实验探究平抛运动的教学
设计
Newly compiled on November 23, 2020
《实验：探究平抛运动》的教学设
东光县第一中学郑乐乐
一、设计思路
为了让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考，并且通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能；培养其科学探究能力，合作学习的能力，针对研究问题——平抛运动，我利用小组讨论、汇报交流、相互合作的方法来全面体验和感悟实验探究，描绘平抛运动的轨迹，并计算物体的初速度。以学生为中心，注重生生互动、师生互动，在教师引导下充分让学生大胆猜想、自主设计，设计出既与教材相联系，又不被教材所束缚的创新实验方案，突出学习与创新相结合的探究式教学理念。
二、教学目标
（一）、知识与技能
1、研究平抛运动的轨迹
2、根据实验数据计算平抛运动的初速度
3、对设计出的方案进行评价与创新
（二）、过程与方法
学生自主设计的实验方案，经生与生间的交流、讨论，教师再进行引导得出较合理的多种方案。
（三）、情感、态度与价值观
通过实验设计探究，培养学生的设计探究兴趣与热情，体验到探究自然规律的艰辛与喜悦，培养学生自主学习与他人合作精神。
三、教学重点和难点
重点：1、如何提出实验方案并使实验方案合理可行
2、学会设计实验方案
难点：设计方案
四、教学资源
书籍、资料、网络等。
五、教学流程图
六、教学过程
（一）、新课引入
提问：通过上一节课的学习，我们知道了平抛运动，下面一起回顾一下：
（1）什么是平抛运动
（2）平抛运动的轨迹是什么(给学生总结一下）
（3）那么平抛运动的轨迹我们怎样通过实验来得到呢
下面我们通过实验描绘出平抛运动轨迹并计算初速度，请同学们自主设计出实验方案，并且进行讨论计算，得出实验结论。
（二）、进行新课
提出问题：(1)如何得到平抛运动的轨迹
（2）如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
（3）根据实验数据如何计算平抛运动的初速度
（三）、制定计划与设计实验
提问：同学们，你们有哪些方案来研究平抛运动呢
小组讨论、阅读教材、交流，汇总设计的方案。
结论：
方案（1）：利用斜面小槽等器材，让钢球从斜槽上滚下，冲过水平槽飞出后做平抛运动
方案（2）：用数码相机记录平抛运动的轨迹
方案（3）：将装满水的饮料瓶倒置，在瓶塞内插入两根细管，其中一根弯成水平向外喷水
由于器材有限，以方案(1)来做探究实验，方案(2)(3)有条件的同学可以课后进行问题1:如何确保初速度水平
问题2:实验中需要多次描点，如何保证轨迹的一致性
问题3：在实验中需要测哪些物理量需要用到什么器材
通过教师引导，同学交流、讨论。
结论：让小球每次从斜槽上同一高度滑下，从末端水平抛出，由于在水平方向是匀速直线运动，确定运动时间相等的一些点的坐标，研究物体在竖直方向运动的位移随时间的变化规律，证实或验证猜测，通过多次实验，在竖直的背景方格纸上记录了小球所经过的多个位置，用平滑曲线连接起来就能得到小球做平抛运动的轨迹；并记录数据计算初速度。
实验装置：
（1）用以下器材设计一个实验方案来得到平抛运动的轨迹：
斜面小槽、小钢球、粘了坐标纸的木板
提问：同学们自己设计方案进行实验。
结论：
方案的实验步骤：
①安装斜槽轨道，使其末端保持水平；
②固定木板上的坐标纸，使木板保持竖直状态，小球的运动轨迹与板面平行，坐标纸方格横线呈水平方向；
③以斜槽末端为坐标原点沿铅垂线画出y轴；
④让小球从斜槽上适当的高度由静止释放，用铅笔记录小球做平抛运动经过的位置；
⑤重复步骤④，在坐标纸上记录多个位置；
⑥在坐标纸上作出x轴，用平滑的曲线连接各个记录点，得到平抛运动的轨迹；
利用v=x/t,h=1/2gt2,求出小球的初速度。
（四）、分组实验：
老师巡回指导，参与到各小组的实验中。根据不同小组的情况，给予不同的指导。
提示学生将实验数据记录在表格中： 坐标记录 x
y
v
1 2 3 4 5
（五）、数据处理
图像法（图像处理技巧）
由图可见竖直方向位移与水平方向位移的关系图线为曲线，很难看出它们之间的关系，提示学生化曲为直的思想，做出竖直方向位移与水平方向位移的平方之间的关系图,可见y 与x2成正比。
五、实验过程注意事项：
①保证斜槽末端的切线水平，方木板竖直且与小球下落的轨迹平面平行，并使小球运动时靠近木板，但不接触；
②小球每次都从斜槽上同一位置滚下；
③小球做平抛运动的起点不是槽口的端点，应是小球在槽口时球的重心在木板的水平投影点；
④小球在斜槽上开始滚下的位置要适当，以便使小球运动由木板的左上角到右下角。
七、课堂小练
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cm L 25.1 ，若小球在平抛运动途中的几个
位置如图6中的a 、b 、c 、d 所示，则小球平抛的初速度的计算
式为0v =_____（用L ，g 表示），其值为______（取g=2
s ）。
图1
分析与解：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0T ，由于竖直方向是加速度为g 的匀
加速运
动，由2aT S =∆可得20gT L =，再由水平方向是匀速运动得
200L v T =，联立上述两式解得s m Lg v /70.020==。
y
图2
