人教版（新课程标准）必修2 5.3 实验：探究平抛运动的特点 教案

第五章抛体运动
第3节实验：探究平抛运动的特点
核心素养
1.物理观念 知道抛体运动、平抛运动的含义，掌握其为匀变速曲线运动。 √
2.科学思维 掌握化曲为直的思想，通过实验掌握研究方法。 √
3.科学探究 通过观察实验，能够提出物理问题，分析实验数据，得到实验结论。 √
4.科学态度与责任 掌握平抛运动的特点，有将所学知识应用到生活中的意识。 √
重点
重点 1.知道实验原理、步骤以及注意事项，会判断平抛运动的轨迹。
2.会计算平抛运动物体的初速度，能掌握描迹法、频闪照相法、对比法等探究实验的常用方法。
教学流程
教学过程
创设情境 通过生活中的情境（1）与情境（2），引出抛体运动的概念；通过情境（3）介绍平抛运动的含义。 情境（3） 情境（1） 情境（2） 通过对情境（3）中，排球在空中的运动情况进行分析，提出问题：平抛运动有什么的特点？从而对其进行实验探究。 实验探究 通过“化曲为直”的思想，将探究实验转化成了：验证平抛运动的两个分运动分别为：匀速直线运动与自由落体运动，并且引出实验目的。 方案设计 首先，实验探究介绍了两种方案：方案一：对比实验；方案二：频闪照相。 对两种方案都进行了实验操作、实验过程以及实验原理等方面的介绍。 在这一过程中，渗透探究实验的研究方法：对比实验法。 方案一：对比实验 介绍实验原理、对实验器材进行介绍。播放验证水平与竖直两个方向的实验视频。 采用对比实验法进行验证，所需的实验器材有：斜槽、小球、木板、图钉、重锤线、刻度尺、三角板、铅笔等。简单的了解一下实验操作，在A球开始做平抛运动的一瞬间，在同一高度释放B球，在相同时间内两者下落的位移相同，那么通过对比就验证了竖直方向为自由落体运动，在水平方向上，我们让A球与C球具有相同的初速度，若相同时间内，A球与做匀速直线运动的C球水平位移相同，那么就验证了我们的猜想。 方案二：频闪照相 通过对频闪照相法内容的介绍，结合底片让学生了解该方法，体会实验原理。 频闪照相法是指：每隔一定时间对同一物体进行一次拍照，并将其位置呈现在同一张底片上的技术。也就是说，在底片上，对于同一小球任意相邻的两个影像之间的时间间隔都是相同的。 在这张底片上我们可以看出，竖直方向上做自由落体运动的小球与做平抛运动的小球，在任一段相同时间内，下落的位移是相同的，而水平方向上，任意两相邻的小球影像之间的距离，都是相等的。也验证了平抛运动的性质。 通过以上方案得到结论： 其次，从平抛运动的轨迹入手，来分析其轨迹是否为抛物线，得到轨迹的方法有：描迹法与喷水法。描迹法要重点强调实验仪器的调整，以及注意引导对坐标原点的位置进行思考。 方案三：描迹法 用铅笔在纸上，先描出平抛运动的轨迹，再进行处理分析，这就是描迹法。 对于描迹法来说，前提要保证小球能够做平抛运动，那么就首先要对实验仪器进行调整，要做到“一水平二平行”。调整好器材后，播放具体的实验过程。 方案四：喷水法 准备两根两端开口的细管，将一根弯成水平，插在装有水的饮料瓶的喷嘴上，进行倒置，这样就可以在胶片上留下平抛运动的轨迹了。这就是喷水法。 介绍操作的注意事项：为了保证喷出的水初速保持不变，左侧A管的上端必须要保持在液面的下方，这是因为：这样可以保证该处压强始终与外界大气压一样，弯管口处的压强也就保持不变了，从而可以提供速度不变的水流喷出。 （四）数据处理 对实验中得到的轨迹进行处理，目的在于分析出：平抛运动的轨迹是否为抛物线，以及初速度的计算。 得到轨迹之后，我们以小球在初位置时，球心在纸上的投影作为坐标原点，沿着水平与竖直方向建立平面直角坐标系，这里要注意并不是槽口的投影，在运动轨迹中找出均匀分布的6个点，用直尺与三角板测出它们的坐标，记录在表格中， 将两个方程联立，得到v0的表达式，其中g值已知。将6组数据分别代入表达式，可以得出6个初速度的值，再求平均值，从而求出这个初速度v0。 将两个方程进行组合，可得到y=ax2，这里的a是常数，我们将某点的坐标代入，求出常数a，再将其他点的坐标代入y=ax2，看是否成立。如果都近似成立，就说明描绘的曲线为抛物线。 实验过程中的误差来源，主要来自于器材调平、坐标原点的选取、量取坐标等方面。 （五）实验结论 平抛运动水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动，并且轨迹为抛物线。 （六）应用情境 这一部分为习题练习，将所学知识进行应用的过程。