人教版 (2019)必修 第二册第五章 抛体运动3 实验：探究平抛运动的特点教学设计及反思

这是一份人教版 (2019)必修 第二册第五章 抛体运动3 实验：探究平抛运动的特点教学设计及反思，共6页。教案主要包含了实验原理与设计，实验器材，进行实验等内容，欢迎下载使用。

1. 知道抛体运动和平抛运动，知道用运动分解的方法研究平抛运动。
2. 知道平抛运动的条件及相应的控制方法，会用获得位置的方法确定多个点，并描绘平抛运动的轨迹。
3. 会根据平抛运动的轨迹，研究平抛运动水平和竖直运动的特点。
4. 通过探究平抛运动特点的实验，了解科学探究中获取及处理数据的方法。
教学重难点
教学重点
探究平抛运动特点的实验设计、探究平抛运动特点的数据处理
教学难点
探究平抛运动特点的实验设计、探究平抛运动特点的数据处理
教学准备
多媒体课件、平抛运动规律演示器
教学过程
新课引入
教师活动：播放排球比赛的视频。
教师活动：讲解抛体运动和平抛运动的概念。
以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用，这时的运动叫作抛体运动。如果初速度是沿水平方向的，这样的抛体运动就叫作平抛运动。
实验目的
教师设问：平抛运动与我们之前研究的直线运动的显著区别是什么？如何用实验来研究平抛运动的特点？
讲授新课
一、实验原理与设计
教师设问：平抛运动的轨迹是曲线运动。我们应如何建立坐标系？
学生活动：学生之间讨论教师所提问题，然后举手回答。
由运动的合成与分解可知，合运动与分运动是等效替代的关系，故可将平抛运动分解成两个方向上的运动来研究。
曲线运动的轨迹是二维平面的内的运动，故应建立二维空间的坐标系。又因为做平抛运动的物体在运动的过程中一直受竖直向下的重力的作用，它应该在这个方向上有加速度，因此应建立坐标轴在水平方向上的和竖直方向上的直角坐标系。
教师设问：实验中应记录哪些物体量，如何记录或测量？
学生活动：学生之间讨论老师所提问题，然后举手回答。
教师活动：理答。
二、实验器材
教师活动：展示实验所需要器材。
教师活动：结合实验器材，讲解实验器材可以测量哪些物理量，怎样测量这些物理量。
三、进行实验
（一）探究平抛运动竖直分运动的特点
(1)用小锤击打金属片。
应有的现象：用小锤击打弹性金属片后，A 球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时 B 球被释放，自由下落，做自由落体运动。A、B 两球同时开始运动。
(2)观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后。
(3)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，记录实验现象有什么变化。
教师活动：让学生描述观察到的物理现象。
两球同时开始运动，同时下落；
不论打击金属片的力度是大是小，两球始终在同一水平高度。
教师活动：理答。
教师活动：引导学生总结平抛运动竖直分运动的规律。
平抛运动在竖直方向上分运动是自由落体运动。
（二）探究平抛运动水平分运动的特点
(1)斜槽M 末端水平。钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板N，钢球飞出后，落到挡板上。
(2)实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。
(3)上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。最后，用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹。
(4)因为匀变速直线运动的规律相邻相等时间间隔的位移差是相等的，又因为小球在竖直方向上的分运动是自由落体运动，故从竖直方向上的位移可将小球运动分为数个相邻相等的时间间隔。
(5)比较小于在这几个相邻相等时间间隔的水平方向上的分运动。
师生活动：学生进行实验，教师观察学生的操作并作必要指导。
教师活动：引导学生根据自己的数据总结结论。
结论：平抛运动的在水平方向上的分运动是匀速直线运动。
（三）其他实验设计
教师活动：展示频闪摄影的图片。
教师设问：用频闪摄影可不可以研究平抛运动的规律？如果不能，为什么？如果可以，应怎样研究。
学生活动：学生之间讨论老师所提问题，然后举手回答。
教师活动：理答。
由于频闪摄影的时间间隔是固定的，故直接分别测量相邻两个点之间的距离在竖直方向上和水平方向上的投影即可。
若在某一方向上，相邻点的位移差为0，则在这个方向上做的是匀速直线运动。
若在某一方向上，相邻点的位移差是一个不为0的常数，则在这个方向上的运动为匀变速直线运动。
典题剖析
例1 用平抛仪做“探究平抛运动的特点”实验。
(1)以下哪些操作可能引起实验误差________(多选)。
A．安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平
B．确定Oy轴时，没有用重锤线
C．斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦
D．每次从轨道同一位置释放小球
(2)某同学用一张印有小方格的纸记录小球的运动轨迹，小方格的边长L＝1.25 cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0＝________(用L、g表示)，其值是________ m/s(取g＝9.8 m/s2)。小球在b点的速率是________ m/s(保留两位有效数字)。
答案：(1)AB (2) 0.70 0.88
解析：(1)安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平，小球不能做平抛运动，会引起实验误差，故A正确；确定Oy轴时，没有用重锤线，会引起实验误差，故B正确；斜槽不光滑对实验没有影响，只要让小球从斜槽的同一位置由静止释放，保证初速度相等即可，故C、D错误。
(2)在竖直方向上，根据Δy＝L＝gT2，解得

由题意得物体的初速度为

联立以上两式代入数据解得v0=0.70 m/s。
由题意得b点的竖直分速度为

根据平行四边形定则知

代入数据解得vb=0.88 m/s。
课堂小结