高中物理实验：研究平抛运动（新人教版必修2）.doc

用心爱心专心新人教版高中物理必修二同步学案第五章曲线运动第四节实验：研究平抛运动【学习目标】知识与技能掌握平抛运动在竖直方向的运动特点。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。【学习重点】平抛运动在竖直和水平方向的运动规律。【学习难点】描绘平抛运动的轨迹。【学习课时】1课时【探究学习】平抛运动物体在竖直方向的分运动是运动。2.平抛运动在水平方向做运动.3.平抛运动的轨迹是4.平抛运动是水平方向的运动和竖直方向的运动的运动。5.平抛运动的规律是【课堂实录】引入新课复习旧知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。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。v0v1v2v2yv1yθ2θ1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。②实验设法通过实验得到平抛运动的轨迹；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。那么如何通过实验得到平抛运动的轨迹呢？教材提出了三个参考案例：案例一：利用水平喷出的细水柱显示平抛运动轨迹；案例二：利用斜面小槽等装置记录平抛运动轨迹；案例三：利用数码照相机或数码摄像机记录平抛运动轨迹。yOh4h9hx???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。通过前面的实验探究我们已经知道平抛运动在竖直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h＝EQ\F(12)gt2。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。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.三、描绘平抛运动的轨迹为记录平抛运动轨迹实验室中较常用的方法是教材介绍参考案例2：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。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。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