實驗：探究平拋運動的特點+集體備課教案 高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

實驗：探究平拋運動的特點（第一課時）《課程標(biāo)準(zhǔn)解讀》第76頁內(nèi)容解讀2.2.2通過實驗，探究并認(rèn)識平拋運動的規(guī)律。會用運動合成與分解的方法分析平拋運動。體會將復(fù)雜運動分解為簡單運動的物理思想。能分析生產(chǎn)生活中的拋體運動。本條目明確提出要通過實驗探究平拋運動的規(guī)律，重點是學(xué)會用運動合成與分解的方法分析平拋運動，體會其中蘊含的化繁為簡的物理思想。本條目要求學(xué)生能理論聯(lián)系實際分析日常生活中的拋體運動，例如飛機投放救災(zāi)物資等?！窘虒W(xué)目標(biāo)】主題探究素養(yǎng)提升結(jié)合生活實例認(rèn)識拋體運動通過觀察頻閃照片，分析、猜想平拋運動是水平和豎直兩個方向分運動的合運動。探究平拋運動的實驗思路和具體實驗方案通過對測量數(shù)據(jù)的分析和計算，探究平拋運動水平方向和豎直方向分運動的特點和規(guī)律。【課前預(yù)習(xí)】認(rèn)真閱讀教材P10-P13【課堂探究】情景體驗在投籃運動中，籃球的運動軌跡如圖所示，類似于拋物線，而籃球在離開手之后只受重力作用(忽略空氣阻力的影響),這種運動叫作什么運動?這種運動叫作拋體運動，若沿水平方向拋出籃球，則籃球的運動為平拋運動。實驗探究（一）實驗思路(1)提出問題：平拋運動是曲線運動，速度和位移的大小和方向時刻在發(fā)生變化。怎么研究這個復(fù)雜的曲線運動呢？我們可以將復(fù)雜的曲線運動分解為兩個簡單的直線運動（描繪出運動軌跡）。(2)科學(xué)猜想：由于物體是沿水平方向拋出的，在運動過程中只受重力作用。因此平拋運動可能是水平方向和豎直方向分運動的合成。那么只要研究出這兩個分運動的特點，平拋運動的規(guī)律就清楚了。（二）實驗方案方案一：頻閃照相法對頻閃照片的分析（學(xué)導(dǎo)P9）如圖甲所示是一個小球做平拋運動時的頻閃照片。選第一個小球球心為原點建立坐標(biāo)系，每3個小球(不計初始位置的球)取1個球測量相對應(yīng)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，如圖乙所示。根據(jù)頻閃照相的特點可知，若頻閃周期為T，則每相鄰兩球的時間間隔相等，都是T，即圖中OA、AB、BC對應(yīng)的時間間隔就是3T。方案二：分步法探究平拋運動的特點（對比實驗法）①探究平拋運動豎直分運動的特點②探究平拋運動水平分運動的特點觀察結(jié)果：①不管小鋼球距地面的高度多高，也不管小錘擊打金屬片的力度多大，兩小鋼球每次都是同時落地的。②不管C、D的高度(始終有AC=BD)多高，也不管弧形軌道M的高度怎樣變化，P、Q兩小鋼球總是發(fā)生碰撞。得出結(jié)論：①做平拋運動的小鋼球在豎直方向上的分運動是自由落體運動。②做平拋運動的小鋼球在水平方向上的分運動是勻速直線運動.特別提醒：1.斜槽調(diào)整:實驗中必須調(diào)整斜槽末端水平，將鋼球放在斜槽末端水平部分,若小球保持靜止，則說明斜槽末端水平。2.平板固定:平板必須處于豎直平面內(nèi)，固定時要用重垂線檢查平板是否豎直。3.鋼球釋放:(1)鋼球每次必須從斜槽上同一位置由靜止開始自由滾下。(2)鋼球開始滾下的位置高度要適中,以使鋼球做平拋運動的軌跡由白紙的左上角一直到達右下角為宜。4.坐標(biāo)原點:坐標(biāo)原點不是槽口的端點，應(yīng)是鋼球出槽口時球心在木板上的投影點。練習(xí)鞏固：教材課后題P13第1、2題【板書設(shè)計】實驗：探究平拋運動的特點（第二課時）《新課程編寫說明》第3節(jié)實驗：探究平拋運動的特點——注重問題導(dǎo)向，促進學(xué)生自主思考，增強實驗開放性新課標(biāo)強調(diào)通過實驗探究并認(rèn)識平拋運動的規(guī)律，并將該實驗列為學(xué)生必做實驗。新教材將探究平拋運動的特點置于理論推導(dǎo)之前，單獨作為第3節(jié)，目的在于切實增強學(xué)生的探究能力。實驗思路圍繞運動的合成與分解展開，考慮到學(xué)生通過之前的探究實驗已經(jīng)具備了一定的實驗?zāi)芰?，因此，在實驗方案中，教材將實驗的關(guān)鍵步驟變成“問題串”。引導(dǎo)學(xué)生自主作出猜想、確定要測量的物理量、如何減小實驗誤差等，不再給出實驗的具體細節(jié)和步驟，這樣的設(shè)計能夠真正實現(xiàn)學(xué)生自主思考、自主探究的目的。本實驗有兩個方案，第一個方案是以頻閃照相的方法研究平拋運動、優(yōu)點在于能夠直接觀察物體的運動軌跡，便于學(xué)生獲得直觀的認(rèn)識，并可在照片中建立坐標(biāo)系研究位移、速度與時間的關(guān)系。該方案的研究方法更加普遍，與根據(jù)打點計時器打出的紙帶研究小車運動情況在本質(zhì)上是一致的，學(xué)生在已有知識的基礎(chǔ)上較為容易地自主展開探究活動。方案二則是先研究豎直方向的分運動，然后研究水平方向的分運動，實驗在設(shè)計上更加巧妙，注重實驗的設(shè)計和操控，體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化和等效的思想。是鍛煉學(xué)生科學(xué)思維的良好機會。雖然教材給出了參考案例，但在討論階段并不一定拘泥于此。例如，教材在正文中提出“是否需要獲取物體做平拋運動的軌跡?”的問題，參考案例和習(xí)題當(dāng)中的實驗裝置給出了不同的答案(圖4)，關(guān)鍵是要激發(fā)學(xué)生的思考，培養(yǎng)學(xué)生的遷移創(chuàng)新能力，檢驗學(xué)生是否具備獨立設(shè)計實驗裝置的能力。此外，該節(jié)最后還設(shè)計了“拓展學(xué)習(xí)”欄目，即利用傳感器和計算機等數(shù)字實驗設(shè)備探究平拋運動，供有條件的學(xué)校和學(xué)生參考?！窘虒W(xué)目標(biāo)】主題探究素養(yǎng)提升用實驗的方法描出平拋運動的軌跡，強化實驗技能通過獲得位置的方法確定多個點，描繪平拋運動的軌跡。探究平拋運動水平方向和豎直方向分運動的特點通過對測量數(shù)據(jù)的分析和計算，探究平拋運動水平方向和豎直方向分運動的特點和規(guī)律?！菊n前預(yù)習(xí)】完成課堂訓(xùn)練（第三節(jié)）【課堂探究】一、學(xué)生實驗分組實驗（30個小組）物理實驗室3、4（一）實驗原理與操作：學(xué)習(xí)指導(dǎo)P9（二）數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理的三點提醒(1)鋼球拋出點的位置必須記錄準(zhǔn)確，并且將該位置作為坐標(biāo)原點。(2)豎直線(y軸方向)要用重垂線來確定。(3)選取研究的點時保證各點的水平距離相等。（三）誤差分析：1.斜槽末端沒有調(diào)整至水平，鋼球離開斜槽后不做平拋運動。2.鋼球做平拋運動的起點記錄有誤。3.鋼球運動軌跡連接不準(zhǔn)確。4.相等時間間隔測量不準(zhǔn)確（四）注意事項：1實驗操作的三點提醒(1)保證斜槽末端水平。(2)保證鋼球每次從同一位置由靜止釋放。(3)實驗過程中背板上的白紙不能移動，且鋼球在運動過程中與背板上的白紙不能接觸。?特別注意：軌道的粗糙程度對該實驗沒有影響，由于每次小球從同一高度由靜止?jié)L下，所受摩擦力相同，到達槽口時的速度相同，因此軌跡