学生实验第一课时评课稿

《

实验：研究平抛运动》教学设计

一、

教学目标及重难点

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.

知道用实验得到平抛轨迹的方法。

3.

用实验验证平抛两个分运动的运动性质。

4.

知道测量初速度需要测量的物理量并会推表达式进而计算出初速度。

2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，并应用求解。

3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。

4教学重点 1学生动手操做得出平抛物体的轨迹，借机掌握实验的注意事项及步骤。

2通过对两个方向分运动性质的验证体会处理平抛运动的方法。

3结合实验求解平抛的初速度。

5教学难点 描绘平抛运动的轨迹及实验数据的处理。

二教学过程设计 ㈠

知识准备﹙教师问学生回答﹚

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。

㈡实验过程

1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，

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。

v1yθ

1

v1

v0

θ2

v2y

v2

②

实验

按图所示操作实验，如果小球A确实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，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。

2如何得到平抛运动的轨迹

教材提出了三个参考案例，〔结合我校学生的实际情况，我们只对前两个进行实际操作，对第二案例进行数据处理〕

①案例一：利用水平喷出的细水柱显示平抛运动轨迹；

②案例二：利用斜面小槽等装置记录平抛运动轨迹；

③案例三：利用数码照相机或数码摄像机记录平抛运动轨迹。

3描绘平抛运动的轨迹

对案例一

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，且水平端加一更细的硬管作为喷嘴。

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，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处以前的一段时间内，可以得到稳定的细水柱。

对案例二

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的。设法用铅笔描出小球经过的位置。通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。

⑴该实验所需器材包括：附带金属小球的斜槽，木板及竖直固定支架，白纸，图钉，刻度尺，三角板，重锤，铅笔等。

⑵实验步骤如下：

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，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的轨道上，如小球能在任意位置静止，就表明水平程度已调好。

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，然后把重锤线方向记录到钉在木板上的白纸上，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 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。

④

描绘运动轨迹 用铅笔的笔尖轻轻地靠在木板的平面上，不断调整笔尖的位置，使从斜槽上滚下的小球正好碰到笔尖，然后就用铅笔在该处白纸上点上一个黑点，这就记下了小球球心所对应的位置。保证小球每次从槽上开始滚下的位置都相同，用同样的方法可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。取下白纸，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。

⑶上述实验步骤中我们必须注意以下事项：

①

实验中必须保证通过斜槽末端点的切线水平，方木板必须处在竖直平面内，且与小球运动轨迹所在竖直平面平行，并使小球的运动靠近木板但不接触。

②

小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始滚下，为此，可在斜槽上某一位置固定一个挡板。

③

坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，而应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点，位于槽口末端上方r处（r为小球半径）。

④

应在斜槽上适当的位置释放小球，使它以适当的水平速度抛出，其轨迹由木板的左上角到达右下角，这样可以使实验误差较小。

⑤

须在斜槽末端用重锤线检查白纸上所画y轴是否竖直。

4探究平抛运动物体在水平方向的运动规律

实验器材:平抛仪

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

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。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。

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

9h

y 通过前面的实验探究我们已经知道，平抛运动在竖直 O h 4h ? ? ? x

h＝

gt2。

12

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。〔以h、4h说明结论〕

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.

㈢知识应用：应用所得轨迹求解平抛物体的初速度

①

结合复***抛轨迹坐标得出初速度。

②

利用手边的器材得出小球从桌之水平抛出的初速度。

③

教师列举两例应用求解平抛的初速度

※例1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，如图所示。现在曲线上取A、B两点，量出它们到y轴的距离，AA’=x1，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？

提示 根据平抛运动的两个分运动的规律，列方程求解。

解析 设小球到达A点时，运动时间为t1，竖直方向的位移为y1；到达B点时，运动时间为t2，竖直方向的位移为y2。根据平抛运动的规律有

其中y2－y1=h，所以

。

小结 平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动，竖直方向的分运动为自由落体运动。有此列出方程求解，即可求得其初速度。

※结合挂图对频闪照片进行处理

例2 在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L＝1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中a、b、a b c d

A’

h B’

y

x1 x2 A B c、d所示，则小球平抛的初速度为v0＝ （用L、g表示），其值是

。（g取9.8m/s）

2提示 因为平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，即初速度为零的匀加速直线运动，水平分运动是匀速直线运动，由运动学规律即可求解平抛运动物体的初速度。

解析 由水平方向上ab＝bc＝cd可知，相邻两点的时间间隔相等，设为T，竖直方向相邻两点间距之差相等，Δs＝L，则由 Δs＝aT2，

即得 T＝Δsa

＝L

。

g时间T内，水平方向位移为s＝2L，所以

sv0＝

＝2Lg m/s＝0.70m/s。

T小结 充分利用平抛运动的轨迹及其特点是本题求解的关键。

※追加问题对数值速度及合速度的求解

【课堂小结】

1.

得到平抛轨迹的方法及注意事项。2得到平抛初速度需要知道的物理量。 【板书设计】

实验:研究平抛运动

一知识准备 二实验过程 三利用轨迹求得平抛的初速度

1.

竖直方向运动性

质的实验验证。

2.

平抛轨迹的获得。

3.

水平方向运动性

质的实验验证。

A’

h B’

y

a b c d

x1 x2 A B

《

实验：研究平抛运动》教学设计

滦县第六中学

张成杰

2011年6月10

日