3.3 學(xué)生實驗 探究平拋運(yùn)動的特點

3.3學(xué)生實驗

探究平拋運(yùn)動的特點教學(xué)目標(biāo)情境引入實驗探究交流討論拓展延伸1.掌握平拋運(yùn)動的定義和條件，理解平拋運(yùn)動可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動

2.能夠描繪物體做平拋運(yùn)動的軌跡，掌握平拋運(yùn)動的研究方法——運(yùn)動的合成和分解

3.通過實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、推理和總結(jié)能力。通過平拋運(yùn)動的研究，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和抽象思維能力

4.分析解決生活和生產(chǎn)中與平拋運(yùn)動有關(guān)的問題，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識和實踐能力，激發(fā)學(xué)生參與科學(xué)探究的熱情。教學(xué)目標(biāo)情境引入——射箭運(yùn)動

射箭運(yùn)動在中國有著非常悠久的歷史，“君子有六藝”中就包含射箭。參與傳統(tǒng)弓項目，不僅身著漢服，而且有參賽禮儀的要求，比賽前要面向靶子鞠躬行禮，所以傳統(tǒng)弓也叫做射藝。情境引入——射箭運(yùn)動觀察箭在空中運(yùn)動的過程，并分析其運(yùn)動軌跡的特點情境引入——射箭運(yùn)動觀察箭在空中運(yùn)動的過程，并分析其運(yùn)動軌跡的特點當(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，稱為平拋運(yùn)動。新知速遞——平拋運(yùn)動的定義伽利略關(guān)于平拋運(yùn)動的猜想伽利略認(rèn)為，做平拋運(yùn)動的物體同時做兩種運(yùn)動：在水平方向上物體不受力的作用而做勻速直線運(yùn)動，在豎直方向上物體受到重力作用而做自由落體運(yùn)動。他假定這兩個方向的運(yùn)動“既不彼此影響干擾，也不互相妨礙”，物體的運(yùn)動就是這兩個運(yùn)動的合運(yùn)動。

你能否通過實驗探究驗證伽利略的猜想?探究方案與設(shè)計：

根據(jù)運(yùn)動的合成與分解及牛頓運(yùn)動定律，將平拋運(yùn)動分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動。本實驗根據(jù)此原理設(shè)計、驗證以上猜想。

實驗器材：

描繪平拋運(yùn)動軌跡的實驗裝置，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，兩個質(zhì)量相差不多的小球等。實驗探究——探究平拋運(yùn)動的特點實驗設(shè)計思路平拋運(yùn)動平拋與自由落體運(yùn)動平拋運(yùn)動軌跡驗證平拋運(yùn)動在豎直方向上的運(yùn)動與自由落體運(yùn)動規(guī)律相同描繪平拋運(yùn)動軌跡豎直水平化曲為直實驗步驟：（1）驗證平拋運(yùn)動在豎直方向上的運(yùn)動與自由落體運(yùn)動規(guī)律相同把一個小球放在斜槽的水平出口處,另一個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,判斷被撞出的小球的下落規(guī)律是否與做自由落體運(yùn)動小球的下落規(guī)律相同。歸納結(jié)論：處于同一高度的兩個小球，同時落地，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落地，表明平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動。（2）描繪拋體運(yùn)動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,在方格紙上會留下標(biāo)記。

改變擋板的高度,重復(fù)步驟（2）,把小球卡在斜槽釋放裝置上,保證小球從斜槽的同一高度由靜止下落,再次得到小球在方格紙上的落點位置;重復(fù)實驗,可以在方格紙上得到小球做平拋運(yùn)動過程中的多個落點位置,從而獲得小球的運(yùn)動軌跡。實驗結(jié)束后取下方格紙。

注意:實驗過程中將擋板按照從高到低或從低到高的順序放置。

數(shù)據(jù)記錄與處理：

在方格紙上用平滑曲線連接各落點位置，得到小球做平拋運(yùn)動的軌跡。以小球在斜槽底部水平飛出時球心所在位置作為坐標(biāo)原點，建立平面直角坐標(biāo)系。用刻度尺測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。

通過數(shù)據(jù)分析做平拋運(yùn)動的小球在水平方向的位移與豎直方向的位移之間的關(guān)系,總結(jié)平拋運(yùn)動的特點。

運(yùn)動軌跡：

平拋運(yùn)動的軌跡是一條拋物線，這是由水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動合成的結(jié)果。

水平方向運(yùn)動特點：

在水平方向上，平拋運(yùn)動表現(xiàn)為勻速直線運(yùn)動，水平速度保持不變。

豎直方向運(yùn)動特點：

在豎直方向上，平拋運(yùn)動表現(xiàn)為自由落體運(yùn)動，豎直速度逐漸加快，加速度為重力加速度。實驗結(jié)論——平拋運(yùn)動的特點（1）如何保證小球拋出后的運(yùn)動是平拋運(yùn)動?

（2）對比實驗數(shù)據(jù)結(jié)果，討論實驗誤差及其原因。

（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結(jié)果是否會產(chǎn)生影響？交流討論實驗優(yōu)化？（1）射箭前應(yīng)該