资源简介

第5章 抛体运动
第3节 实验：探究平抛运动的特点
教学内容分析
《实验：探究平抛运动的特点》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》必修课程必修2模块中“曲线运动与万有引力定律”主题下的内容，内容要求为：通过实验，探究并认识平抛运动的规律。。《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对该内容的解读：要通过实验探究平抛运动的规律。重点是学会运用运动合成与分解的方法分析平抛运动，体会其中蕴含的化繁为简的物理思想。
本节是第2节运动合成与分解方法的实际应用，本节以平抛运动为例，以实验方式展开探究，获得平抛运动的特点。既可为学生学习平抛运动规律作好铺垫，又可帮助学生加深对所学运动合成与分解方法的理解。教材采用两种方案通过实验探究平抛运动规律，方案一采用频闪照相方法，记录物体在不同时刻的位置，以小球球心作为小球位置，分别得到各时刻小球的水平坐标和竖直坐标，通过分析坐标数据得到平抛运动在水平方向和竖直方向两个分运动的特点。方案二更注重实验设计，更具有转化思想，更重视实验操作。
学情分析
从知识层面上，学生已学习过运动的合成与分解，通过探究平抛运动的特点，利用运动的合成与分解思想将平抛运动分解为水平方向上的直线运动和竖直方向的直线运动两个分运动的合运动，通过设计实验，探究两个分运动的特点。学生喜欢物理实验，热爱动手操作，要让学生分组进行实验设计，确定实验方案，通过亲自动手操作、观察现象、分析现象，交流评论和得出结论，实现科学探究物理核心素养在教学中的落实。
教学目标
1.学生知道抛体运动和平抛运动知道平抛的条件及相应控制方法，会用获得位置的方法确定平抛运动轨迹上的多个点，并能描绘平抛运动的轨迹。
2.学生知道用运动分解的方法研究平抛运动，能根据平抛运动的轨迹，研究平抛运动水平分运动和竖直分运动的特点。
3.学生通过探究平抛运动特点的实验，了解科学探究中获取及处理数据的方法。
教学重难点
教学重点：用运动的分解方法研究平抛运动
教学难点：设计实验方案研究平抛运动水平分运动和竖直分运动的特点
教学方法：讲授法、实验探究法、启发式教学、讨论
教学过程
新课引入
投影图片：图片1：投篮时篮球的运动
图片2：美丽的迎宾水柱
图片3：将粉笔抛出
问题1：它们的轨迹是直线还是曲线？
问题2：忽略空气阻力，抛出后的篮球、水滴、粉笔受到什么作用力？这些物体的受力有何共同特点？
抛体运动：以一定的速度将物体抛出，忽略空气阻力，只受重力作用下的运动.
条件：①初速度不为零(和重力不共线) ②只受重力
③抛体运动是一个理想模型.
平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动.初速度方向和重力方向垂直.
新课教学
物体做平抛运动，轨迹是一条曲线。平抛时初速度方向在水平方向，重力在竖直方向。
问题1：如何研究平抛运动的规律？能使用运动的分解方法吗？将平抛运动看成哪两个方向的分运动的合运动？
问题2：如何记录平抛运动的轨迹？运动对象的选择有何要求？
方案1：频闪照相
问题3：频闪照相闪光时间为T.观察图片，相邻小球位置水平距离如何变化？水平分速度有何特点？
问题4：相邻小球竖直距离如何变化？竖直分速度如何变化？
问题5：竖直分运动是匀变速直线运动吗？如何验证假设是否正确？需要度量哪些数据？
学生活动：以第一个小球的位置为坐标原点，建立水平和竖直坐标轴，度量各小球中心位置的坐标，记录在数据表格中。
t/s
y/cm
问题6：如何处理数据验证假设是否正确？
方法
1：验证相等时间内，连续两小球距离之差是否为一定值。
方法2：绘制y-t2图像，若图像是一条倾斜直线，说明平抛运动的竖直分运动是匀变速直线运动。
方案2 定性研究平抛运动的规律
探究水平分运动的特点
演示实验1 双轨平抛器
教师介绍实验器材并演示实验操作：将两个相同钢球从轨道上同一高度处同时释放，小球离开水平轨道时速度沿水平方向，上方小球做平抛运动，下方小球做匀速直线运动.（钢球受到的阻力很小，可近似当做匀速直线运动）
实验现象：上方小球与做匀速直线运动的小球相遇。
教师多次重复实验，学生观察演示实验现象。改变两个小球释放的初始位置，重复实验3-5次。每次实验时两小球总会相遇。
问题1： 多次重复实验，观察到什么现象？
问题2：根据实验现象，你认为平抛运动的水平分运动是什么运动？水平分速度变化吗？你是如何分析的？
结论：平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，水平分速度vx=v0.
演示实验2 研究平抛运动的竖直分运动

介绍实验装置及操作：用小锤击打金属片后，小球B做自由落体运动，小球A做平抛运动，A、B小球初始距离地面高度相同。
问题3：你观察到什么实验现象？
实验现象：两小球同时落地。
问题4：依据上述现象，你认为平抛运动的竖直分运动是什么运动？你是如何分析的？
结论：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
问题5：竖直分运动的加速度是多少？竖直分速度vy与时间t有何关系？
（加速度为重力加速度g，vy=gt.）
作业：教材13页“练习与应用”写在教材上.
板书设计
§ 3 实验：探究平抛运动的特点
抛体运动
含义：以一定的速度将物体抛出，忽略空气阻力，只受重力作用下的运动.
条件：①初速度不为零 ②只受重力
平抛运动：初速度沿水平方向
平抛运动的研究思路
分解为水平方向和竖直方向两个分运动
平抛运动的特点
①水平分运动为匀速直线运动 vx=v0
②竖直分运动是自由落体运动 vy=gt
教学反思

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