高中物理 第五章 曲线运动 第3节 实验研究平抛运动教案 新人教版必修2-新人教版高一必修2物理教案.doc

3．实验：研究平抛运动三维目标知识与技能1．知道平抛运动的条件及相应控制方法；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为抛物线的方法；4．知道测量初速度时需要测量的物理量；5．会推导初速度的表达式会计算平抛运动的初速度。过程与方法1．观察现象→初步分析→猜测实验研究→得出规律→重复实验→鉴别结论→追求统一；2．利用已知的直线运动的规律来研究复杂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；3．在实验教学中进行控制的思想方法的教育：从实验的设计、装置、操作到数据处理所有环节都应进行多方面实验思想的教育“实验的精髓在于控制”的思想在乎抛物体实验中非常突出。如装置中斜槽末端应保持水平的控制；木板要竖直放置的控制；操作上强调小球每次都从斜槽同一高度处由静止开始释放的控制；在测量小球位置时对实验误差的控制等。情感、态度与价值观通过重复多次实验进行共性分析、归纳分类达到鉴别结论的教育目的同时还能进行理论联系实际的教育。教学重点平抛运动实验的设计、装置、操作及数据处理。教学难点1．平抛运动的条件及相应控制方法；2．用实验获得平抛运动轨迹的方法。教学方法探究、实验。教具准备平抛运动演示仪、多媒体课件。教学过程［新课导入］上节课我们学习了平抛运动的理论知识本节课我们通过实验来进一步探究平抛运动的特点分析平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度等。［新课教学］在这个实验中我们首先设法描绘某物体做平抛运动的轨迹然后通过这个轨迹研究平抛运动的特点。现在假定已经用某种方法得到了一个物体做平抛运动的轨迹我们看一看可以进行哪些研究。一、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线OM1M2M3M4xy9hA1A2A3A4h4h在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3……把线段OA1的长度记为l那么OA2＝2l、OA3＝3l……由A1、A2、A3……向下作垂线垂线与抛体轨迹的交点记为M1、M2、M3……如果轨迹的确是一条抛物线M1、M2、M3……各点的y坐标与x坐标间的关系应该具有y＝ax2的形式（a是一个待定的常量）。用刻度尺测量某点的x、y坐标代入y＝ax2中求出常量a于是知道了代表这个轨迹的一个可能的关系式。测量其它几个点的x、y坐标。怎样通过这些测量值来判断这条曲线是否是一条抛物线？假定由A1、A2、A3……向下作垂线垂线与抛体轨迹的交点对应的纵坐标分别为h、4h、9h……则轨迹上的点满足二次函数y＝ax2则说明轨迹的形状是抛物线。二、计算平抛物体的初速度本实验的要求不高可以不考虑空气阻力的作用。这样抛体在竖直方向只受到重力的作用因此它的加速度是常量等于g它的y坐标的变化符合匀加速运动的规律：根据曲线上某点的纵坐标可以计算出时间t。为了得到抛体的初速度还需要测量什么量？进行怎样的计算？做平抛运动的物体在水平方向做匀速运动若曲线上该点的横坐标为x则有：x＝v0t联立解得：三、实验操作下面的参考案例介绍了获得平抛运动轨迹的几种方法同学们可以选用其中的某一方法也可以自己设计其他方法。【参考案例】要得到平抛运动的轨迹有多种实验方法以下案例可供选择也可以在这些案例启发下自行设计或改装形成自己的实验方案。1．利用实验室的斜面小槽等器材装配如图所示的装置。钢球从斜槽上滚下冲过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使钢球在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。可以把笔尖放在小球可能经过的位置如果小球能够碰到笔尖就说明位置找对了。【实验器材】方木板白纸图钉斜槽轨道(附挡球板和重垂线)小钢球铅笔刻度尺。【实验步骤】xy①将固定有斜槽的木板放在实验桌上实验前要检查木板是否水平使槽末端O点的切线水平。②用图钉把坐标纸钉在竖直的木板上固定时要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直。③选定斜槽末端所在的点为坐标原点O从坐标原点O画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴。④使小球由斜槽的某一固定位置自由滚下并由O点开始做平抛运动。先用眼睛粗略地确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值。然后使小球从开始时的位置滚下在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地确定小球通过的位置并在坐标纸上记下这一点。⑤依次改变x的值用同样的方法确定其他各点的位置。⑥取下坐标纸根据记下的一系列位置用平滑的曲线画出小球做平抛运动的轨迹。⑦在轨迹上选取几个不同的点测出它们的横坐标x和纵坐标y根据重力加速度g的数值利用公式算出小球做平抛运动的初速度最后算出V0的平均值。【记录及数据处理】g＝_____________m/s2。选点编号xyv012345【注意事项】①固定斜槽时要保证斜槽末端切线呈水平使小球能稳定地停在槽口附近；②小球每次要从槽中同一位置由静止状态开