《物理（醫(yī)藥衛(wèi)生類）》教案 高職 3.3 學(xué)生實(shí)驗(yàn) 探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

3.3：學(xué)生實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)：1.掌握平拋運(yùn)動(dòng)的定義和條件，理解平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)；（觀念形成）2.能夠描繪物體做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，掌握平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法——運(yùn)動(dòng)的合成和分解；（思維培養(yǎng)）3.通過實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、推理和總結(jié)能力。通過平拋運(yùn)動(dòng)的研究，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和抽象思維能力；（能力提升）4.分析解決生活和生產(chǎn)中與平拋運(yùn)動(dòng)有關(guān)的問題，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)和實(shí)踐能力，激發(fā)學(xué)生參與科學(xué)探究的熱情。（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）教學(xué)準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)器材：描繪平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)驗(yàn)裝置，包括釋放小球用的底部水平的斜槽、斜槽上的釋放裝置、豎直板、方格紙和復(fù)寫紙、帶凹槽的擋板，兩個(gè)質(zhì)量相差不多的小球。多媒體材料：PPT課件。教學(xué)過程：一、實(shí)驗(yàn)預(yù)備情境創(chuàng)設(shè)：教師展示射箭的圖片或視頻，觀察箭在空中運(yùn)動(dòng)的過程，并分析其運(yùn)動(dòng)軌跡的特點(diǎn)。由此引申出平拋運(yùn)動(dòng)的定義：當(dāng)物體以一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng)，稱為平拋運(yùn)動(dòng)。伽利略認(rèn)為，做平拋運(yùn)動(dòng)的物體同時(shí)做兩種運(yùn)動(dòng)：在水平方向上物體不受力的作用而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上物體受到重力作用而做自由落體運(yùn)動(dòng)。他假定這兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)“既不彼此影響干擾，也不互相妨礙”，物體的運(yùn)動(dòng)就是這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。你能否通過實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證伽利略的猜想?探究方案與設(shè)計(jì)：根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解及牛頓運(yùn)動(dòng)定律，可以將平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。本實(shí)驗(yàn)根據(jù)此原理設(shè)計(jì)、驗(yàn)證以上猜想。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：探究平拋運(yùn)動(dòng)小球在豎直方向上運(yùn)動(dòng)與做自由落體運(yùn)動(dòng)小球規(guī)律相同如圖所示,在斜槽頂部釋放一個(gè)小球,當(dāng)這個(gè)小球到達(dá)斜槽底部時(shí)做水平運(yùn)動(dòng),撞擊到放置在斜槽水平出口處的另一個(gè)質(zhì)量稍小的小球后,兩球同時(shí)飛出,同時(shí)落下,一個(gè)小球做平拋運(yùn)動(dòng),另一個(gè)小球做自由落體運(yùn)動(dòng),從中可以得出平拋的小球與直接下落的小球在豎直方向的運(yùn)動(dòng)是相同的。利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置獲得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡把擋板放在不同的高度,使平拋的小球落在凹槽中。由于小球受到凹槽的擠壓會(huì)通過復(fù)寫紙?jiān)诜礁窦埳狭粝侣潼c(diǎn)的位置,從而在方格紙上留下小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。通過小球落點(diǎn)的位置描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,探究平拋運(yùn)動(dòng)水平方向和豎直方向分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。二、學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟：（1）驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同把一個(gè)小球放在斜槽的水平出口處,另一個(gè)小球放在斜槽上方的釋放處,釋放上方的小球,讓其自由滾下,撞擊下方的小球,觀察兩球是否同時(shí)下落。分別調(diào)整擋板的位置,更換不同的小球,聽兩球下落到下面擋板的聲音是否同時(shí),判斷被撞出的小球的下落規(guī)律是否與做自由落體運(yùn)動(dòng)小球的下落規(guī)律相同。歸納結(jié)論：處于同一高度的兩個(gè)小球，同時(shí)落地，且被撞小球飛出一段水平距離。無論被撞小球的初速度多大，總是與撞擊的小球同時(shí)落地，表明平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)。（2）描繪拋體運(yùn)動(dòng)軌跡在豎直板上依次附上方格紙和復(fù)寫紙，將帶凹槽的擋板固定在某一高度，把小球卡在斜槽釋放裝置上，釋放小球使其由靜止沿斜槽滾下,小球落在擋板的凹槽里，在方格紙上留下印記。改變擋板的高度，重復(fù)步驟2，小球每次均從斜槽的位置由靜止開始運(yùn)動(dòng)，得到小球在方格紙上的落點(diǎn)位置；重復(fù)實(shí)驗(yàn)，在方格紙上得到小球做平拋運(yùn)動(dòng)過程中的多個(gè)落點(diǎn)位置。實(shí)驗(yàn)結(jié)束取下方格紙，整理實(shí)驗(yàn)器材。數(shù)據(jù)記錄與處理：在方格紙上用平滑曲線連接各落點(diǎn)位置，得到小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。以小球在斜槽底部水平飛出時(shí)球心所在位置作為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立平面直角坐標(biāo)系。用刻度尺測(cè)量小球在水平方向的位移和豎直方向的位移，記錄數(shù)據(jù)填入教材表格中。如圖所示，通過數(shù)據(jù)分析觀察相同時(shí)間間隔內(nèi)小球在水平方向的位移大小。分析小球在水平方向上的運(yùn)動(dòng)結(jié)合前兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。三、交流與評(píng)價(jià)討論交流：結(jié)果與分析：由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推斷可將平拋運(yùn)動(dòng)可分解為豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)。交流與討論（1）如何保證小球拋出后的運(yùn)動(dòng)是平拋運(yùn)動(dòng)?（2）對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，討論實(shí)驗(yàn)誤差及其原因。（3）為什么要使小球從同一位置靜止釋放？若從不同的位置釋放對(duì)結(jié)果是否會(huì)產(chǎn)生影響？3.實(shí)驗(yàn)方案優(yōu)化根據(jù)所學(xué)知識(shí)，除了教材中提出的實(shí)驗(yàn)參考方案你能設(shè)計(jì)出比本實(shí)驗(yàn)方案