高中物理必修2實驗：研究平拋運動教案
教學(xué)目標(biāo)
1、知識與技能
(1)知道平拋運動的特點是初速度方向水平，只有豎直方向受重力作用，運動軌跡是拋物線;
(2)知道平拋運動形成的條件;
(3)理解平拋運動是勻變速運動，其加速度為g;
(4)會用平拋運動規(guī)律解答有關(guān)問題。
2、過程與方法
(1)在知識教學(xué)中應(yīng)同時進行科學(xué)研究過程教育，本節(jié)課以研究平拋物體運動規(guī)律為中心所展開的課堂教學(xué)，應(yīng)突出一條研究物理科學(xué)的一般思想方法的主線：
觀察現(xiàn)象→初步分析→猜測實驗研究→得出規(guī)律→重復(fù)實驗→鑒別結(jié)論→追求統(tǒng)一。
(2)利用已知的直線運動的規(guī)律來研究復(fù)雜的曲線運動，滲透物理學(xué)“化曲為直”“化繁為簡”的方法及“等效代換”正交分解”的思想方法;
(3)在實驗教學(xué)中，進行控制的思想方法的教育：從實驗的設(shè)計、裝置、操作到數(shù)據(jù)處理，所有環(huán)節(jié)都應(yīng)進行多方面實驗思想的教育，“實驗的精髓在于控制”的思想，在乎拋物體實驗中非常突出。如裝置中斜槽末端應(yīng)保持水平的控制;木板要豎直放置的控制;操作上強調(diào)小球每次都從斜槽同一高度處由靜止開始釋放的控制;在測量小球位置時對實驗誤差的控制等。
3、情感、態(tài)度與價值觀
(1)通過重復(fù)多次實驗，進行共性分析、歸納分類，達到鑒別結(jié)論的教育目的，同時還能進行理論聯(lián)系實際的教育。
(2)在理解平拋物體運動規(guī)律是受恒力的勻變速曲線運動時應(yīng)注意到“力與物體運動的關(guān)系”。這方面的問題，我國東漢的王充(公元27～97年)歷盡心血三十年寫成《論衡》一書，全書三十卷八十五篇約三十萬字，已有精辟論述，以此滲透愛國主義教育和刻苦學(xué)習(xí)、勤奮工作精神的美德教育。
教學(xué)重難點
1、教學(xué)重點：平拋運動的特點和規(guī)律;學(xué)習(xí)和借鑒本節(jié)課的研究方法。
2、教學(xué)難點：平拋運動的規(guī)律。
教學(xué)工具
多媒體、板書
教學(xué)過程
一、實驗?zāi)康?BR> 1.用實驗的方法描出平拋運動的軌跡.
2.判斷平拋運動的軌跡是否為拋物線.
3.根據(jù)平拋運動的軌跡求其初速度.
二、實驗原理
1.利用追蹤法逐點描出小球運動的軌跡.
2.建立坐標(biāo)系，如果軌跡上各點的y坐標(biāo)與x坐標(biāo)間的關(guān)系具有y=ax2的形式(a是一個常量)，則軌跡是一條拋物線.
三、實驗器材
斜槽、小球、方木板、鐵架臺、坐標(biāo)紙、圖釘、重垂線、三角板、鉛筆、刻度尺.
四、實驗步驟
1.安裝調(diào)平
將帶有斜槽軌道的木板固定在實驗桌上，其末端伸出桌面外，軌道末端切線水平，如圖所示.
2.建坐標(biāo)系
用圖釘將坐標(biāo)紙固定于豎直木板的左上角，把木板調(diào)整到豎直位置，使板面與小球的運動軌跡所在平面平行且靠近，把小球放在槽口處，用鉛筆記下小球在槽口(軌道末端)時球心在木板上的投影點O，O點即為坐標(biāo)原點，用重垂線畫出過坐標(biāo)原點的豎直線，作為y軸，畫出水平向右的x軸.
3.確定球的位置
將小球從斜槽上某一位置由靜止滑下，小球從軌道末端射出，先用眼睛粗略確定做平拋運動的小球在某一x值處的y值，然后讓小球由同一位置自由滾下，在粗略確定的位置附近用鉛筆較準(zhǔn)確地描出小球通過的位置，并在坐標(biāo)紙上記下該點.用同樣的方法確定軌跡上其他各點的位置.
4.描點得軌跡
取下坐標(biāo)紙，將坐標(biāo)紙上記下的一系列點，用平滑曲線連起來，即得到小球平拋運動軌跡.
五、數(shù)據(jù)處理
1.計算初速度
在小球平拋運動軌跡上選取分布均勻的六個點——A、B、C、D、E、F，用刻度尺、三角板測出它們的坐標(biāo)(x，y)，并記錄在下面的表格中，已知g值，利用公式y(tǒng)=2(1)gt2和x=v0t，求出小球做平拋運動的初速度v0，最后算出v0的平均值.
2.驗證軌跡是拋物線
拋物線的數(shù)學(xué)表達式為y=ax2，將某點(如B點)的坐標(biāo)x、y代入上式求出常數(shù)a，再將其他點的坐標(biāo)代入此關(guān)系式看看等式是否成立，若等式對各點的坐標(biāo)近似都成立，則說明所描繪的曲線為拋物線.
六、誤差分析
1.斜槽末端沒有調(diào)水平，小球離開斜槽后不做平拋運動.
2.確定小球運動的位置時不準(zhǔn)確.
3.量取軌跡上各點坐標(biāo)時不準(zhǔn)確.
七、注意事項
1.實驗中必須調(diào)整斜槽末端的切線水平(檢驗是否水平的方法是：將小球放在斜槽末端水平部分，將其向兩邊各輕輕撥動一次，看其是否會加速或減速運動).
2.方木板必須處于豎直平面內(nèi)，固定時要用重垂線檢查坐標(biāo)紙豎線是否豎直.
3.小球每次必須從斜槽上同一位置滾下.
4.坐標(biāo)原點不是槽口的端點，應(yīng)是小球出槽口時球心在木板上的投影點.
5.小球開始滾下的位置高度要適中，以使小球平拋運動的軌跡由坐標(biāo)紙的左上角一直到達右下角為宜.
6.在軌跡上選取離坐標(biāo)原點O點較遠的一些點來計算初速度.
八.典例剖析
1. 實驗器材、實驗操作
例1、
(1)在做“研究平拋物體的運動”實驗時，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要的是________.
A.游標(biāo)卡尺 B.秒表 C.坐標(biāo)紙 D.天平 E.彈簧測力計 F.重垂線
(2)實驗中，下列說法正確的是()
A.應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下
B.斜槽軌道必須光滑
C.要使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應(yīng)適當(dāng)多一些
D.斜槽軌道末端可以不水平
【答案】 (1)C、F(2)A、C
2. 實驗數(shù)據(jù)的處理
例2. 在研究平拋運動的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長L=1.25 cm，若小球在平拋運動途中的幾個位置如圖中a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度v0=______(用L、g表示)，其值是______.(g取9.8 m/s2)
3. 實驗創(chuàng)新設(shè)計
例3. 請你由平拋運動原理設(shè)計測量彈射器射出彈丸的初速度的實驗方法，提供的實驗器材：彈射器(含彈丸，見圖)，鐵架臺(帶有夾具)，刻度尺.
(1)畫出實驗示意圖.
(2)在安裝彈射器時應(yīng)注意_________________________.
(3)實驗中需要測量的量有(并在示意圖中用字母標(biāo)出)
_________________________________________________.
(4)由于彈射器每次射出的彈丸初速度不可能完全相等，在實驗中采取的方法是________________________________.
(5)初速度的計算公式：___________________________.
【答案】
(1)由平拋運動的實驗原理，可知使彈丸做平拋運動，通過測量下落高度可求出運動時間，再測出水平位移可求出其做平拋運動的初速度，故實驗示意圖如圖所示.
(2)為保證彈丸初速度沿水平方向，彈射器必須保持水平.
(3)應(yīng)測出彈丸下落的高度y和水平射程x，如圖所示.
(4)在不改變高度y的條件下進行多次實驗測量水平射程x，然后求水平射程x的平均值，以減小誤差.
課后小結(jié)
本節(jié)課主要內(nèi)容包括：
1.研究平拋運動在豎直方向是自由落體運動;
2.研究平拋運動在水平方向是勻速直線運動;
3.設(shè)計實驗獲得平拋運動的軌跡.
4.實驗的原理、器材、步驟和注意事項
5.對學(xué)生的實際操作進行點評
板書
第三節(jié) 探究平拋運動的規(guī)律
1、拋體運動
(1)條件：具有一定的初速度;忽略空氣阻力;只受重力的作用
(2)初速度為水平方向的拋體運動叫做平拋運動。
2、豎直方向的運動規(guī)律
(1)受力情況：只受重力作用
(2)初速度情況：無
(3)結(jié)論：平拋運動在豎直方向上的分運動是自由落體運動。
3、水平方向的運動規(guī)律
(1)受力情況：不受力
(2)初速度情況：有
(3)結(jié)論：平拋運動在水平方向的分運動為勻速直線運動。
高中教學(xué)計劃小編推薦各科教學(xué)設(shè)計：
語文、數(shù)學(xué)、英語、歷史、地理、政治、化學(xué)、物理、生物、美術(shù)、音樂、體育、信息技術(shù)
高中教學(xué)計劃小編推薦各科教學(xué)設(shè)計：
語文、數(shù)學(xué)、英語、歷史、地理、政治、化學(xué)、物理、生物、美術(shù)、音樂、體育、信息技術(shù)
教學(xué)目標(biāo)
1、知識與技能
(1)知道平拋運動的特點是初速度方向水平，只有豎直方向受重力作用，運動軌跡是拋物線;
(2)知道平拋運動形成的條件;
(3)理解平拋運動是勻變速運動，其加速度為g;
(4)會用平拋運動規(guī)律解答有關(guān)問題。
2、過程與方法
(1)在知識教學(xué)中應(yīng)同時進行科學(xué)研究過程教育，本節(jié)課以研究平拋物體運動規(guī)律為中心所展開的課堂教學(xué)，應(yīng)突出一條研究物理科學(xué)的一般思想方法的主線：
觀察現(xiàn)象→初步分析→猜測實驗研究→得出規(guī)律→重復(fù)實驗→鑒別結(jié)論→追求統(tǒng)一。
(2)利用已知的直線運動的規(guī)律來研究復(fù)雜的曲線運動，滲透物理學(xué)“化曲為直”“化繁為簡”的方法及“等效代換”正交分解”的思想方法;
(3)在實驗教學(xué)中，進行控制的思想方法的教育：從實驗的設(shè)計、裝置、操作到數(shù)據(jù)處理，所有環(huán)節(jié)都應(yīng)進行多方面實驗思想的教育，“實驗的精髓在于控制”的思想，在乎拋物體實驗中非常突出。如裝置中斜槽末端應(yīng)保持水平的控制;木板要豎直放置的控制;操作上強調(diào)小球每次都從斜槽同一高度處由靜止開始釋放的控制;在測量小球位置時對實驗誤差的控制等。
3、情感、態(tài)度與價值觀
(1)通過重復(fù)多次實驗，進行共性分析、歸納分類，達到鑒別結(jié)論的教育目的，同時還能進行理論聯(lián)系實際的教育。
(2)在理解平拋物體運動規(guī)律是受恒力的勻變速曲線運動時應(yīng)注意到“力與物體運動的關(guān)系”。這方面的問題，我國東漢的王充(公元27～97年)歷盡心血三十年寫成《論衡》一書，全書三十卷八十五篇約三十萬字，已有精辟論述，以此滲透愛國主義教育和刻苦學(xué)習(xí)、勤奮工作精神的美德教育。
教學(xué)重難點
1、教學(xué)重點：平拋運動的特點和規(guī)律;學(xué)習(xí)和借鑒本節(jié)課的研究方法。
2、教學(xué)難點：平拋運動的規(guī)律。
教學(xué)工具
多媒體、板書
教學(xué)過程
一、實驗?zāi)康?BR> 1.用實驗的方法描出平拋運動的軌跡.
2.判斷平拋運動的軌跡是否為拋物線.
3.根據(jù)平拋運動的軌跡求其初速度.
二、實驗原理
1.利用追蹤法逐點描出小球運動的軌跡.
2.建立坐標(biāo)系，如果軌跡上各點的y坐標(biāo)與x坐標(biāo)間的關(guān)系具有y=ax2的形式(a是一個常量)，則軌跡是一條拋物線.
三、實驗器材
斜槽、小球、方木板、鐵架臺、坐標(biāo)紙、圖釘、重垂線、三角板、鉛筆、刻度尺.
四、實驗步驟
1.安裝調(diào)平
將帶有斜槽軌道的木板固定在實驗桌上，其末端伸出桌面外，軌道末端切線水平，如圖所示.
2.建坐標(biāo)系
用圖釘將坐標(biāo)紙固定于豎直木板的左上角，把木板調(diào)整到豎直位置，使板面與小球的運動軌跡所在平面平行且靠近，把小球放在槽口處，用鉛筆記下小球在槽口(軌道末端)時球心在木板上的投影點O，O點即為坐標(biāo)原點，用重垂線畫出過坐標(biāo)原點的豎直線，作為y軸，畫出水平向右的x軸.
3.確定球的位置
將小球從斜槽上某一位置由靜止滑下，小球從軌道末端射出，先用眼睛粗略確定做平拋運動的小球在某一x值處的y值，然后讓小球由同一位置自由滾下，在粗略確定的位置附近用鉛筆較準(zhǔn)確地描出小球通過的位置，并在坐標(biāo)紙上記下該點.用同樣的方法確定軌跡上其他各點的位置.
4.描點得軌跡
取下坐標(biāo)紙，將坐標(biāo)紙上記下的一系列點，用平滑曲線連起來，即得到小球平拋運動軌跡.
五、數(shù)據(jù)處理
1.計算初速度
在小球平拋運動軌跡上選取分布均勻的六個點——A、B、C、D、E、F，用刻度尺、三角板測出它們的坐標(biāo)(x，y)，并記錄在下面的表格中，已知g值，利用公式y(tǒng)=2(1)gt2和x=v0t，求出小球做平拋運動的初速度v0，最后算出v0的平均值.
2.驗證軌跡是拋物線
拋物線的數(shù)學(xué)表達式為y=ax2，將某點(如B點)的坐標(biāo)x、y代入上式求出常數(shù)a，再將其他點的坐標(biāo)代入此關(guān)系式看看等式是否成立，若等式對各點的坐標(biāo)近似都成立，則說明所描繪的曲線為拋物線.
六、誤差分析
1.斜槽末端沒有調(diào)水平，小球離開斜槽后不做平拋運動.
2.確定小球運動的位置時不準(zhǔn)確.
3.量取軌跡上各點坐標(biāo)時不準(zhǔn)確.
七、注意事項
1.實驗中必須調(diào)整斜槽末端的切線水平(檢驗是否水平的方法是：將小球放在斜槽末端水平部分，將其向兩邊各輕輕撥動一次，看其是否會加速或減速運動).
2.方木板必須處于豎直平面內(nèi)，固定時要用重垂線檢查坐標(biāo)紙豎線是否豎直.
3.小球每次必須從斜槽上同一位置滾下.
4.坐標(biāo)原點不是槽口的端點，應(yīng)是小球出槽口時球心在木板上的投影點.
5.小球開始滾下的位置高度要適中，以使小球平拋運動的軌跡由坐標(biāo)紙的左上角一直到達右下角為宜.
6.在軌跡上選取離坐標(biāo)原點O點較遠的一些點來計算初速度.
八.典例剖析
1. 實驗器材、實驗操作
例1、
(1)在做“研究平拋物體的運動”實驗時，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要的是________.
A.游標(biāo)卡尺 B.秒表 C.坐標(biāo)紙 D.天平 E.彈簧測力計 F.重垂線
(2)實驗中，下列說法正確的是()
A.應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下
B.斜槽軌道必須光滑
C.要使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應(yīng)適當(dāng)多一些
D.斜槽軌道末端可以不水平
【答案】 (1)C、F(2)A、C
2. 實驗數(shù)據(jù)的處理
例2. 在研究平拋運動的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長L=1.25 cm，若小球在平拋運動途中的幾個位置如圖中a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度v0=______(用L、g表示)，其值是______.(g取9.8 m/s2)
3. 實驗創(chuàng)新設(shè)計
例3. 請你由平拋運動原理設(shè)計測量彈射器射出彈丸的初速度的實驗方法，提供的實驗器材：彈射器(含彈丸，見圖)，鐵架臺(帶有夾具)，刻度尺.
(1)畫出實驗示意圖.
(2)在安裝彈射器時應(yīng)注意_________________________.
(3)實驗中需要測量的量有(并在示意圖中用字母標(biāo)出)
_________________________________________________.
(4)由于彈射器每次射出的彈丸初速度不可能完全相等，在實驗中采取的方法是________________________________.
(5)初速度的計算公式：___________________________.
【答案】
(1)由平拋運動的實驗原理，可知使彈丸做平拋運動，通過測量下落高度可求出運動時間，再測出水平位移可求出其做平拋運動的初速度，故實驗示意圖如圖所示.
(2)為保證彈丸初速度沿水平方向，彈射器必須保持水平.
(3)應(yīng)測出彈丸下落的高度y和水平射程x，如圖所示.
(4)在不改變高度y的條件下進行多次實驗測量水平射程x，然后求水平射程x的平均值，以減小誤差.
課后小結(jié)
本節(jié)課主要內(nèi)容包括：
1.研究平拋運動在豎直方向是自由落體運動;
2.研究平拋運動在水平方向是勻速直線運動;
3.設(shè)計實驗獲得平拋運動的軌跡.
4.實驗的原理、器材、步驟和注意事項
5.對學(xué)生的實際操作進行點評
板書
第三節(jié) 探究平拋運動的規(guī)律
1、拋體運動
(1)條件：具有一定的初速度;忽略空氣阻力;只受重力的作用
(2)初速度為水平方向的拋體運動叫做平拋運動。
2、豎直方向的運動規(guī)律
(1)受力情況：只受重力作用
(2)初速度情況：無
(3)結(jié)論：平拋運動在豎直方向上的分運動是自由落體運動。
3、水平方向的運動規(guī)律
(1)受力情況：不受力
(2)初速度情況：有
(3)結(jié)論：平拋運動在水平方向的分運動為勻速直線運動。
高中教學(xué)計劃小編推薦各科教學(xué)設(shè)計：
語文、數(shù)學(xué)、英語、歷史、地理、政治、化學(xué)、物理、生物、美術(shù)、音樂、體育、信息技術(shù)
高中教學(xué)計劃小編推薦各科教學(xué)設(shè)計：
語文、數(shù)學(xué)、英語、歷史、地理、政治、化學(xué)、物理、生物、美術(shù)、音樂、體育、信息技術(shù)