5.3 实验： 探究平抛运动的特点 教案-2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第五章 抛体运动 第三节 实验:探究平抛运动的特点 【教材分析】 抛体运动是运动的合成与分解方法的实例运用,是物理教学从直线运动转向曲线运动的转折点;学生生活中有丰富的抛体运动的经验,该内容是引导学生从生活走向物理的良好素材。 【教学目标与核心素养】 1.通过具体生活情景中开展探究活动,知道平抛运动的特点及运动轨迹。 2.引导学生经历探究过程,知道平抛形成的条件。 3.通过探究、理解平抛运动的规律,会用平抛运动规律解决实际问题。 【课型】新授课 【课时安排】1课时 【教学重、难点】 教学重点 1.平抛运动的规律 2.化曲为直、化繁为简、先分解后合成等物理方法的渗透。 教学难点 平抛运动的规律及探究。 【课前准备】 多媒体设备,教材,教参,导学案 【教学过程】 1、 导入新课 生活中有一类特别的曲线运动,就像马路上的洒水车洒出的水,从洒水口水平喷出的水流,经过一段时间后落在马路上。我们管这种运动叫作“平抛运动”。上节课我们学习了如何研究曲线运动规律,同学们可以用研究曲线运动的方式来研究一下平抛运动。 2、 新课教学 【教师】同学之间讨论一下平抛运动的定义、特点和性质。 抛体运动和平抛运动 1.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,物体只受重力作用的运动. 2.平抛运动:初速度沿水平方向的抛体运动. 3.平抛运动的特点: (1)初速度沿水平方向; (2)只受重力作用. 【方法技巧总结】 (一)、抛体运动和平抛运动 1.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,物体只受重力作用的运动. 2.平抛运动:初速度沿水平方向的抛体运动. 3.平抛运动的特点: (1)初速度沿水平方向; (2)只受重力作用. (二)、实验:探究平抛运动的特点 1.实验思路 (1)基本思路:根据运动的分解,把平抛运动分解为不同方向上两个相对简单的直线运动,分别研究物体在这两个方向的运动特点. (2)平抛运动的分解:可以尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动. 2.进行实验 方案一:频闪照相(或录制视频)的方法 (1)通过频闪照相(或录制视频),获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图所示); (2)以抛出点为原点,建立直角坐标系; (3)通过频闪照片描出小球经过相等时间间隔所到达的位置; (4)测量出经过T、2T、3T、…时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移,并填入表格; (5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点. 抛出时间 T 2T 3T 4T 5T 水平位移 竖直位移 结论 水平分运动特点 竖直分运动特点 方案二:分别研究水平和竖直方向分运动规律 步骤1:探究平抛运动竖直分运动的特点 (1)如图所示,用小锤击打弹性金属片后,A球做平抛运动;同时B球被释放,做自由落体运动.观察两球的运动轨迹,听它们落地的声音. (2)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,即改变A球的初速度,发现两球仍同时落地,说明平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动. 步骤2:探究平抛运动水平分运动的特点 (1)装置和实验 ①如图所示,安装实验装置,使斜槽M末端切线水平,使固定的背板竖直,并将一张白纸和复写纸固定在背板上,N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板. ②让钢球从斜槽上某一高度滚下,从末端飞出后做平抛运动,使钢球的轨迹与背板平行.钢球落到倾斜的挡板N上,挤压复写纸,在白纸上留下印迹. ③上下调节挡板N,进行多次实验,每次使钢球从斜槽上同一(选填“同一”或“不同”)位置由静止滚下,在白纸上记录钢球所经过的多个位置. ④以斜槽水平末端端口处钢球球心在白纸上的投影点为坐标原点O,过O点画出竖直的y轴和水平的x轴. ⑤取下坐标纸,用平滑的曲线把这些印迹连接起来,得到钢球做平抛运动的轨迹. ⑥根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点,在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点,即各点之间的时间间隔相等,测量这些点之间的水平位移,确定水平方向分运动的特点. ⑦结论:平抛运动在相等时间内水平方向位移相等,平抛运动水平方向为匀速直线运动. (2)注意事项 ①实验中必须调整斜槽末端的切线水平,使小球做平抛运动(调节方法:将小球放在斜槽末端水平部分,若小球静止,则斜槽末端水平). ②背板必须处于竖直面内,固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直. ③小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放,这样可以使小球每次的轨迹相同. ④坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时小球球心在背板上的投影点. ⑤小球开始滚下的位置高度要适中,以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜. 【典型例题】 例1 (1)如图是实验室内研究平抛运动的装置.以下实验过程的一些做法,其中合理的有_. A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平 B.每次小球释放