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1、最新人教版必修二《實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)
【教材和學(xué)情分析】
一、 教 材 分 析
《平拋物體的運(yùn)動(dòng)》這節(jié)內(nèi)容編排在學(xué)生學(xué)習(xí)了直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律及
《曲線運(yùn)動(dòng)》和《運(yùn)動(dòng)的合成與分解》這兩節(jié)內(nèi)容之后 ，合既符合學(xué)生由易到難，由簡(jiǎn)到繁
的認(rèn)識(shí)規(guī)律，又保持了知識(shí)的結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性。
二、 學(xué) 生 分 析
1、高一學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的特點(diǎn)是：已經(jīng)開(kāi)始習(xí)慣抽象邏輯思維 ，但思維還常常與感性經(jīng)
驗(yàn)直接相聯(lián)系，仍需具體形象的來(lái)支持。
2、學(xué)生在沒(méi)有學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)之前 ，已經(jīng)知道了牛頓運(yùn)動(dòng)定律、曲線運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的合成
與分解等概念和方法，但沒(méi)有親身體驗(yàn)過(guò)如何來(lái)具體的研究曲線運(yùn)動(dòng)。
本
2、節(jié)課主要采用實(shí)驗(yàn)探究的教學(xué)模式 ，逐步引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)。學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn) 中種種問(wèn)題的探究，掌握科學(xué)認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的方法。
【教學(xué)目標(biāo)】
1、知識(shí)與技能
(1)能描出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。
(2)會(huì)計(jì)算平拋物體的初速度。
(3)結(jié)合運(yùn)動(dòng)分解的知識(shí)，明確兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。
(4)知道判斷運(yùn)動(dòng)軌跡是否是拋物線的方法；
2、過(guò)程與方法
通過(guò)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，體會(huì)物理問(wèn)題的探究思想和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想 ，了解設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本方
法；體會(huì)并理解在平面上應(yīng)用牛頓定律的方法
3、情感、態(tài)度價(jià)值觀
(1)在上一節(jié)對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上 ，通過(guò)這一節(jié)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn) ，將感性認(rèn)
識(shí)和理性思維相結(jié)合，
3、使學(xué)生獲得成功的體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知的欲望；
(2)鼓勵(lì)學(xué)生去創(chuàng)新和實(shí)踐 ，提倡多動(dòng)腦、動(dòng)手的創(chuàng)新精神 ，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng) 學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新品德；
【教學(xué)重點(diǎn)】
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平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的描繪。
教教學(xué)難點(diǎn)】
判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線以及計(jì)算平拋物體的初速度。
【教學(xué)方法】
自主學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)探究相結(jié)合，加深對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的感性認(rèn)識(shí)。
【課時(shí)安排】1課時(shí)
【教學(xué)過(guò)程】
一、引入新課
提問(wèn)：你們旅游過(guò)嗎？請(qǐng)一位同學(xué)描述某次旅游經(jīng)過(guò)的主要地點(diǎn)。
板書(shū)學(xué)生所述地點(diǎn)圖，用粉筆將這些點(diǎn)連起來(lái)，得到旅游路線圖。
小結(jié)：兩種軌跡圖對(duì)應(yīng)兩種繪軌跡方法——粉筆的完整
4、軌跡和旅游同學(xué)的由一系列點(diǎn) 得到的旅游路線（軌跡）圖。
平拋運(yùn)動(dòng)在空中一瞬即逝，優(yōu)美的曲線隨即成為歷史，沒(méi)有留下什么具體的可供操作的
東西，無(wú)法研究平拋運(yùn)動(dòng)。要詳盡研究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) ，必須先得到其運(yùn)動(dòng)軌跡。
提問(wèn)：我們?nèi)绾蔚玫狡綊佄矬w的運(yùn)動(dòng)軌跡？可以從上述兩種留跡法得到啟發(fā)嗎？請(qǐng)?jiān)O(shè) 計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。
學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)方案，引導(dǎo)學(xué)生分析各個(gè)方案：
二、新課教學(xué)
展示學(xué)習(xí)目標(biāo)及實(shí)驗(yàn)探究點(diǎn)（認(rèn)真閱讀教材并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室實(shí)際情況選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材
和研究方法）
探究點(diǎn)1、如何獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡？
探究點(diǎn)2、如何確定軌跡是否為拋物線？
探究點(diǎn)3、如何根據(jù)已有的軌跡求出平拋的初速度
（一）、如
5、何獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡？ （認(rèn)真閱讀教材，深刻理解以下三種參考方案，鼓勵(lì)學(xué)
生探索更多方案，選擇最適合自己的方案進(jìn)行研究 ）.
【方案一】平拋運(yùn)動(dòng)演示儀
實(shí)驗(yàn)器材：
斜槽、小球、木板、白紙（可先畫(huà)上坐標(biāo)格）、圖釘、鉛垂線、直尺、三角板、鉛筆等。
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實(shí)驗(yàn)步驟：
①安裝調(diào)整斜槽：用圖釘把白紙釘在豎直板上 ，在木板的左上角固定斜槽 ，并使其末端保 持水平；
②調(diào)整木板：用懸掛在槽口的鉛垂線把木板調(diào)整到豎直方向 ，并使木板平面與小球下落的
豎直面平行且靠近，固定好木板；
③確定坐標(biāo)軸：把小球放在槽口處，用鉛
6、筆記下小球在槽口時(shí)球心在木板上的水平投影點(diǎn)
0,0即為坐標(biāo)原點(diǎn)，再利用鉛垂線在紙上畫(huà)出通過(guò) 。點(diǎn)的豎直線，即y軸；
④確定小球釋放點(diǎn)：選擇一個(gè)小球在斜槽上合適的位置由靜止釋放 ，使小球運(yùn)動(dòng)軌跡大致
經(jīng)過(guò)白紙的右下角；
⑤描繪運(yùn)動(dòng)軌跡：把筆尖放在小球可能經(jīng)過(guò)的位置上 ，如果小球運(yùn)動(dòng)中碰到筆尖，用鉛筆
在該位置畫(huà)上一點(diǎn)用同樣的方法，從同一位置釋放小球，在小球運(yùn)動(dòng)路線上描下若干點(diǎn).
注意事項(xiàng)：
1、應(yīng)保持斜槽末端的切線水平，釘有坐標(biāo)紙的木板豎直，并使小球的運(yùn)動(dòng)靠近坐標(biāo)紙但 不接觸；
2、小球每次必須從斜槽上同一位置無(wú)初速度滾下 ，在斜槽上釋放小球的高度應(yīng)適當(dāng)，使
小球以合適的水平初
7、速度拋出 ，其軌跡在坐標(biāo)紙的左上角到右下角間分布 ，從而減小測(cè)量誤
差；
3、坐標(biāo)原點(diǎn)（小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)）不是槽口的端點(diǎn) ，應(yīng)是小球在槽口時(shí)球心在木
板上的水平投影點(diǎn)。
【方案二】水平噴出的細(xì)水柱顯示平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡
如圖倒置的飲料瓶?jī)?nèi)裝著水，瓶塞內(nèi)插著兩根兩端開(kāi)口的細(xì)管 ，其中一根彎成
A TT：
水平噴出的細(xì)水柱
顯示平拋運(yùn)動(dòng)軌 跡。
，不受
水平，且水平端加接一段更細(xì)的硬管作為噴嘴。水從噴嘴中射出 ，在空中形成彎曲
的細(xì)水柱，它顯示了平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。設(shè)法把它描在背后的紙上就能進(jìn)行分析處 理了。
插入瓶中的另一根細(xì)管的作用，是保持從噴嘴射出水流的速度不變，使其不隨
8、 瓶?jī)?nèi)水面的下降而減小。這是因?yàn)樵摴苌隙伺c空氣相通 ，A處水的壓強(qiáng)始終等于大，
瓶?jī)?nèi)水面高低的影響。因此 ，在水面降到A處以前的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，都可以得到穩(wěn)定的細(xì) 水柱。
【方案三】頻閃照相
數(shù)碼相機(jī)大多具有攝像功能，每秒鐘拍攝約15幀照片?？梢杂盟臄z小球從水平桌面飛
出后做平拋運(yùn)動(dòng)的幾張連續(xù)照片。如果用數(shù)學(xué)課上畫(huà)函數(shù)圖象的方格黑板做背景 ，就可以
根據(jù)照片上小球的位置在方格紙上畫(huà)出小球的軌跡。
原實(shí)驗(yàn)的不足之處
(1)斜面小槽配合豎直白紙法不易確定小球平拋運(yùn)動(dòng)的位置 ，實(shí)驗(yàn)誤差很大，時(shí)間很長(zhǎng)。
(2)水柱法的軌跡受空氣阻力影響大而且不穩(wěn)定。
(3)這兩種方法都沒(méi)有探究?jī)煞?/p>
9、運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。
(4)數(shù)碼攝像機(jī)法成本太高不易推廣。
總之,3種方法都無(wú)法快速、準(zhǔn)確地記錄小球平拋運(yùn)動(dòng)的位置 ，描出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。匯
總討論結(jié)果，我們將采用以下方案來(lái)獲得：
方案一改進(jìn)版
實(shí)驗(yàn)儀器：平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器 (J2154)、學(xué)生電源、白紙、復(fù)寫(xiě)紙
實(shí)驗(yàn)步驟:
1.按照以下步驟準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)裝置
(1)將平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器置于桌面，裝好平拋軌道，使軌道的拋射端處于水平位置。調(diào)節(jié)調(diào) 平螺絲，觀察重垂線，使面板處于豎直平面內(nèi)，裝置如圖所示。
(2)將白紙襯墊一張復(fù)寫(xiě)紙，緊貼記錄面板用夾子固定在面板上，以斜槽末端為坐標(biāo)原點(diǎn) 根據(jù)重垂線定下y坐標(biāo)軸線，實(shí)驗(yàn)完成后取下白紙?jiān)僮鞒?x坐
10、標(biāo)軸線
(3)把接球擋板拉到較上方的位置。
2 .鋼球緊靠定位板釋放，球沿軌道向下運(yùn)動(dòng)，以一定的初速度由軌道的平直部分水平拋 出。
3 .下落的鋼球打在向面板傾斜的接球擋板上 ，同時(shí)在面板上留下一個(gè)印跡點(diǎn)。
4 .再將接球擋板向下拉一小段 ，重復(fù)上述操作方法，打出第二個(gè)印跡點(diǎn)，如此繼續(xù)下拉 接球擋板，直至最低點(diǎn)，即可得到平拋的鋼球下落時(shí)的一系列跡點(diǎn) (一般取5、6個(gè)點(diǎn))。
5 .變更定位板的位置，即可改變鋼球平拋的初速度 ，按上述實(shí)驗(yàn)操作方法，便可打出另
一系列跡點(diǎn)。
6 .取下記錄紙，將各次實(shí)驗(yàn)所記錄的點(diǎn)分別用平滑曲線連接起來(lái) ，即可得到做平拋運(yùn)動(dòng)
的軌跡圖線。
數(shù)據(jù)處理：
11、白紙左上角即為坐標(biāo)原點(diǎn) 。，上邊緣為X軸，左邊緣為Y軸；把各點(diǎn)用平滑
曲線連接起來(lái)；量出各點(diǎn)的高度和水平距離 ，計(jì)算出初速度，最后算出平均值。
實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源
1、如何保證小球的運(yùn)動(dòng)是平拋運(yùn)動(dòng)？
2、如何保證小球每一次都以相同的速度水平拋出？
3、如何確定小球平拋的初始位置？
4、小球受空氣阻力
應(yīng)對(duì)措施
1、應(yīng)保持斜槽末端的切線水平 .
2、小球每次必須從斜槽上同一位置無(wú)初速度滾下 ，在斜槽上釋放小球的高度應(yīng)適當(dāng)
使小球以合適的水平初速度拋出，其軌跡在坐標(biāo)紙的左上角到右下角間分布 ，從而減小測(cè)量
誤差；
3、坐標(biāo)原點(diǎn)（小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)）不是槽口的端點(diǎn) ，應(yīng)是小球在
12、槽口時(shí)球心在
白紙上的水平投影點(diǎn)。
4、實(shí)驗(yàn)中選取密度大的小金屬球
問(wèn)：改進(jìn)版與原版有什么優(yōu)點(diǎn)?
答：得出的用來(lái)描軌跡的點(diǎn)的豎直距離按 h、3h、5h、7h,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，相
（二）、如何確定軌跡是否為拋物線?
（認(rèn)真閱讀教材，按照以下步驟進(jìn)行操作
鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔應(yīng)該是一樣的。
實(shí)驗(yàn)的理論探究:
2、取一點(diǎn)m的坐標(biāo)代入方程可求出 a直
1、軌跡上各點(diǎn)坐標(biāo)應(yīng)該滿足
3、再在軌跡上任取其它的一些點(diǎn)，量出坐標(biāo)代入方程，求出不同的點(diǎn)是 看看是否一樣，若各組的a值差不多，則說(shuō)明軌跡是一條拋物線。
1
2
3
4
5
水平位移x
豎直位
13、移y
遜（a=y/x2）
請(qǐng)同學(xué)們完成下面表格，驗(yàn)證a直:
（三）、如何根據(jù)已有的軌跡求出平拋的初速度?
實(shí)驗(yàn)的理論探究：
1、在軌跡上取一個(gè)點(diǎn)量出它的水平位移 x和豎直位移y
2、由y=gt2/2求出時(shí)間
3、由vo=x/t求出初速度
思考：M應(yīng)該離原點(diǎn)較近還是應(yīng)該較遠(yuǎn)？
擴(kuò)展探究：若初始位置不知道，能否求出平拋的初速度呢？
取兩段相等的水平位移，則兩段時(shí)間相同。
由y2 - yi=gt2可得出時(shí)間t;
再由V0=x/t求出初速度。
例1如圖所示是研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖 ，圖是實(shí)驗(yàn)后白紙上的軌跡圖。
⑴ 說(shuō)明圖中的
14、兩條坐標(biāo)軸是如何作出的。
⑵ 說(shuō)明判斷槽口的切線是否水平的方法。
⑶實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要經(jīng)多次釋放小球才能描繪出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡 ，進(jìn)行這一步 驟時(shí)應(yīng)注意什么?
提示 回顧該實(shí)驗(yàn)的操作步驟及注意事項(xiàng) ，對(duì)照分析即得。
解析 ⑴ 利用拴在槽口處的重錘線畫(huà)出 y軸，x軸與y軸垂直。
⑵ 將小球放在槽口的水平部分 ，小球既不向里滾動(dòng)，也不向外滾動(dòng)，說(shuō)明槽口的末端是 水平的。
⑶應(yīng)注意每次小球都從軌道上同一位置由靜止釋放。
小結(jié) 正確畫(huà)出坐標(biāo)軸是研究平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的必要準(zhǔn)備 ，關(guān)鍵在于利用重垂線畫(huà)出 y軸
和確定坐標(biāo)原點(diǎn)的位置。
例2在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中 ，某同學(xué)只在豎直板面上記下
15、了重
錘線y的方向，但忘記了平拋的初位 置,在坐標(biāo)紙上描出了一段曲線的軌跡 ，如圖所 示?，F(xiàn)在曲線上取 A B兩點(diǎn)，量出它們到y(tǒng)軸的距離,AA =xi, BB 二地，以及AB的 豎直距離h,用這些可以求出求得小球平拋時(shí)的初速度為多大？
提示根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，列方程求解。
解析 設(shè)小球到達(dá) A點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為ti,豎直方向的位移為 yi；到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間
為t 2,豎直方向的位移為
y2O根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有
1 2 1 2
其中 y2-yi=h,
嗎=一克;)
所以 ，一 1
小結(jié) 平拋運(yùn)動(dòng)水平方向的分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng) ，豎直方向
16、的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn) 動(dòng)。有此列出方程求解，即可求得其初速度。
三、小結(jié)
1、鞏固了平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)；
2、掌握了獲取平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法；
3、探究了研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方法；
4、體驗(yàn)到了科學(xué)的研究問(wèn)題的方法。
四、課堂大練兵
1、在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí) ，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外 ，下列器材中 還需要的是
A.游標(biāo)卡尺 B.秒表 C.坐標(biāo)紙 D.天平 E.彈簧秤 F.重垂線
二、右圖為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照相照片的一部分 圖中背景方格的邊長(zhǎng)為 5cm,如果取g=10m/s2,
那么：(1)閃光頻率是 Hz
(2)小球運(yùn)動(dòng)中水平分速度的大小是 m/s
四、板書(shū)設(shè)計(jì)
1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?
2、實(shí)驗(yàn)原理：
3、實(shí)驗(yàn)步驟
五、作業(yè)
1 .見(jiàn)課本片P15問(wèn)題與練習(xí)1、2題和導(dǎo)學(xué)案中“練一練”和“選一選”。
2 .課下設(shè)計(jì)其他實(shí)驗(yàn)方案
六、課后反思
人教版必修二《實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)
