平抛运动实验装置的改进——研究性学习案例分析

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。

《实验研究平抛运动》导学案实验研究平抛运动导学案一、实验目的1.通过实验研究平抛运动的基本特征；2.结合实验结果，分析平抛运动的物理规律；3.培养实验操作能力和科学思维能力。

二、实验装置与材料1.平面；2.弹簧器；3.草图纸等。

三、实验步骤1.在平面上划线，用于记录实验数据；2.将弹簧器中的弹簧拉伸至合适的长度；3.将弹簧器放在划线处，将弹簧释放，使弹簧漂浮并采取平抛运动；4.用草图纸等记录弹簧所在位置的变化，并按照适当的时间间隔记录数据。

四、实验数据记录及分析1.根据实验步骤所记录的数据，得出弹簧所在位置的变化情况；2.将数据绘制成折线图，以时间为横轴，距离为纵轴；3.分析折线图的趋势和规律，并给出相应的解释。

五、实验结论1.平抛运动是在重力的作用下，物体在水平方向具有匀速直线运动，而在竖直方向上具有自由落体运动的复合运动；2.平抛运动的轨迹为抛物线；3.平抛运动的水平速度不变，竖直速度在整个运动过程中变化。

六、实验扩展及拓展1.尝试对不同起始速度和角度条件下的平抛运动进行研究；2.探究平抛运动与其他运动的关系，如斜抛运动。

七、实验注意事项1.实验过程中要注意安全，如避免弹簧伤人等情况发生；2.实验数据的记录和处理要准确和细致，以保证实验结果的有效性；3.在实验前要对实验装置和材料进行检查，确保正常使用。

八、实验思考题1.如果将实验中的平面倾斜一定角度，会对平抛运动产生什么影响？2.如果改变实验中的弹簧的弹性系数，会对平抛运动产生什么影响？3.如何确定平抛运动的初速度和抛出角度？以上是关于《实验研究平抛运动》导学案的内容，希望对你的学习有所帮助。

祝你实验顺利！。

精心整理浅谈研究平抛运动实验的创新设计湖北陈宏研究平抛物体运动的实验是中学物理中的重要实验之一，高考复习时不但要掌握课本上介绍的实验原理、实验器材、实验步骤及数据处理方法，而且还要掌握研究平抛运动实验的创新设计。

纵观历年高考物理试题，很多实验试题都是考查学生对中学物理实验的创新设计的。

下面就谈谈研究平抛运动实验的创新设计。

一、实验方法的创新要得到平抛运动的轨迹，有多种实验方法，下面介绍几种新的实验方法。

方法 1：用水流研究平抛物体的运动如图 1，倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着A两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，且水平端加接一段更细的硬管图 1 水平喷出作为喷嘴。

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。

设法把它描在背后的纸上就能进行分析处理了。

插入瓶中的另一根细管的作用，是保持从喷嘴射出水流的速度不变，使其不随瓶内水面的下降而减小。

这是因为该管上端与空气相通， A 处水的压强始终等于大气压，不受瓶内水面高低的影响。

因此，在水面降到A处以前的很长一段时间内，都可以得到稳定的细水柱。

方法 2: 用数码照相机或数码摄像机记录平抛运动的轨迹数码相机大多具有摄像功能，每秒钟拍摄约15 帧照片。

可以用它拍摄小球从水平桌面飞出后做平抛运动的几张连续照片。

如果用数学课上画函数图象的方格黑板做背景，就可以根据照片上小球的位置在方格纸上画出小球的轨迹。

方法 3: 在水平方向平移挡板法在做“研究平抛物体的运 ” 的 中， 了确定小球在不同 刻所通 的位置，用如 2 所示的装置，将一 平 挡板木板 上复写 和白 ， 直立于槽口前某 ，使A小球从斜槽y 1B上 靠 板 由静止滑下，小球撞在木y 2板上留下痕C迹 A ；将木板向后移距离 x ，再使小球从 x x斜槽上 靠板 由静止滑下，小球撞在木板上留2下痕迹 B ；又将木板再向后移距离 x ，小球再从斜槽上 靠 板 由静止滑下，再得到痕迹 C 。

5.3 实验 研究平抛运动实验目的：(1)用实验方法描绘出平抛物体的运动轨迹； (2)从实验轨迹求出平抛运动物体的初速度。

实验原理：平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：一是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由落体运动。

令小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系。

测出曲线上的某一点的坐标x 和y ，根据重力加速度g 的数值、利用公式221gt y =，求出小球飞行时间t ，再利用公式t v x 0=，求出小球的水平分速度即为小球做平抛运动的初速度。

教学重点:描绘平抛运动的轨迹并利用轨迹研究平抛运动的规律。

教学难点:利用平抛运动的轨迹研究平抛运动的规律。

实验器材：斜槽，铁架台，金属小球，木板(附竖直固定支架)，有孔的卡片，坐标纸，图钉，刻度尺，重锤线，铅笔。

教学方法:实验探究法教学过程【复习回顾】(引入新课)1、什么是平抛运动？2、如何将平抛运动进行分解？3、平抛运动的轨迹有什么特点？（追问：到底是不是抛物线？耳听为虚，眼见为实，本节课从实验角度研究平抛运动）【进行新课】首先考虑如何获取运动轨迹？教材提供案例： （一）描迹法：（二）喷水法：结合PPT 简介 （三）照相法：结合PPT 简介v =本节课采用最经典的第一套方案。

实验目的和原理见上方。

首先，请同学们自学实验步骤、注意事项等。

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，并使其末端的切线保持水平。

可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明水平已调好。

2、调整木板：用悬挂在槽口的重锤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,然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。

3、确定坐标原点O ：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O ，O 即为坐标原点。