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2020-2021学年高中物理 第五章 曲线运动 3 实验：研究平抛运动（4）教案 新人教版必修2

2020-2021学年高中物理 第五章 曲线运动 3 实验：研究平抛运动（4）教案 新人教版必修2

年级：
姓名：

- 7 -

实验：研究平抛运动（4）
时间
2017
课型
新授课
课时
1课时
教学
目标
知识与技能
1. 知道平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
2. 设计实验来验证这个结论，加强感官印象，加深对平抛运动特点的理解。
3. 能够设计实验得到物体做平抛运动的轨迹，能够对平抛运动轨迹进行研究得到结论。
4. 能够通过对平抛运动轨迹的研究计算平抛运动物体的初速度。
过程与方法
5. 通过对实验过程的探究，掌握研究平抛运动规律的方法。
6. 通过自行设计实验验证平抛运动的规律，体验实验探究的过程。
情感态度与价值观
7. 通过实验探究教学，并进行有效的理论联系实际，激发学习兴趣和求知的欲望。以此渗透刻苦学习、勤奋工作精神的美德教育。
8. 通过自己的设计和操作得出结论，增强学生的自信心和成就感，促进学生更好的学习
重点
难点
重点
1. 如何设计实验。
2. 如何处理实验数据。
3. 通过实验处理结果加深对平抛运动的理解
教学难点
实验设计及数据处理中的困难
教法
探究、讲授、讨论、实验
教具
多媒体课件、平抛运动实验器
教学过程设计
教材处理
师生活动
[新课导入]
师：在上节课的学习中我们通过理论研究了解到平抛运动可以分解水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。本节课我们的学习目标就是通过设计实验来验证我们通过理论分析得到的结论是否正确。
[新课教学]
一、通过实验获得平抛运动轨迹
师：刚才的演示实验中，我们进行的都是定性的观察，如果要定量地对平抛运动进行研究，我们首先必须设法描绘物体做平抛运动的轨迹。
师：为了获得平抛运动的轨迹，我这里提供一种方法
方 方法:用描迹法
斜面、小槽、小球等实验仪器(实验室最常用的一种方法)

一.实验原理：
平抛运动可以看成是两个分运动的合成：一个是水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物体的初速度；另一个是竖直方向的自由落体运动。
利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球运动时的若干不同位置，然后描出运动轨迹，测出曲线任一点的坐标x和y，利用

就可求出小球的水平分速度，即平抛物体的初速度。

实验注意事项：
⑴斜槽末端的切线必须水平。
⑵用重锤线检验坐标纸上的竖直线是否竖直。
⑶以小球静止在斜槽末端小球中心投影点为坐标原点。
⑷在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确定y轴方向，再用直角三角板画出水平线作为x轴，建立直角坐标系。
⑸每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。

邀请学生帮忙演示实验

二、对平抛运动轨迹的研究
师：通过实验我们手头上已经有了好几条平抛运动的轨迹了，根据平抛运动的轨迹我们能得出平抛运动水平方向匀速，竖直方向自由落体这样的结论吗？怎样判断？
生：能，根据理论如果物体做平抛运动，则任一时刻物体的坐标应该为（，），并且得到平抛运动的轨迹方程，对于一个确定的平抛运动，是一个常量，所以平抛运动物体任一时刻的位置坐标x、y应该满足。我们在得到的平抛运动轨迹上任选几个点，测量出坐标，看y与x2的比值是否是一个常量。如果是，说明物体做的是平抛运动。
三、 实验数据分析：
例1.在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：＿＿＿＿＿
A．通过调节使斜槽的末端保持水平
B．每次释放小球的位置必须不同
C．每次必须由静止释放小球
D．记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降
E．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相触
F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
例2. 如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。该实验现象说明了A球在离开轨道后
A
B
S
H
B
A.水平方向的分运动是匀速直线运动
B.水平方向的分运动是匀加速直线运动
C.竖直方向的分运动是自由落体运动
D.竖直方向的分运动是匀速直线运动

加固：二位同学根据不同的实验条件，进行了探究平抛运动规律的实验：
(1)甲同学采用如图甲所示的装置．用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明__________________________________________。
(2)乙同学采用如图乙所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端可看作与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等．现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出。实验可观察到的现象应是_____________________．仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_______________________________。

例3.如图甲所示是研究平抛运动的实验装置，图乙是实验后在白纸上描出的轨迹和所测数据：
（1）在图甲上标出O点及Ox、Oy轴，并说明这两条坐标轴是如何作出来的．（g=9.8m/s2）
______________________________________________________
（2）说明判别槽口切线是否水平的方法．
_____________________________________________________
（3）根据图中数据，求此平抛运动的初速度V0=__________．
加固：在研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，某甲和某乙得到的记录纸分别如图所示，从图中明显看出
甲的实验错误是_______________________________________ .
乙的实验错误是_______________________________________.
例4.如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方法获得的相片的一部分,图中背景方格的边长为5cm，g=10m/s2，则
（1）小球平抛的初速度vo=　 　　　 m/s
（2）小球过A点的速率vA=　　 　　 m/s
例5.在“研究平抛运动”实验中，某同学只记录了小球运动途中的A、B、C三点的位置，取A点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，当g＝10 m/s2时，下列说法正确的是（ ）
A．小球抛出点的位置坐标是（0，0）
B．小球抛出点的位置坐标是（-10，-5）
C．小球平抛初速度为2m/s
D．小球平抛初速度为1m/s

例6.利用手头的常用仪器，粗略测定玩具手枪子弹射出时的初速度。除玩具手枪外，所给的测量仪器为：⑴只有秒表；⑵只有米尺。
解：⑴若只有秒表，将玩具手枪从地面竖直向上发射子弹，用秒表记下从发射到子弹落会地面所用的时间t，则子弹上升的时间为t/2，故子弹初速度v0=gt/2。
⑵若只有米尺，将玩具手枪子弹从某一高度处水平射出，用米尺测量射出时离地面的高度h和水平射程s，则子弹初速度

教学后记
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