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高中物理_实验:研究平抛运动教学设计学情分析教材分析课后反思

5.3 实验 研究平抛运动实验目的:(1)用实验方法描绘出平抛物体的运动轨迹; (2)从实验轨迹求出平抛运动物体的初速度。

实验原理:平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动:一是水平方向的匀速直线运动,另一个是竖直方向的自由落体运动。

令小球做平抛运动,利用描迹法描出小球的运动轨迹,即小球做平抛运动的曲线,建立坐标系。

测出曲线上的某一点的坐标x 和y ,根据重力加速度g 的数值、利用公式221gt y =,求出小球飞行时间t ,再利用公式t v x 0=,求出小球的水平分速度即为小球做平抛运动的初速度。

教学重点:描绘平抛运动的轨迹并利用轨迹研究平抛运动的规律。

教学难点:利用平抛运动的轨迹研究平抛运动的规律。

实验器材:斜槽,铁架台,金属小球,木板(附竖直固定支架),有孔的卡片,坐标纸,图钉,刻度尺,重锤线,铅笔。

教学方法:实验探究法教学过程【复习回顾】(引入新课)1、什么是平抛运动?2、如何将平抛运动进行分解?3、平抛运动的轨迹有什么特点?(追问:到底是不是抛物线?耳听为虚,眼见为实,本节课从实验角度研究平抛运动)【进行新课】首先考虑如何获取运动轨迹?教材提供案例: (一)描迹法:(二)喷水法:结合PPT 简介 (三)照相法:结合PPT 简介v =本节课采用最经典的第一套方案。

实验目的和原理见上方。

首先,请同学们自学实验步骤、注意事项等。

实验步骤: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,并使其末端的切线保持水平。

可用平衡法调整斜槽,即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处,能使小球在平直轨道上的任意位置静止,就表明水平已调好。

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且靠近,然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上,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O :把小球放在槽口处,用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O ,O 即为坐标原点。

4.描绘运动轨迹:在木板的平面上用手按住卡片,使卡片上有孔的一面保持水平,调整卡片的位置,使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔,而不擦碰孔的边缘。

用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点,这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。

保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下,用同样的方法,可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。

5、计算初速度:取下白纸,以O 点为原点画出竖直向下的y 轴和水平向右的x 轴,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。

在曲线上选取A 、B 、C 、D 、E 、F 六个不同的点,用刻度尺和三角板测出它们的坐标x 和y 。

用公式x =v 0t 和221gt y计算出小球的初速度v 0,最后计算出v 0的平均值。

并将有关数据记入表格内实验注意事项:(1)保证斜槽末端的切线必须水平。

(2)木板平面竖直且平行于小球平抛的轨道平面,并使小球的运动靠近木板但不接触。

(3)坐标原点不在斜槽口的末端,应在槽口上方小球球心处(4)小球应在同一位置无初速自由释放;释放的高度要适当,使小球以合适的水平初速度抛出,其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布,从而减小测量误差;(5)实验过程中木板不能动(6)要在平抛轨道上选取距O 点远些的点来计算球的初速度,这样可使结果的误差较小。

讨论:(通过问题讨论,检验自学成果)1.如何检验斜槽末端部分是否水平 ?2.怎么判断木板面是否竖直?3.怎么确定坐标原点o ,建立直角坐标系?实验数据的处理(结合PPT 讲解)在平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A 、B 、C 、D 、E 、F 。

用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x ,y ),并记录在下面的表格中。

1. 验证轨迹是抛物线抛物线的数学表达式为2ax y =,将某点的坐标(x ,y )代入上式求出常数a ,再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立,若等式对其他各点的坐标近似都成立,则说明描绘的曲线为抛物线。

2. 计算初速度利用公式221gt y =,求出小球飞行时间t ,再利用公式t v x 0=,求出小球的水平分速度0v ,最后计算出0v 的平均值,将计算结果填入上面的表格中实验结论1. 2. 误差分析分析本实验中产生实验误差的原因(至少说出两条)1. 2. 3.课堂练习(通过练习,加深理解本节实验)1、在《研究平抛运动》的实验中,为减少空气阻力对小球的影响,所以选择小球时,应选择下列的:( )A 、实心小铁球;B 、空心小铁球;C 、实心小木球;D 、以上三种球都可以;2、在“研究平抛物体的运动”实验时,已备有下列器材:白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台,还需要下列器材器材中的:[ ] A 、秒表 B 、天平 C 、重锤线 D 、测力计3、在研究平抛物体运动的实验中,如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同,则正确的是 [ ]A .小球平抛的初速度不同B .小球每次做不同的抛物线运动C .小球在空中运动的时间每次均不同D .小球通过相同的水平位移所用时间均不同 4、下列哪些因素会使本实验的误差增大 ( )A .小球与斜槽之间有摩擦B .建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点C .安装斜槽时其末端不水平D .根据曲线计算平抛运动的初速度时在曲线上取作计算的点离原点O 较远课堂小结:课后思考:如图所示,在《研究平抛运动》的实验中,描绘得到的平抛物体的轨迹的一部分,抛出点的位置没有记录,如何根据图中的数据求出平抛运动的初速度。

【作业】P15问题与练习:1、2题学情分析高一学生认识事物的特点是已经开始习惯抽象逻辑思维,但思维还常常与感性经验直接相联系,仍需具体形象的来支持。

学生在没有学习本节知识之前,已经知道了牛顿运动定律、曲线运动、运动的合成与分解等概念和方法,但没有亲身体验过如何来具体的研究曲线运动。

本节课主要采用实验探究的教学模式,逐步引导学生认识事物的本质。

学生通过对实验中种种问题的探究,掌握科学认识物理规律的方法。

效果分析在本节课中,由于课堂问题设置合理,教学环节完整,教学过程中能够调动学生学习的积极性,较好实现了新课标要求,教学效果不错。

教材分析《实验:研究平抛运动》这节内容编排在学生学习了直线运动的规律和牛顿运动定律及《曲线运动》和《平抛运动》这两节内容之后,它既符合学生由易到难,由简到繁的认识规律,又保持了知识的结构性、系统性。

教科书中提供了三个参考方案,描绘平抛物体的运动轨迹。

由于实验条件和场地的限制,我决定选用第一种实验方案进行实验。

另外,结合课外教材又给学生补充了频闪照相法和喷水法两种参考方案,主要让学生多一些经验储备。

评测练习1.做“研究平抛物体的运动”实验时,已有下列器材:有孔的硬纸片、白纸、图钉、斜槽、刻度尺、小球,还需要的器材有()A.秒表B.平木板C.重锤线D.铅笔2.下列哪些因素会使“研究平抛运动”实验的误差增大()A.小球与斜槽之间有摩擦B.安装斜槽时其末端不水平C.建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点D.根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点离原点O较远3.在“研究平抛物体的运动”实验中,如果小球每次从斜槽上不同位置释放,则各次相比相同的是( )A.小球的初速度B.小球的运动轨迹C.小球在空中下落同一高度所用的时间D.小球通过相同水平位移所用的时间4.在研究平抛运动的实验中,为减小空气阻力对小球运动的影响,应采用() A.实心小铁球B.空心小铁球C.实心小木球D.以上三种小球都可以5.安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是() A.保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小B.保证小球飞出时,初速度水平C.保证小球在空中运动的时间每次都相等D.保证小球运动的轨道是一条抛物线6.数码照相机大多具有摄像功能,每秒钟大约能拍摄15帧.一同学用它拍摄小球从水平面上飞出后做平抛运动的几张连续照片,下列处理方法中正确的是()A.只要测出相邻两照片上小球的距离,就能判断平抛运动的特点B.只要测出相邻两照片上小球的水平距离,就能判断平抛运动在水平方向上的运动特点C.只要测出相邻两照片上小球的竖直距离,就能判断平抛运动在水平方向上的运动特点D.只要测出相邻两照片上小球的竖直距离,就能判断平抛运动在竖直方向上的运动特点7.在研究平抛运动实验中,某同学只记录了运动途中的A、B、C三点位置,取A点为坐标原点,则各点的位置坐标如图所示(取g=10m/s2),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(-20,-5)C .小球平抛初速度为2 m/sD .小球平抛初速度为1 m/s8.在研究平抛物体的运动实验中,某同学在建立直角坐标系时,有一处失误,假设他在安装实验装置和进行其他操作时准确无误。

(1)观察右图可知,他的失误之处是: 。

(2)他根据记录建立坐标系,运用根据实验原理测得平抛初速度与真实值相比 (选填“偏大”、“相等”、“偏小”) 。

9.如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分,图中背景方格的边长均为5 cm ,如果g 取10m/s 2,那么:(1)闪光频率是______Hz 。

(2)小球运动中水平分速度的大小是______m/s 。

(3)小球经过B 点时速度大小是______m/s 。

10.请你由平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法,提供的实验器材:弹射器(含弹丸,见示意图);铁架台(带有夹具);刻度尺。

(1)画出实验示意图;(2)在安装弹射器时应注意:________;(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)________; (4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等,在实验中采取的方法是________; (5)计算公式:________。

课后反思本节课是按照新课标要求设计的,从整节课来看较好完成达到了课标要求,讲课时语言精练,表达准确到位;实验过程的处理较好,学生参与度高且实验效果较好。

板书设计不够工整,有待进一步提高。

课标分析对于第3节《实验:探究平抛运动》这一节,新课程标准的要求有:(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)知道判断平抛运动是否是抛物线的方法。

(4)知道测量初速度时需要测量的物理量。

(5)会推导平抛运动初速度的表达式,会计算平抛运动的初速度。

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