《实验：研究平抛运动》教案
★教学目标
知识与技能
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。
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。
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
通过对实验过程的探究，掌握研究平抛运动规律的方法。
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
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。
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。
★教学重点与难点
如何设计实验，如何获得平抛运动的轨迹。
如何处理实验数据，如何求平抛运动的初速度。
通过实验处理结果加深对平抛运动规律的理解
★教学过程
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。请同学们考虑三个问题。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，并对平抛运动的相关规律进行练习巩固。要研究平抛运动就要得到平抛运动的轨迹，如何获得平抛轨迹呢？请同学思考，并小组讨论形成共识后回答。
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：相信同学们经过讨论已经获得了平抛运动的轨迹方法，一组和三组，五组回答：
方法1：用水流研究平抛物体的运动（径迹法）
如图，倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管，其中一根弯成水平，且水平端加接一段更细的硬管作为喷嘴。水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示了平抛运动的轨迹。设法把它描在背后的纸上就能进行分析处理了。
插入瓶中的另一根细管的作用，是保持从喷嘴射出水流的速度不变，使其不随瓶内水面的下降而减小。这是因为该管上端与空气相通，A处水的压强始终等于大气压，不受瓶内水面高低的影响。因此，在水面降到A处以前的很长一段时间内，都可以得到稳定的细水柱。
方法2:用数码照相机或数码摄像机记录平抛运动的轨迹
数码相机大多具有摄像功能，每秒钟拍摄约15帧照片。可以用它拍摄小球从水平桌面飞出后做平抛运动的几张连续照片。如果用数学课上画函数图象的方格黑板做背景，就可以根据照片上小球的位置在方格纸上画出小球的轨迹。
方法3:斜面、小槽、小球等实验仪器---描迹法(实验室最常用的一种方法) 实验图如下：
本节课我们用描迹法获得平抛运动的轨迹，并对平抛运动的规律进一步研究巩固。
二、实验原理：
平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，在竖直方向是自由落体运动有：
三、实验器材：
平抛试验器，金属小球，玻璃小球，坐标纸，复写纸，刻度尺，重锤线，铅笔。
四、实验步骤
1、安装调整器材：将平抛运动实验器置于桌面，调节调平螺丝，观察重垂线，使面板处于竖直平面内，卡好定位板。装好平抛轨道，使轨道的抛射端处于水平位置。（目的是什么？如何操作？）
2、将描迹记录纸衬垫一张复写纸或打字蜡纸，紧贴记录面板用压纸板固定在面板上，使横坐标x轴在水平方向上，纵坐标y轴沿竖直方向向下(若用白纸，可事先用铅笔在纸上画出x、y坐标轴线)，并注意使坐标原点的位置在平抛物体(钢球)的质心(即球心)离开轨道处。
3、把接球挡板拉到最上方一格的位置。
4、将定位板定在某一位置固定好。钢球紧靠定位板释放，球沿轨道向下运动，以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出。
5、下落的钢球打在向面板倾斜的接球挡板上，同时在面板上留下一个印迹点。
6、再将接球挡板向下拉一格，重复上述操作方法，打出第二个印迹点，如此继续下拉接球挡板，直至最低点，即可得到平抛的钢球下落时的一系列迹点。
7、变更定位板的位置，即可改变钢球平抛的初速度，按上述实验操作方法，便可打出另一系列迹点。
8、取下记录纸，将各次实验所记录的点分别用平滑曲线连接起来，即可得到以不同的初速度做平抛运动的轨迹图线。如图所示。
五、实验注意事项：
（１）必须保证记录面板处于竖直平面内，使平抛轨道的平面靠近板面。
（２）调节斜槽末端水平，使小球飞出时的速度是水平方向。可将小球放于此处调节到小球不会左右滚动即可。
（３）贴坐标纸时，可以用重锤线帮助完成，使重锤线与坐标纸的一条线重合，则这条线就是纵坐标。
（４）坐标原点是斜槽末端处小球球心的位置。
（５）每次从同一高度无初速释放小球。
（６）选取轨迹上离原点较远的点来测量x, y的值可减小误差。描点时，应使视线与所描的点齐平。
五、计算平抛运动的初速度
师：根据平抛运动的轨迹如何求解平抛运动的初速度呢？
生：从图线上选择距离o点相对较远的A、B、C、D、E五个点并确定其坐标，据公式
得：
并取其平均值作为最后结果。
进一步思考：
某同学只得到了平抛的部分轨迹如图所示，已知=a，=b,=c,如何求？
解析：A与B、B与C的水平距离相等，且平抛运动的水平方向是匀速直线运动，可设A到B、B到C的时间为T，则T,
又竖直方向是自由落体运动，则Δ,
代入已知量，联立可得T= ,=a 。
这是我们确定平抛运动初速度的另外一种重要方法。
小结：
平抛运动轨迹的获得方法；
描绘平抛运动轨迹时有哪些注意事项？
平抛运动初速度的求法有哪些？
请大家完成《当堂检测》
公布答案之后下课
【补充例题】
例1、在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为，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=_____（用L，g表示），其值为______（取g=9.8m/）。
【解析】：根据题意，仔细审查图中a、b、c、d四点的相对位置，发现相邻的两点间的水平距离均为2L，这里就隐含着“物体在相邻的两点间运动时间相等”的条件，设这相等时间为，由于竖直方向是加速度为g的匀加速运动，由可得，再由水平方向是匀速运动得，联立上述两式解得。
例2、如图所示，是用频闪照相得到的一个平抛小球的照片，照相机每隔相等时间曝光一次，拍照时，不能保持底片的上边缘是水平，请用合理的办法确定图中重力加速度方向（保留作图痕迹）。若图距与实际距离之比为1：10。在这种情况下，若只用刻度尺，如何求得该小球的初速度v0和曝光时间间隔T？(重力加速度g已知)
（1）写出测量的主要步骤和需要测量的物理量，并在图上标出有关物理量的符号；
（2）用测得的物理量和有关常量，写出计算该小球初速度v0的表达式v0= .
当堂检测
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、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，在曲线上取的点离原点O较远
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、水平抛出的小球1s内、2s内、3s内… 的竖直位移之比是：
5、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
当堂检测参考答案
1、A 2、BC 3、ABD 4、1：4：9：… 5、 ACE
课件24张PPT。诸城市超然中学 朱红泰复习回顾：
1.什么是平抛运动?
物体沿水平方向抛出只受重力作用下的运动
2.平抛运动可以分解为哪两个分运动?
3.平抛运动的轨迹是什么? 水平方向上的匀速直线运动
竖直方向上的自由落体运动 抛物线的一部分实验目的：(1)描绘出物体做平抛运动的运动轨迹；
(2)求出物体做平抛运动的初速度。
(3)练习巩固平抛运动的规律。实验:研究平抛运动如何获得平抛运动的轨迹?小组讨论2分钟实验原理：
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动
竖直方向上做自由落体运动
方案一 ：描迹法方案二 ：径迹法方案三 ：用频闪照相机得到物体运动的轨迹频闪照相法 描绘平抛运动的轨迹
方案一:实验器材：
平抛试验器，金属小球，玻璃小球，坐标纸，复写纸，刻度尺，重锤线，铅笔。描迹法1、安装调整实验器：：
将平抛实验器放到水平实验台上，并用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向。实验步骤:调节斜槽，使斜槽末端的切线保持水平。
将复写纸放到坐标纸上面，固定到竖直板上。
2、确定y轴：使木板平面与小球下落的竖直平面平行且靠近,用重锤线标划两点连线作为y轴正方向。3、确定坐标原点O：把与钢球等大的玻璃小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在坐标纸上的水平投影点O，O即为坐标原点。4．描绘运动轨迹： 让小钢球从斜面上同一位置无初速滚下，用挡板挡住小球，小球与复写纸碰撞在坐标纸上留下一个落点，改变挡板位置多次重复该步就得到一系列的落点。用平滑曲线将落点连起来并延长过o点，该曲线即为平抛运动的轨迹曲线。小组实验10分钟描出小球平抛运动的轨迹图线思考：怎样计算平抛物体的初速度？ 水平方向上的匀速直线运动
竖直方向上的自由落体运动平抛运动的两个分运动为：测出轨迹上某一点的坐标(x、y)代入可求出v0P（x，y）5、计算初速度：取下坐标纸，以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴。 用公式
计算出小球的初速度v0，最后计算出v0的平均值。 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。xy某同学使小球沿桌高 h = 0.8m的桌面水平飞出，用数码相机来拍摄小球作平抛运动的录像（每秒15帧）并将照片打印出来。问：他大约可以得到几桢小球正在空中运动的照片？ 所以能拍6桢照片小试牛刀如图所示，某同学在《研究平抛运动》的实验中，忘记了记录抛出点的位置，描绘得到了平抛物体轨迹的一部分，能否根据图中的数据求出平抛运动的初速度？物体在AB段和BC段运动的时间必相等，则竖直方向上有:解析:在轨迹上ABC三个点水平间距是相等的，所以合作讨论课堂小结平抛运动轨迹的获得方法；
描绘平抛运动轨迹时有哪些注意事项？
平抛运动初速度的求法有哪些？
完成当堂检测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；当堂检测A2、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
的点离原点O较远BC 当堂检测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ABD 当堂检测yh9h4h16hxOABCD。1：4：9：16 …4、水平抛出的小球1s内、2s内、3s内… 的
竖直位移之比是当堂检测5、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)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 A C E当堂检测谢谢大家！
