (D)小球与斜槽间有摩擦如何处理?贴有白纸的木板如何放置? 札记
平抛运动实验练习题 1. 如图所示是利用闪光照相研究平抛运动的示意图。小球A 由斜槽滚下,从桌边缘水平抛出,当它恰好离开桌边缘时,小球B 也同时下落,闪光频率为10Hz 的频闪相机拍摄的照片中B 球有四个像,像间距离已在图中标出,单位cm ,如图所示。两球恰在位置4相碰。 (1)计算A 球离开桌面时的速度 s m /。 (2)画出图中A 球的运动轨迹并用小圆点标明与B 球相对应的另外两个位置。(10116) 2. 如图所示,有人对“利用频闪照相研究平抛运动规律” 装置进行了改变,在装置两侧都装上完全相同的斜槽A 、B ,但位置有一定高度差,白色与黑色的两个相同的小球都由斜槽某位置静止开始释放。实验后对照片做一定处理并建立直角坐标系,得到如图所示的部分小球位置示意图。 (1)观察改进后的实验装置可以发现,斜槽末端都接有一小 段水平槽,这样做的目的是 。 (2)(多选题)根据部分小球位置示意图,下列说法正确的 是 (A)闪光间隔为0.1s (B)A 球抛出点坐标(0,0) (C)B 球抛出点坐标(0.95,0.50) (D)两小球是从斜槽的相同位置被静止释放的 (3)若两球在实验中于图中C 位置发生碰撞,则可知两小球释放的时间差约为 s 。(10123) 3. 如图甲所示是某种“研究平抛运动”的实验装置 (1)当a 小球从斜槽末端水平飞出时与b 小球离地面的高度均为H ,此瞬间电路断开使电磁铁释放b 小球,最终两小球同时落地.该实验结果可表明: A .两小球落地速度的大小相同 B .两小球在空中运动的时间相等 C .a 小球在竖直方向的分运动与b 小球的运动相同 D .两小球在空中运动时的加速度相等 [ ] B A 12 3 4 5 152545 第27题图 y/图乙
必修二实验复习与相应练习题 实验一:研究平抛运动 实验器材: 斜槽、小球、木板、白纸(可先画上坐标格)、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。 1实验步骤 ①安装调整斜槽:用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板的左上角固定斜槽,并使其末端保持水平; ②调整木板:用悬挂在槽口的铅垂线把木板调整到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近,固定好木板; ③确定坐标轴:把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O,O即为坐标原点,再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线,即y轴 ④确定小球释放点:选择一个小球在斜槽上合适的位置由静止释放,使小球运动轨迹大致经过白纸的右下角; ⑤描绘运动轨迹:把笔尖放在小球可能经过的位置上,如果小球运动中碰到笔尖,用铅笔在该位置画上一点,用同样的方法,从同一位置释放小球,在小球运动路线上描下若干点. 2注意事项 1、应保持斜槽末端的切线水平,钉有坐标纸的木板竖直,并使小球的运动靠近坐标纸但不接触; 2、小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下,在斜槽上释放小球的高度应适当,使小球以合适的水平初速度抛出,其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布,从而减小测量误差; 3、坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点,应是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。 问题一:已知远点求速度
t x v t v x g y t gt y = ?==?=002221 问题二不知原点求初速度 T x T x v gT y y 2 10212= ==- 实验二:探究功与物体速度变化的关系 一实验器材:木板、小车、橡皮筋(若干)、打点 计时器、电源、纸带、钉子2枚 二实验步骤: 1、按图装好实验器材,把木板稍微倾斜,平衡阻力 先用一条橡皮筋做实验,把橡皮筋拉长到一定的位置,理好纸带,接通电源,释放小车。 3换用纸带,改用2条、3条。。。同样的橡皮筋进行实验,保持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同。 4由纸带算出小车获得的速度,把小车第一次获得的功记为w ,第二次,第三次。。。记为2w ,3w
平抛运动实验(全面) 1.实验目的 (1)用实验方法描出平抛物体的运动轨迹 (2)从实验轨迹求平抛物体的初速度 2.实验原理 平抛物体的运动可以看作是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合 运动。 使小球做平抛运动,利用描迹法描出小球运动轨迹,建立坐标系,测出轨迹曲线上某一点的 坐标x和y,根据公式0x v t =和2 12y at =,就可求得: 02g v x y =,即为做平抛运动的初速度。 3.参考案例 (1)案例一:利用平抛运动实验器(如同4-7-1所示)。 A 、斜槽末端切线必须水平 B 、每次从同一位置无初速释放小球,以使小球每一次抛出后轨迹相同,每次描出的点在同 一轨迹上 C 、安装实验装置时,要注意使轨道末端与图板相靠近,并保持它们的相对位置不变 D 、要用重垂线把图板校准到竖直方向,使小球运动靠近图板,又不接触图板 E 、坐标原点不是槽口末端点,应是球在槽口时,球心在图板上的水平投影点O F 、球的释放高度要适当,使其轨迹不至于太平也不至于太竖直,以减小测量误差 G 、计算初速度时,应选离O 点远些的点 (2)案例二: 利用水平喷出的细水柱显示平抛运动的轨迹。 水从喷嘴中射出,在空中形成弯曲的细水柱,它显示了平抛运动的轨迹。 (3)案例三:利用数码照相机或数码摄像机更精细地探究平抛运动。(如图4-7-2) 图图
4、重点难点例析 【考点一】平抛运动的实验步骤及注意事项 【例1】在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简 要步骤如下: A.让小球多次从 位置上滚下,记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置。 B.按图安装好器材,注意 ,记下平抛初位置O 点和过O点的竖直 线。 C .取下白纸,以O 为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体 的轨迹。 ⑴ 完成上述步骤,将正确的答案填在横线上。 ⑵上述实验步骤的合理顺序是 。 【变式训练】 如图4-7-3所示是研究平抛运动的实验装置简图,图4-7-4是实验后白纸 上的轨迹图。 ⑴ 说明图4-7-4中的两条坐标轴是如何作出的。 ⑵ 说明判断槽口的切线是否水平的方法。 ⑶ 实验过程中需要经多次释放小球才能描绘出小球运动的轨迹,进行这一步骤时应注意 什么? 【考点二】求平抛运动的初速度 【例2】在“研究平抛物体的运动”的实验中,某同学只在竖直板面上记下了重锤线y 的方向, 但忘记了平抛的初位置,在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹,如图4-7-5所示。现在曲线上 取A 、B两点,量出它们到y 轴的距离,AA’=x 1,BB’=x2,以及AB 的竖直距离h,用这些可 以求出求得小球平抛时的初速度为多大? 图4-7-5 A ’ B ’y h 图4-7-4 图4-7-3
平抛运动 1.定义:物体以一定的初速度水平抛出,只在重力作用下的运动。 故平抛运动为____________(变速,匀变速)曲线运动. 2.平抛运动的研究方法: 将平抛运动分解为水平方向的________运动和竖直方向的____________运动,分别研究两个分运动的规律,必要时再用运动合成方法进行合成. 注意:如题中明确告诉了速度(位移)方向,就分别将速度(位移)分解. 3.平抛运动公式:(1)加速度 a x =________,a y =_________ (2)速度:V x =______,V y =_______,速度偏角 tan α=___________,V=____________。 (3)位移:X=_______,Y=______,位移偏角 tan β=__________=________tan α (4)飞行时间:t=_____=______=______; 水平射程x=_______=________。 例1如图所示,物体平抛2秒后垂直撞在倾角为300的斜面上,则物体水 平抛出的速度为______米/秒. 例2平抛一物体,当抛出1秒后,速度方向与水平成450角,落地时速度与水平成600角,求: ①速度②落地速度③开始抛出距地面的高度④水平射程 4.常见规律: (1)飞行时间由____决定,与____无关.平抛物体的射程由______和________共同决定. (2)水平运动和竖直运动互不影响.如枪打猴子问题:如图所示,如果在子 弹水平射出的同时,猴子开始下落,则只要子弹射程足够,猴子一定能 被射中,与子弹的速度大小______关. 例3在高为h 的平台上,以速度v 0水平抛出一石子,不计空气阻力,则石子从抛出到落地经过的时间() A .只与v 0有关,v 0越大,时间越长 B .只与h 有关,h 越大,时间越长 C .与v 0、h 都有关 D .与v 0、h 都无关 例4.用m 、Vo 、h 分别表示平抛运动物体的质量、初速度和抛出点离水平地面的高度。在这三个量中: A .物体在空中运动的时间是由________决定的。
平抛运动实验练习题 1.在做“研究平衡运动”实验中应采取下列哪些措施减小误差?( ) A .斜槽轨道必须光滑 B .斜槽水平轨道必须水平 C .每次要平衡摩擦力 D .小球每次应从斜槽同一高度释放 例1.在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨 道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹,为了能较 准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为 正确的选项前面的字母填在横线上:( ) A .通过调节使斜槽的末端保持水平 B .每次释放小球的位置必须不同 C .每次必须由静止释放小球 D .记录小球位置用的木条(或凹槽) 每次必须严格地等距 离下降 E .小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相触 F .将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连 成折线 2.在“研究平抛物体的运动”实验时,已备有下列器材:白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台,还需要下列器材器材中的:( ) A 、秒表 B 、天平 C 、重锤线 D 、测力计 3.在研究平抛物体运动的实验中,如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同,则正确的是: A .小球平抛的初速度不同 B .小球每次做不同的抛物线运动 C .小球在空中运动的时间每次均不同 D .小球通过相同的水平位移所用时间均不同 例2.如图为某小球做平抛运动时,用闪光照相的方法获得的 相片的一部分,图中背景方格的边长为5cm ,g=10m/s2,则 (1)小球平抛的初速度vo= m/s (2)闪光频率f= Hz (3)小球过A 点的速率vA= m/s 4.在“研究平抛运动”实验中,某同学只记录了小球运 动途中的A 、B 、C 三点的位置,取A 点为坐标原点,则 各点的位置坐标如图所示,当g =10 m/s2时,下列说法 正确的是( ) A.小球抛出点的位置坐标是(0,0) B.小球抛出点的位置坐标是(-10,-5) C.小球平抛初速度为2m/s D.小球平抛初速度为1m/s
实验:研究平抛运动 【学情分析】 1.通过前面的学习,学生已经知道了合运动、分运动以及运动的合成与分解所遵循的规律;知道了运动的合成与分解是处理曲线运动的基本方法;通过一个多学期的学习,学生已经具备了初步的实验设计能力和实验操作能力;已经能用数码相机来研究物体的运动。 2.学生可能遇到的困难:设计不出验证平抛运动在竖直方向是自由落体运动的实验装置。 3.学生在学习中可能会采取的学习策略:分组讨论,向教师寻求帮助,实验探索,总结反思等。 【教学目标】 一、知识与技能目标 1.知道什么是平抛运动; 2.知道平抛运动的受力特点; 3.理解平抛运动在水平方向做匀速直线运动和在竖直方向做自由落体运动; 4.知道用描点的方法得到平抛运动轨迹; 5.会用数码相机来研究物体的运动; 6.知道利用平抛运动轨迹来分析平抛运动规律的方法。 二、过程与方法目标 1.通过设计验证抛运动在水平方向做匀速直线运动和在竖直方向做自由落体运动的实验,培养学生的实验设计能力; 2.通过对平抛轨迹的分析,培养学生数据分析与处理能力; 3.经历实验探究过程,发现规律,让学生认识到科学探究的意义; 4.通过分组实验培养学生的交流、合作能力。 三、情感态度与价值观 1.通过展示自然、生活和生产中平抛运动的例子,使学生认识到平抛运动的普遍性,同时认识到物理知识的社会价值; 2.通过实验设计探究,培养学生的设计探究兴趣与热情;体验到探索自然规律的艰辛与喜悦;培养学生主动与他人合作的精神。 【教学重难点】 一、教学重点:
平抛运动在水平方向是匀速直线运动和在竖直方向是自由落体运动。 二、教学难点: 平抛运动在水平方向是匀速直线运动和在竖直方向是自由落体运动的实验探索过程。【教学过程】 1.结合生活、生产实际,引入新课 (1)展示生活、生产中的抛体现象,展示抛体现象的普遍性。 (2)利用对比实验,结合物理学的研究方法,揭示平抛运动的特点 [对比实验]一只手一起抛出的两个金属球运动情况基体本相同;一只手一起抛出一个金属球和一个松软的纸团,它们的运动情况差异很大。 [提出问题]造成两次实验差异的原因是什么?即为什么第二次实验的纸团为什么比金属球抛得近多了? [分析原因]空气阻力对纸团的影响大。 [归纳总结]空气阻力使抛体运动变得复杂,根据从简单到复杂的原则,我们先研究最简单的情况:将物体水平抛出,物体只在重力作用下的运动,即平抛运动。 2.运用“科学探究”教学模式,引导学生探究平抛运动规律 (1)分析讨论,确定研究方法 [师生对话]和直线运动相比,平抛运动显然要复杂得多,怎样才能将复杂的运动化简为简单的运动进行研究?根据上一节的知识,可以将曲线运动分解为两个直线运动。那么如何来分解平抛运动比较好?因为小球受的力在竖直方向,初速度又是在水平方向,所以将平抛运动分解到水平方向和竖直方向比较好。 (2)探究平抛运动在竖直方向的运动规律 [提出问题]如果将平抛运动视为水平方向的运动和竖直方向的运动的合运动,那么,平抛运动在竖直方向应是什么运动? [分析猜想] 竖直方向受重力作用,应是自由落体运动。 [实验论证] 引导性提问:能否设计对比实验来验证猜想? 分析讨论:让两个物体同时开始运动,一个做自由落体运动,一个做平抛运动,看它们是否同时着地;同时落地则证实猜想。
平抛运动实验 【实验目的】 (1)用实验的方法描出平抛运动的轨迹. (2)根据平抛运动的轨迹求初速度. 【实验原理】 (1)用描迹法画出小球平抛运动的轨迹. (2)建立坐标系,测出轨迹上某点的坐标 x 、y ,根据 x =v 0t 、y =12 gt 2得初速度v 0=x g 2y . 【实验器材】 斜槽、小球、方木板、铁架台、白纸、图钉、铅垂线、三角板、铅笔及刻度尺 【实验步骤】 (1) 安装器材与调平:将斜槽放在水平桌面上,其末端伸出桌面外,调节末端使其切线水平后固定. 检查斜槽末端是否水平的方法:将小球放在斜槽末端水平轨道的任意位置,小球都不滚动,则可认为斜槽末端水平.精细的检查方法是用水平仪调整. (2)用图钉把坐标纸钉在木板上,让木板竖直固定,其左上方靠近槽口,用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直,整个实验装置如图所示.用铅垂线把木板校准到竖直方向,使小球平抛的轨道平面与板面平行,保证在重复实验的过程中,木板与斜槽的相对位置保持不变. (3)建立直角坐标系 xOy :以小球做平抛运动的起点 O 为坐标原点,从坐标原点 O 画出竖直向下的 y 轴和水平向右的 x 轴.确定坐标原点 O 的方法是:把小球放在槽口末端处,用铅笔记下这时小球的球心在坐标纸上的水平投影点 O ,即为坐标原点(不是槽口端点). (4)确定小球位置:让小球由斜槽的某一固定位置自由滚下,从 O 点开始做平抛运动.先用眼睛粗略估计小球在某一 x 值处(如x =1 cm 或 2 cm 等)的 y 值,然后用铅笔尖指着这个位置,让小球从原释放处开始滚下,看是否与铅笔尖相碰,如此重复数次,较准确地确定小球通过的这个位置,并在坐标纸上记下这一点. (5)依次改变 x 值,用与(4)同样的方法确定小球通过其他各点的位置. (6)描点画轨迹:取下坐标纸,将(4)(5)中所描出的各点用平滑曲线连接起来,这就画出了小球做平抛运动的轨迹曲线(所画曲线可不通过个别偏差较大的点,但必须保持曲线平滑,不允许出现凹陷处). 【注意事项】 (1)固定斜槽时,必须注意使通过斜槽末端点的切线保持水平,以使小球离开斜槽后做平抛运动. (2)木板必须处在竖直平面内,与小球运动轨迹所在的竖直平面平行,使小球的运动靠近图纸但不接触. (3)在斜槽上设定位卡板,使小球每次都从定位卡板所确定的同一位置由静止开始滚下,以保证重复实验时,
高中物理实验教学案例 题目:研究平抛运动 实验:研究平抛运动 旧教材先是探究平抛运动的规律,再安排抛体运动规律.本教材做了调整: 先学习抛体运动规律,再研究平抛运动.这样更具合理性:从牛顿运动定律的观点以及运动的合成与分解思想出发,从一维情景转向二维情景,使认识上不断发展,层层深入,知识容易发生迁移.再安排实验,学生心中有实验目的,有的放矢,能够合理地自己设计实验过程. 本课程的实验设计要解决两个问题:一是研究平抛运动在竖直方向的运动规律;二是研究平抛运动在水平方向的运动规律,为此要设法画出平抛曲线. 教学重点 平抛运动规律的探究过程. 教学难点 准确得到平抛运动的轨迹. 课时安排 1课时 三维目标 知识与技能 1.验证平抛运动的特点是水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动. 2.通过实验探究得到平抛运动轨迹. 过程与方法 体会平抛运动规律的探究过程,体会运动的合成和分解在探究平抛运动规律中的应用. 情感态度与价值观 1.通过实验探究平抛运动的规律,让学生积极参与课堂活动,设疑、解疑、探求规律,使学生始终处于积极探求知识的过程中,达到最佳的学习心理状态. 2.充分利用多媒体辅助教学、演示仪器和自制器材,激发学习兴趣,增强求知的欲望. 课前准备 平抛竖落仪、平抛实验仪、自制水柱平抛装置、自制电磁控制打击装置、数码相机、坐标格、多媒体课件. 教学过程
导入新课 情景导入 教师介绍自制电磁控制打击装置:将子弹装入能发射的固定在板前的玩具手枪,固定板后电磁铁与电源相连,控制电路通断的两根金属丝搭在枪口处,带有衔铁的玩具被吸在电磁铁上,枪口与玩具在同一水平面,发射的子弹断开搭在一起的两根金属丝,吸在电磁铁上的玩具同时下落,子弹总是击中玩具,这说明什么问题? 复习导入 复习旧知 1.平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动. 2.平抛运动的规律(1)??? ????+ ===?????==22020)2(21y x y x v v v gt v v v at y t v x 我们今天用实验的方法研究平抛运动. 推进新课 一、竖直方向的运动规律 实验演示教材实验,探究竖直方向上的运动规律. 1.①介绍实验装置如下图所示 ②介绍实验过程. 因弹簧片C 受到小锤的打击,C 向前推动小钢球具有水平初速度,使A 做平抛运动,同时(强调)松开小钢球B ,使B 从孔中自由落下,做自由落体运动. 问题:由上一节学习我们知道,平抛运动的运动时间取决于竖直高度,A 、B 两球应该同时落地,怎么观察出两球同时落地?
人教版必修二《实验研究平抛运动》WORD教案4教学目标: 1.知识与技能目标 明白得平抛运动的条件,受力特点和轨迹特点 2.过程与方法目标 能自觉地用平行四边形定则研究合适量与分矢量的关系 3.情感、态度和价值观目标 培养理论与实际相结合的观念,用实际现象关心明白得理论知识,用理论知识分析和说明实际现象。 渗透推理和观看并重的理念。 教学重点; 在直角坐标系里研究平抛运动的规律 教学难点:平行四边形定则的应用 教学方法:讲授、实验 教学过程: 【引入课题】 今天我们学习运动合成与分解的一种简单实例——平抛运动。 【摸索1】平抛运动的初速度为零吗?初速度有什么特点?初速度的获得方式不同(如用手抛出和从飞行的飞机上落下)运动规律相同吗? 【体验】周围的物体做一个平抛运动,观看轨迹特点,体会平抛运动的条件 【摸索2】平抛运动的物体受到哪些力?什么缘故要不计空气阻力?物体在水平方向合外力如何样?竖直方向合外力如何样? 【理论联系实际】打麦场上从扇车飞出的麦粒和麦衣初速度都水平,它们做的是平抛运动吗?什么缘故? 探究平抛运动规律 1. 建立直角坐标系x轴和y轴的正方向如何样确定? 2. 依照牛顿第二定律分析 水平方向:a x= v x0= v x= x= 竖直方向:a y= v0y= v y= y=
3据x、y的函数表达式,设v0=10m/s,在直角坐标系中画出t=1s;2;3;….的位置,用平滑曲线连接各点,得到平抛运动的轨迹曲线。 4.用平行四边形定则分析运动规律 1s末物体的速度多大?与水平方向夹角多大?此位置轨迹切线的倾角多大? 1s内物体的位移多大?与水平方向夹角的正切值是多少? 某时刻t,物体运动的速度方向与水平方向夹角的正切值tanφ= 此前发生的位移与水平方向的夹角的正切值tanθ= 5.巩固练习 在足够高的位置平抛一个物体,初速度v0=10m/s, g=10m/s2,物体恰好垂直落在倾角为30°的斜面上,求: (1)空中运动的时刻是多少? (2)物体落地时的速度大小。 (3)抛出点与着地点的距离。 6. 轨迹特点的研究 【思路提示】欲定量研究轨迹形状的特点,应该研究x和y的函数关系式。 自己推导关系式,并得出轨迹形状的特点。 7.一样抛体运动(斜抛) 水平方向:Fx= a x= v0x= v x= 结论:水平方向上做 竖直方向:Fy= a y= v0y= v y= 结论:竖直方向上做 阅读课文,摸索斜抛运动轨迹和平抛运动轨迹的联系。 【摸索3】斜抛的物体在最高点速度为零吗?说明理由。 作业: 1.阅读教材,整理笔记 2.问题与练习:2、3
平抛运动实验 时间:45分钟满分:100分 一、选择题(每小题6分,共48分) 1.在“研究平抛运动的实验”中,不会增大实验误差的是( ) A.小球每次自由滚落的高度不同 B.斜槽末端不水平 C.小球飞行过程受到空气阻力 D.斜槽与小球之间有摩擦 解析:为保证小球每次做平抛运动的初速度相同,每次释放小球时应在斜槽上的同一位置,A错;斜槽末端不水平,小球离开斜槽后不做平抛运动,B错;小球飞行过程受到空气阻力作用,它不做平抛运动,运动轨迹不是严格的抛物线,C错;实验中只要求小球离开槽末的瞬时速度水平相同就可以了,即使斜槽与小球间有摩擦,这一要求也能做到,D对. 答案:D 2. 如图所示,在研究平抛运动时,小球A沿轨道滑下.离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球B同
时自由下落.改变整个装置的高度H,做同样的实验,发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地,该实验现象说明了A球在离开轨道后( ) A.水平方向的分运动是匀速直线运动 B.水平方向的分运动是匀加速直线运动 C.竖直方向的分运动是自由落体运动 D.竖直方向的分运动是匀速直线运动 解析:由于B球做自由落体运动,A、B两球总是同时落地,说明A 球在竖直方向上和B球做同样的运动,也做自由落体运动,C正确,D错误;至于水平方向上A球做什么运动,该实验无法说明,A、B均错. 答案:C 3.在“研究平抛物体的运动”的实验中,如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同,则下列说法中错误的是() A.小球平抛的初速度不同 B.小球每次做不同的抛物线运动 C.小球在空中运动的时间每次均不同 D.小球通过相同的水平位移所用时间均不同 解析:因小球滚下的高度不同,则小球抛出的速度不同,但在竖直方向上仍是自由落体运动,时间不变,水平方向的位移变化了,选项C是错误的. 答案:C 4.为了准确地测出平抛轨迹上某点的坐标,需要注意的是( ) A.选距原点近一些的点 B.应正确标出平抛小球的球心在木板上的水平投影点 C.用重垂线准确地确定纵轴
实验:研究平抛运动说课稿 尊敬的各位评委老师,上午好! 我是郧阳区二中李海英,我说课的题目是《实验:研究平抛运动》。我将从以下五个方面进行说课。 一、说教材 (一)教材简析 本节课是人教版物理必修二第五章第三节的内容,是对前两节《曲线运动》及《平抛运动》知识的深入应用,加深了学生对曲线运动特点的理解,为今后处理带电粒子在偏转电场中做类平抛运动的研究奠定了基础,这也是物理高考必考的内容,具有重要意义。(二)教学目标 1.知识与技能 (1)知道平抛运动的条件及相应的控制方法。 (2)知道用实验获得平抛运动轨迹的方法。 (3)知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法。 (4)知道测量初速度时需要测量的物理量。 (5)会推导平抛运动的初速度表达式,会计算平抛运动的初速度。 2.过程与方法 (1)通过实验设计描绘平抛运动的轨迹及测量初速度的实验,培养学生的实验设计能力及计算能力。 (2)通过对平抛运动轨迹的分析,培养学生数据分析与处理能力。 (3)通过分组实验培养学生的交流、合作能力。 3.情感、态度与价值观 通过实验设计探究,培养学生的设计探究兴趣与热情;体验到探索自然规律的艰辛和喜悦;培养学生主动与他人合作的精神。 (三)教学重点和难点 1.教学重点:描绘平抛运动轨迹的方法和初速度的测量。 2.教学难点:平抛运动实验的探究过程、初速度的数学计算、注意事项。 二、说教法 (一)教学方法:运用实验探究的教学模式;小组分组讨论,合作探究。 (二)教学手段:实验、多媒体辅助(PPT展示)及学案导学。 三、说学法 (一)学习方法:以学生合作学习和探究性学习为主,自主学习(导学案预习)和老师指导为辅的学习方式进行实验探究。 (二)能力培养:培养学生的逻辑思维能力、数据处理能力、计算能力和总结归纳的能力, 四、说教学程序 (一)导入新课 通过复习回顾{PPT2}及导学案和课本的预习,引入本节课实验目的{PPT3}是什么?(小组讨论,请学生回答老师加以补充。)出示 实验目的:1.描绘平抛物体的运动轨迹,并验证轨迹是一条抛物线。 2.根据平抛运动规律求平抛运动的初速度。 (二)讲授新课 1.分析实验的原理{ppt4},平抛运动可以看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。 {PPT5}
5.4 实验:研究平抛运动 【教学目标】 知识与技能 1.掌握平抛运动在竖直方向的运动特点。 2.掌握平抛运动在水平方向的运动特点. 过程与方法 探究过程,体会平抛运动在竖直和水平方向的运动规律。 情感态度与价值观 设计平抛运动的轨迹,体会实验的步骤和艰辛。 【教学重点】 平抛运动在竖直和水平方向的运动规律。 【教学难点】 描绘平抛运动的轨迹。 【教学过程】 引入新课 复习旧知 1.平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。 2.平抛运动的规律 我么今天就用实验的方法研究平抛运动。 新课讲解 一、探究平抛运动物体在竖直方向的运动规律 ①猜测平抛运动的轨迹是一条曲线,且沿这条曲线越往下,曲线的切线方向越趋近于竖直方向,物体的速度方向也越来越趋近于竖直方向,如图所示,图中θ2<θ1。由机械能守恒定律可知v2>v1,由运动的分解不难得知,物体 经过A、B两位置时竖直方向的分速度大小关系为v2y >v1y。 所以,物体在竖直方向的初速度为零且做加速运动,结合物体竖直方向只受重力作用这一因素,我们不难做出这样的猜测:平抛运动物体在竖直方向的分运动是自由落体运动。 ②实验按图所示操作实验,如果小球A 确实2
如猜想的那样竖直方向做自由落体运动,那么A 、B 两小球在空中运动的时间应该相等,同时下落,同时着地。仔细观察(不仅用眼看,更要用耳仔细听)可以得知,不管小球距地面的高度为多大,也不管小锤击打金属片的力度多大(小锤击打金属片的力度越大,A 小球水平抛出的初速度越大),两小球每次都是同时落地。 ③ 结论 上述实验中,两小球每次都是同时落地,这说明两小球在空中运动的时间相等,也就说明了平抛运动物体在竖直方向的分运动是自由落体运动。 二. 探究平抛运动物体在水平方向的运动规律 ① 思路 要想知道平抛运动物体在水平方向上运动的特点,关键在于找到物体的水平位移随时间变化的规律。因此,我们可测量几段相等时间间隔内物体在水平方向上的位移,找出其特点,看看这些位移是否相等。 ② 实验 设法通过实验得到平抛运动的轨迹;在平抛运动的轨迹上找到每隔相等时间物体所到达的位置;测量两相邻位置间的水平位移,分析这些位移的特点。 那么,如何通过实验得到平抛运动的轨迹呢?教材提出了三个参考案例: 案例一:利用水平喷出的细水柱显示平抛运动轨迹; 案例二:利用斜面小槽等装置记录平抛运动轨迹; 案例三:利用数码照相机或数码摄像机记录平抛运动轨迹。 怎样才能找到轨迹上每隔相等时间平抛物体所到达的位置呢?有同学可能会提出选用秒表以便测时间,这是不对的,因为平抛运动时用秒表测时间很难准确操作,这会带来较大误差。 通过前面的实验探究我们已经知道,平抛运动在竖直方向 上的分运动是自由落体运动,而自由落体运动下落的高度h 是 与运动时间t 的二次方成正比的,即 h =12 gt 2。 因此,图中在竖直坐标轴y 上,从原点开始向下任取一个坐标为h 的点,再找到坐标为4h 、9h 、16h ……的点。在物体运动过程中,纵坐标从其中一个位置运动到下一个位置所用的时间都是相等的。过这些点做水平线与轨迹相交,交点就是每经相等时间物体所到达的位置。在误差允许范围内,实验测得它们对应的横坐标可表示为l 、2l 、3l ……,可见在相等的时间间隔内物体在水平方向的位移相等。 ③ 结论 在相等的时间间隔内物体在水平方向的位移相等,这说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动. 三、描绘平抛运动的轨迹 为记录平抛运动轨迹,实验室中较常用的方法是教材介绍 参考案例2: 利用实验室的斜面小槽等器材装配图所示的装置。钢球从 斜槽上同一位置滚下,钢球在空中做平抛运动的轨迹就是一定 9