5.3实验：探究平抛运动的特点 教案—新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册

5.3 实验：探究平抛运动的特点 教学目标： （一）知识与技能 1．知道抛体运动和平抛运动，知道用运动分解的方法研究平抛运动。 2. 会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹。 3．会根据平抛运动的轨迹，研究平抛运动水平和竖直分运动的特点。 4．了解科学探究中获取数据及处理数据的办法。 （二）过程与方法 1. 理解平抛运动可以看成水平的匀速直线运动与竖直方向上的自由落体运动的合成，并且这两个分运动互相独立。 2. 通过学生的动手实验，将感性认识和理解性思维相结合，使学生获得成功的体验，激发学生学习兴趣和求知欲望。 3. 利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动，渗透物理学“化曲为直”“化繁为简”的方法及“等价交换”“正交分解”的思想方法。 （三）情感态度与价值观 1. 经历不同层次的现察与分析，培养学生的观察能力，综合分析能力 2．通过观察、实验及探究、交流与讨论等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。 教学重难点： 重点： 1．平抛运动实验的设计、装置、操作及数据处理。 难点： 1．平抛运动在水平方向是匀速直线运动和在竖直方向是自由落体运动的实验探索过程。 教学过程： 一、导入新课： 平抛运动有什么特点？ 二、讲授新课： 1、平抛运动 【动图展示】 【教师提问】这几个物体的运动有什么特点呢？抛出后物体的受力情况如何？ 【学生回答】都是曲线运动；忽略空气阻力，抛出后物体只受重力的作用。 【教师提问】为什么物体的轨迹是曲线？ 【学生回答】物体的初速度与重力不在一条直线上。 【教师引导】以上几个物体的运动就是抛体运动。你能总结抛体运动的定义吗？ 【讨论总结】抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用，这时的运动叫做抛体运动。 【教师提问】什么是平抛运动？ 【操作演示】水平桌面上的小球被碰后，以一定的水平初速度离开桌面后所做的运动轨迹。 【教师总结】平抛运动：初速度方向为水平方向的抛体运动叫做平抛运动。 【教师提问】做平抛运动的条件是什么？ 【学生回答】①初速度沿水平方向；②只受重力的作用。 【思考讨论】平抛运动的性质是什么？ 【讨论总结】 2、实验：探究平抛运动的特点 实验思路 按照把复杂的曲线运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动的思路，把平抛运动看作是在竖直方向的分运动和水平方向的分运动的合运动。 进行实验 【思考讨论】如何通过实验方法获得平抛运动轨迹？ 方案一：频闪照相法 1、实验器材 频闪照相机、铅笔、刻度尺、三角板。 【观看视频】用频闪照相研究平抛运动 2、实验步骤 (1)固定相机,利用相机的连拍功能,使其每隔一定时间拍一张照片。 (2)使小球从水平桌面上飞出,在小球后面放置带方格的黑板做背景。 (3)利用软件将多张照片合成同一幅照片。 ①以平抛初位置为原点，建立平面直角坐标系. ②用刻度尺度量各个小球的横坐标和纵坐标. ③分析数据，得到水平分运动和竖直分运动规律. ④得出平抛运动规律. 时间（秒） 1 2 3 4 …．． 水平距离 25 50 75 100 ．…．． 竖直距离 5 20 45 80 ．…．． 3、数据分析 结合表格和图象可知，在水平方向上小球在每秒通过的路程都为25m即：相同时间内通过的路程相等，所以在水平方向上做的是匀速运动； 在竖直方向上小球相同时间内通过的路程分别为：5m、15m、25m……即为：1：3：5……，符合自由落体运动的规律，所以在竖直方向上做的是自由落体运动。 4、实验结论 水平方向分运动的特点：在水平方向上做匀速直线运动。 竖直方向分运动的特点：在竖直方向上做自由落体运动。 5、注意事项 (1)确保相机静止不动。 (2)背景和小球之间的反差要大。 (3)确保拍摄照片清晰。 方案二：描迹法 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 1、实验器材 平抛运动演示装置、小锤、两球完全相同的小球。 2、实验步骤 ①用小锤击打弹性金属片后，A 球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时 B 球被释放，自由下落，做自由落体运动。 ②A、B 两球同时开始运动。观察两球的运动轨迹，注意倾听它们落地的声音。 ③分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复这个实验，记录实验现象有什么变化。 【观看视频】平抛运动与自由落体分运动的等时性。 【思考讨论】通过实验你观察到那些现象，这一现象说明什么问题？ 【师生总结】 3、实验现象 ①实验现象无论A球的初速度多大，它总是与B球同时落地。 ②A球水平抛出时的速度愈大，它飞出的水平距离也就愈远。 4、实验结论 ①平抛运动的下落时间与它自由落体分运动的时间相等。 ②平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，水平方向速度的大小不影响平抛运动在竖直方向上的运动。 步骤2