高一物理：5.4《实验：研究平抛运动》4学案(人教版必修2)

实验:研究平抛运动（教案）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【课前导学】1.探究平抛运动规律的方法：对比实验法：轨迹研究法：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.教学过程【实验目的】1.用实验方法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.计算平抛物体的初速度。

【实验原理】平抛运动可以看成是两个分运动的合运动：⑴水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体的初速度；⑵竖直方向的自由落体运动．利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球运动时的若干不同位置，然后描出运动轨迹，测出曲线上任一点的坐标x和y，利用就可以求出平抛物体的初速度【课堂互动】如何检验水平槽是否水平？坐标原点是在槽口端点吗？为什么要强调小球每次都要从同一位置无初速释放？如何描出小球经过的位置？【实验器材】平抛运动实验器、小球、复写纸、白纸（可先画上坐标格）、直尺、三角板、铅笔等。

【实验步骤】(1)打开上下压纸板，将复写纸叠放白纸上平整地夹进竖直面板(2)用调节螺脚调重锤尖与底座上锥尖对正。

以重锤线定Y轴位置后，收重锤放面板后。

(3)将接球板装入竖直轨道，升至轨道O线位，用钢球沿接球板向图纸横划X轴线(与Y轴交点为坐标原点O)212x v t y gt==和，(4) 固定好平抛轨道上定位器。

第五章曲线运动5.4 实验：研究平抛运动★教学目标(一) 知识与技能1. 知道平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

2. 设计实验来验证这个结论，加强感官印象，加深对平抛运动特点的理解。

3. 能够设计实验得到物体做平抛运动的轨迹，能够对平抛运动轨迹进行研究得到结论。

4. 能够通过对平抛运动轨迹的研究计算平抛运动物体的初速度。

(二) 过程与方法5. 通过对实验过程的探究，掌握研究平抛运动规律的方法。

6. 通过自行设计实验验证平抛运动的规律，体验实验探究的过程。

(三) 情感态度与价值观7. 通过实验探究教学，并进行有效的理论联系实际，激发学习兴趣和求知的欲望。

以此渗透刻苦学习、勤奋工作精神的美德教育。

8. 通过自己的设计和操作得出结论，增强学生的自信心和成就感，促进学生更好的学习。

★教学重点1. 如何设计实验。

2. 如何处理实验数据。

3. 通过实验处理结果加深对平抛运动的理解★教学难点1. 实验设计及数据处理中的困难。

★教学过程师：在上节课的学习中我们通过理论研究了解到平抛运动可以分解水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

本节课我们的学习目标就是通过设计实验来验证我们通过理论分析得到的结论是否正确。

一、水平方向的运动规律师：首先我们先来研究平抛运动水平方向的运动规律。

理论分析知平抛运动水平方向的运动规律是匀速直线运动。

那么请同学们设计一个实验方案来验证这个结论。

学生思考讨论，5分钟后，请各组派一个代表发言。

大家共同讨论。

师：综合大家的思想，为了验证这个结论，实验设计的方向是能够观察到初速度为0v 的平抛运动水平方向的运动与速度为0v 的水平方向的匀速直线运动运动情况相同。

为此我们取两个物体，一个物体A 以某一0v 速度在水平方向做匀速直线运动，另一个物体B 以同样速度0v 为初速度做平抛运动，根据理论，结果应该是AB 两物体水平方向的相对位置不变，如果两物体出发点的水平坐标相同，则在运动过程中AB 两物体始终处于同一竖直方向，即水平位置始终相同。

基础夯实1．(山西大学附中12～13学年高一下学期期中)平抛物体的运动规律可概括为两点：①水平方向做匀速直线运动；②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球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，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①条B．只能说明上述规律中的第②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解析：该题考查对平抛运动及其分运动的理解，同时考查探究问题的思维能力。

实验中A球做平抛运动，B球做自由落体运动，两球同时落地说明A球平抛运动的竖直分运动和B球相同，而不能说明A球的水平分运动是匀速直线运动，所以B项正确，A、C、D三项都不对。

2．“在探究平抛物体的运动规律”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．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D．测出平抛小球的质量答案：AB解析：根据平抛运动的特点及实验要求知A、B正确。

3．在探究平抛运动的规律时，可以选用下列各种装置图，以下操作合理的是()A．选用装置1研究平抛物体竖直分运动，应该用眼睛看A、B 两球是否同时落地B．选用装置2要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，竖直管上端一定要低于水面C．选用装置3要获得钢球的平抛轨迹，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放D．除上述装置外，也能用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像获得平抛轨迹E．选用装置3中木板要竖直，减少小球与木板的摩擦F．选用装置3斜槽要足够光滑G．选用装置3斜槽末端可以不水平H．选用装置3建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点I．选用装置3根据曲线计算平抛运动的速度时，在曲线上取离原点O较远的点计算答案：BDEI4．在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。

5.3 实验：探究平抛运动的特点基础知识梳理一、抛体运动和平抛运动1.抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受作用的运动.2.平抛运动：初速度沿方向的抛体运动.3.平抛运动的特点：(1)初速度沿水平方向；(2)只受作用.二、实验：探究平抛运动的特点【实验思路】(1)基本思路：根据运动的分解，把平抛运动分解为不同方向上两个相对简单的运动，分别研究物体在这两个方向的运动特点.(2)平抛运动的分解：可以尝试将平抛运动分解为方向的分运动和方向的分运动.【进行实验】方案一：频闪照相(或录制视频)的方法(1)通过频闪照相(或视频录制)，获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图所示)；(2)以抛出点为原点，建立直角坐标系；(3)通过频闪照片描出物体经过时间间隔所到达的位置；(4)测量出经过T,2T,3T，…时间内小球做平抛运动的位移和位移，并填入表格；(5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点.方案二：分别研究水平和竖直方向分运动规律步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点图2(1)如图2所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做运动；同时B球被释放，做运动.观察两球的运动轨迹，听它们落地的声音.(2)改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，即改变A球的初速度，发现两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向的分运动为运动.步骤2：探究平抛运动水平分运动的特点1.装置和实验(1)如图所示，安装实验装置，使斜槽M末端水平，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平装置的可上下调节的向背板倾斜的挡板.(2)让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使小球的轨迹与背板.钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹.(3) 调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置.(4)以斜槽水平末端端口处小球球心在木板上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴.(5)取下纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹.(6)根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点，即各点之间的时间间隔，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动特点.(7)结论：平抛运动在相等时间内水平方向相等，平抛运动水平方向为运动.2.注意事项：(1)实验中必须调整斜槽末端的(将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平).(2)背板必须处于，固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直.(3)小球每次必须从斜槽上由静止释放.(4)坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时钢球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，以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的一直到达为宜.【参考答案】重力水平重力直线水平竖直平抛自由落体自由落体平行上下坐标 相等 位移 匀速直线 切线水平 竖直面内 同一位置 左上角 右下角考点一：平抛运动概念、性质、条件、特征【例1】2022年2月15日，北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛中，中国选手苏翊鸣夺得冠军。

实验：研究平抛运动-人教版必修2教案实验目的本实验旨在让学生通过实验观察平抛运动的规律，并了解相关理论知识。

实验器材和材料•大理石球1个•直尺1把•纸张•停表1个实验原理平抛运动是指物体在一个平面内做匀速直线运动，并在竖直方向上做匀加速运动的运动状态。

其运动方程为：x=v0t$$ y = v_{0y}t - \\frac{1}{2}gt^2 $$其中x是水平方向位移，y是竖直方向位移，v0是初速度，v0y是初速度的竖直分量，t是运动时间，g是重力加速度。

实验步骤第一步：测定小球的初速度利用直尺将小球从台阶顶端放至地面，利用停表测定小球从放置到触地的时间t，计算小球的初速度：$$ v_0 = \\frac{h}{t} $$其中ℎ为小球所在台阶的高度。

第二步：观察小球的水平运动和竖直运动用手抛出大理石球，同时使用停表计时，观察小球的运动轨迹，记录小球从抛出到触地的时间t。

利用测得的小球初始速度和运动时间，计算小球的水平位移和竖直位移。

将数据记录在纸张上。

第三步：绘制小球的运动轨迹根据测得的实验数据，绘制出小球的运动轨迹。

绘制方法如下： - 计算小球运动的最大高度：$h = \\frac{v_{0y}^2}{2g}$ - 确定每个时间点小球的位置：x=v0t，$y = v_{0y}t - \\frac{1}{2}gt^2$ - 在纸上画出小球的轨迹：首先画出小球的投掷位置和最高处，然后再根据时间点画出中间轨迹，将各点连成曲线。

实验结果分析根据实验得到的数据和运动规律，可以得出以下结论： - 小球的水平运动是匀速直线运动； - 小球的竖直运动是匀加速直线运动，运动规律符合前面所述的运动方程； - 小球在抛出后会逐渐自由落体，并在达到最高点后逐渐下落，运动轨迹为平抛曲线。

实验总结通过本实验的操作，我们更加深刻地了解了平抛运动的规律。

同时，我们也学习到了实验操作过程的重要性，需要注意物理量的测量及数据的记录，以便进行进一步的分析和研究。

实验：研究平抛运动【教材和学情分析】一、教材分析《平抛物体的运动》这节内容编排在学生学习了直线运动的规律和牛顿运动定律及《曲线运动》和《运动的合成与分解》这两节内容之后，它既符合学生由易到难，由简到繁的认识规律，又保持了知识的结构性、系统性。

二、学情分析1、高一学生认识事物的特点是：已经开始习惯抽象逻辑思维，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的来支持。

2、学生在没有学习本节知识之前，已经知道了牛顿运动定律、曲线运动、运动的合成与分解等概念和方法，但没有亲身体验过如何来具体的研究曲线运动。

本节课主要采用实验探究的教学模式，逐步引导学生认识事物的本质。

学生通过对实验中种种问题的探究，掌握科学认识物理规律的方法。

【核心素养】通过《实验：研究平抛运动》的探究过程，将感性认识和理性思维相结合，使学生获得成功的体验，激发学生学习兴趣和求知的欲望；鼓励学生去创新和实践，提倡多动脑、动手的创新精神，激发学生创新意识，培养学生的创新品德。

【教学目标】1.学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹.2.会判断平抛运动的轨迹是不是抛物线.3.会根据平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度【教学重点】平抛运动轨迹的描绘。

【教学难点】判断平抛运动的轨迹是不是抛物线以及计算平抛物体的初速度及抛出点坐标。

【教学方法】自主学习与实验探究相结合，加深对平抛运动的感性认识。

【教学准备】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。

多媒体：多媒体课件、电子白板、Excel软件、摄像头等。

【教学过程】展示学习目标及实验探究点(认真阅读教材并结合实验室实际情况选择合适的实验器材和研究方法)探究点1、如何获得平抛运动的轨迹？探究点２、如何确定轨迹是否为抛物线？探究点３、如何根据已有的轨迹求出平抛的初速度（一）如何获得平抛运动的轨迹？1、师生交互认识实验器材：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。

人教版高中必修二《平抛运动》教案《人教版高中必修二《平抛运动》教案》这是优秀的教学设计文章，希望可以对您的学习工作中带来帮助！平抛运动教学准备(一)、教育教学目的：1、知识要求：掌握平抛运动的条件、性质、运动规律和公式，并会根据运动的独立性质解决有关平抛运动的问题。

2、能力要求：培养学生的实验、观察能力，运用逻辑思维方式进行判断、分析、解决有关物理问题的能力。

3、物理思想教育要求：渗透物理方法(实验的方法、辩证的思维的方式和方法)的教育，培养学生的科学态度、探索知识的精神。

(二)、教材分析：1、重点：平抛运动的研究方法、性质和规律，并用有关规律解决具体问题。

2、难点：平抛运动的研究方法及运动规律。

3、关键：从实验及多媒体演示中分析得出平抛运动在竖直方向及水平方向的运动规律。

4、创思设想：教材直接提出平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动，竖直方向的自由落体运动，并用平抛竖落仪演示加以证实，再用频闪照片分析后给出平抛运动的规律，并解例题，教材直接把结论给学生，学生的思维只能跟着老师的引导进行，不利于他们思维能力的培养。

为了突出学生的中心地位，设计了三个创思点：①.平抛运动可以分解为什么方向的运动，由学生自己提出猜想，并设计实验证实，并让学生亲自动手。

②.例题㈠只提出部分条件，让学生设计问题并解决问题。

让学生学会从具体问题中抽象出一般规律。

③.例题㈡实验性强的题目，让学生用一般规律解决实际问题，并具有逆向思维的意义。

(三)、教学内容设计、过程安排：<1>平抛运动的条件具有水平初速Vo只受重力(a=g，匀变速)复习引入：(为探索新知识作好基础知识准备、使新、旧知识自然过渡，学生易接受。

)提问：1.物体做曲线运动的条件是什么?2.曲线运动是一种较为复杂的运动，有何办法使研究的问题简单化?生：1.物体受到的合外力与物体的运动方向不在同一直线上。

2.用运动的合成和分解的办法，把复杂的曲线运动当成多个简单的直线运动的合成。

5.4 争辩平抛运动学问与技能１．知道平抛运动的特点为是初速度方向水平，只有竖起方向受到重力作用，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．能应用平抛运动的规律分析实际问题。

过程与方法１．在学问教学中应同时进展科学争辩过程教育，本节课以争辩平抛物体运动规律为中心所开放的课堂教学，应突出一条争辩物理科学的一般思想方法的主线：观看现象→初步分析→猜想→试验争辩→得出规律→重复试验→鉴别结论。

２．利用的直线运动的规律来争辩简洁的曲线运动，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。

情感、态度与价值观通过重复屡次试验，进展共性分析，归纳分类，到达鉴别结论的教育目的，同时还能进展理论联系实际的教育。

教学重点平抛运动的特点和规律教学难点平抛运动的规律教具平抛竖落仪课时支配２课时教学过程【新课导入】问题：在什么状况下物体做曲线运动？答：当物体所受的合力跟它的速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。

问题：合运动和分运动之间以及各个分运动之间存在什么关系呢？答：合运动和分运动所经受的时间确定是违反的，这是等时性原理；各个分运动之间是相互独立、互不影响的，这是独立性原理。

在学习了曲线运动的根本概念和处理方法以后，我们应当把这些理论应用到实际的曲线运动中来，这就是我们这一节课要争辩的运动——平抛运动。

【新课教学】一、抛体运动【演示试验】把一个粉笔头以任意角度向空中抛出。

问题：粉笔头做什么运动？答：曲线运动。

问题：粉笔头受到哪些力作用？答：重力和空气阻力。

但一般状况下空气阻力相对于重力可以无视不计。

问题：在现实生活中还有哪些运动与粉笔头的运动相像？小结：１。

以确定的初速度将物体抛出，在空气阻力可以无视的状况下，物体所做的运动叫做抛体运动。

２．初速度沿水平方向的抛体运动叫做平抛运动。

３．抛体运动还有竖直上抛、竖直下抛、斜向上抛、斜向下抛。

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。

5.4 抛体运动的规律【教材分析】本节是人教版高中物理必修第二册第五章《曲线运动》的第3节的知识，其内容包括抛体运动的定义以及形成条件，抛体运动的规律及其应用。

在本节课之前学习了直线运动的规律，曲线运动以及运动的合成与分解等知识，在后面还将要学习圆周运动和天体运动。

抛体运动是直线运动到曲线运动的一个“过渡”，也是运用运动的合成与分解分析曲线运动的一个典型特例。

此外抛体运动与日常生活联系非常紧密，所以学好这部分知识也有广泛的实际意义。

【学情分析】高一的学生已经初步具备了分析问题的能力、物理实验的能力、归纳实验现象的能力，也具有一定的用数学知识研究物理问题的能力。

另外学生已经学过了直线运动以及运动的合成与分解，这些都为本节课在方法上铺平了道路。

具体如何运用运动的合成与分解，特别是如何加深对运动的理解。

【教学目标】物理观念：用“演绎推理”的方法生成平抛运动的规律，使学生亲历物理观念建立的过程。

科学思维：利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动，渗透“化曲为直”“化繁为简”“等效替代”等重要的物理思想。

科学探究：通过实例分析再次体会平抛运动的规律。

科学态度与责任：通过对平抛运动的规律的建立，增强学生学习物理的兴趣，感受学习成功的快乐。

【教学重难点】重点：分析归纳抛体运动的规律难点：运用数学知识分析归纳抛体运动的规律【教学过程】一、新课引入创设情景：观看打排球视频；提问：（1）从视频中看到排球发生什么情况？（2）在排球比赛中，运动员发球时要使排球既能过网，又不出界，需要考虑哪些因素？（3）排球的运动属于抛体运动吗？举例：抛体运动：以一定的初速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用。

提问：排球的运动属于抛体运动，如果运动员发球的速度是水平的，那么排球的运动是平抛运动吗？平抛运动：以水平的初速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用。

二、新课讲解1.平抛运动的特点提问：平抛运动是曲线运动，研究曲线运动比较困难，可以转变为我们已经学习过的什么运动？实验演示：利用平抛竖落仪演示视频展示：利用虚拟实验展示两个小球分别做自由落体运动和匀速直线运动实验探究结果：平抛运动竖直方向是自由落体运动平抛运动水平方向是匀速直线运动2.平抛运动的速度提问：如图：一物体以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，经过时间t运动到C点，求此时C的速度？第一步：建立直角坐系标，以抛出点为原点，以初速度v0作为x的方向，竖直方向为y轴方向。