平拋運動實驗

1、 實驗：研究平拋運動尊敬的評委、老師，大家好！今天我說課的題目是實驗：研究平拋運動，本節(jié)是人教版高中物理必修2第五章的第三節(jié)。本節(jié)實驗既要驗證結(jié)果，還要注重分析思路和方法的滲透，重視學(xué)生對物理現(xiàn)象的深入觀察和對物理規(guī)律的親身體驗。做好本節(jié)實驗，不僅僅能夠鞏固已學(xué)過的處理曲線運動的方法，更重要的是能夠培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。而對于平拋運動和類平拋運動的考察，在每年的高考中也幾乎是必不可少的。因此，本節(jié)實驗的地位非常重要。下面我重點來說一下我的教學(xué)過程一、設(shè)置情景，引入新課大家是否還記得這一款曾經(jīng)風(fēng)靡一時的網(wǎng)絡(luò)游戲呢？在游戲中，游戲者必須不斷的調(diào)整小鳥的飛行軌跡，直至擊中目標(biāo)，才能過關(guān)，

2、。觀看視頻后，提出問題：圖中小鳥的運動軌跡是平拋運動的拋物線嗎？這樣設(shè)計的目的是：在一開始就迅速抓住學(xué)生的注意力.從而引入新課。二、新課教學(xué)實驗?zāi)康?描繪出平拋物體的運動軌跡；判斷平拋運動的軌跡是否為拋物線；掌握根據(jù)軌跡求初速度的方法。通過實驗?zāi)康目梢钥闯?，要完成本?jié)實驗，必須先描繪出平拋運動的軌跡，而平拋物體在空中的運動一瞬即逝，優(yōu)美的曲線隨即成為歷史。（一）交流討論，確定方案提出問題：我們?nèi)绾蔚玫狡綊佄矬w的運動軌跡？請學(xué)生閱讀課本所給的三種方案并分組討論，說明三種方案是如何記錄平拋物體的運動軌跡的，哪種方案最簡單？（投影討論）這樣設(shè)計的目的是：調(diào)動學(xué)生探究的積極性，培養(yǎng)學(xué)生語言表達能力，問

3、題分析能力，合作交流能力。教師總結(jié)：方案一采用描跡法確定小球的平拋運動軌跡；方案二采用徑跡法確定水流的平拋運動軌跡；方案三采用照相法確定小球的平拋運動軌跡。但三種方案相比較，方案二所用實驗器材最少，從而引導(dǎo)學(xué)生，本堂課我們將選擇方案二來完成實驗。（二）演示方案在這里，我按照課本的要求，采用飲料瓶和玻璃細管制作了這一演示裝置，而根據(jù)課本的介紹，在水面下降到A處之前的一段時間內(nèi)，可以獲得穩(wěn)定的細水柱。那么事實到底怎樣呢？請大家觀察：教師當(dāng)場演示，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)把塑料瓶倒置過來后，隨著進氣泡不斷進入瓶內(nèi)，出水口水流出現(xiàn)抖動，無法獲得穩(wěn)定的細水柱。通過這一課本結(jié)論和實驗結(jié)論的對比，很自然的就可以激發(fā)學(xué)生的認

4、知沖突，調(diào)動學(xué)生探究的積極性，從而培養(yǎng)學(xué)生的動手意識和探究意識。很顯然，這樣的裝置是無法完成實驗的，必須要進行改進。從而引導(dǎo)學(xué)生進入到改進方案環(huán)節(jié)。（三）改進方案在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，如何對方案進行改進呢？我們必須先找到前面現(xiàn)象的原因。鼓勵學(xué)生，積極動腦：找出問題產(chǎn)生的原因。學(xué)生發(fā)言之后，教師總結(jié)：進氣泡雖然可以維持瓶內(nèi)壓強大致不變，但同時進氣泡破裂又會導(dǎo)致瓶內(nèi)的壓強發(fā)生突變，使水流抖動?；谝陨显颍瑸榱双@得不抖動的水流，我們可以將進氣管去掉，并將瓶子底部剪掉。（當(dāng)堂演示）此時，出現(xiàn)了一個新的問題：隨著敞口瓶內(nèi)的液面下降，出水口處的壓強也在變化,從而引起噴水速度的變化，使水流軌跡發(fā)生變化，怎么辦？

5、分析原因可知;此時水流的速度變化主要是因為瓶內(nèi)的水面高度在逐漸減小，只要維持瓶內(nèi)的水面高度不變就可以得到穩(wěn)定的水流。而要解決這一問題，增加一個補水的裝置即可。但隨之而來又會出現(xiàn)一個新的問題，補水速度過快會使液面上升，補水過慢會使液面下降。為了解決這一問題，我又在敞口瓶的上端設(shè)置了一個溢水口，從而保證液面高度不變，維持出水口壓強不變，進而獲得穩(wěn)定的水流。我把這種改進后的方法稱之為“溢水控速噴水法”。解決了出水穩(wěn)定的問題后，就不得不提完成本節(jié)實驗的另外一個重要問題了，既然研究的是平拋運動，那么如何保證出水口水平呢？根據(jù)生活中常見的氣泡式水平儀。在這里，我利用小藥瓶自制了一個水平儀，并將它和出水口用

6、膠水固定在平木板上，用它來調(diào)整出水口水平。那么我們又該如何記錄水流軌跡呢？而為了方便軌跡記錄和讀數(shù)方便，我又用PC板制作了一個專門的坐標(biāo)紙。而在PC板用筆描繪水流的軌跡并不容易，所以我們采用“插針法”來記錄水流的軌跡!至此，師生共同完成了對本實驗的改進和設(shè)計。在這一環(huán)節(jié)，要利用問題，緊緊抓住學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。而通過對塑料瓶、玻璃管的利用，喚醒學(xué)生變廢為寶的意識，對學(xué)生進行價值觀的教育。（四）展示裝置、分析評價接下來，教師展示改進后的裝置，讓學(xué)生對比原實驗裝置展開討論，評價分析改進后裝置的實驗原理和優(yōu)點。（五）實驗操作、親身感受評價完畢后，請兩名學(xué)生上臺現(xiàn)場操作實驗，

7、其他同學(xué)在下面認真的觀看。1、如圖所示按改進方案安裝好儀器，從下到上依次固定出水口、噴水瓶、補水瓶；2、利用自制水平儀，調(diào)整噴水口水平。3、利用重錘線將坐標(biāo)紙調(diào)整到豎直方向；4、打開夾子開始實驗，利用插針法記錄下水流的軌跡。插針時，提醒學(xué)生幾點：一是沿水流方向由遠及近插針，以免先插近處時會檔住水流；二是動作要快，以免水位下降過快，一旦水面下降到溢水口以下，會造成水流速度的改變，引起誤差；三是插針時視線要和坐標(biāo)紙垂直，不要插歪；四是為了方便讀數(shù)，可取水平位移間隔相等的位置插針。【設(shè)計意圖】：在這一環(huán)節(jié)，師生共同參與實驗，見證軌跡的記錄過程，體會物理之美，儀器之美。4、數(shù)據(jù)處理、拓展提升（1）請一

8、個同學(xué)上臺讀出大頭針坐標(biāo)數(shù)據(jù)。（讀數(shù)圖片）教師利用計算機將數(shù)據(jù)展示在大屏幕上。（由于時間關(guān)系，在這里我使用的是之前實驗所獲得的一組數(shù)據(jù)。）教師利用計算機excle擬合出坐標(biāo)數(shù)據(jù)對應(yīng)的曲線，讓學(xué)生在坐標(biāo)紙上描點連線，獲得運動軌跡。（圖片）從而完成本節(jié)實驗的第一個實驗?zāi)康摹＃?）如何證明該軌跡為平拋運動的拋物線呢？根據(jù)已獲得的運動軌跡，觀察其形狀，請學(xué)生猜想，并初步得出結(jié)論，其軌跡與拋物線類似，但是否為平拋運動的拋物線仍需證明。根據(jù)上節(jié)課的例題2可知，平拋運動軌跡上各點的y和x坐標(biāo)之間應(yīng)該具有的關(guān)系由于平拋運動的初速度不變，故讓學(xué)生從軌跡上選出幾點坐標(biāo)數(shù)據(jù)計算出各自的a值，如果在誤差允許的范圍內(nèi)，

9、a值相等，從數(shù)學(xué)知識可知：該軌跡為平拋運動的拋物線。教師再利用之前擬合出的曲線，擬合出所對應(yīng)的函數(shù)公式。該公式為一元二次函數(shù)，下面我們用函數(shù)公式來分析實驗誤差，根據(jù)證明可知：二次項系數(shù)是由平拋的初速度決定的，一次項系數(shù)不為零說明初速度方向不沿水平方向，實驗時沒有把噴水口調(diào)到水平理想狀態(tài)，常數(shù)項不為零說明噴水口與坐標(biāo)原點不吻合，但可以看出a遠大于b、c,在誤差允許的范圍內(nèi)可把b、c看成零忽略不計。從而得出y=日”，證明該軌跡為平拋運動的拋物線，從而完成該實驗的第二個實驗?zāi)康?。【設(shè)計意圖】：學(xué)生通過描點畫圖感受獲得軌跡的過程，通過計算驗證該軌跡為拋物線感受數(shù)學(xué)和物理規(guī)律聯(lián)系之奇妙。最后的計算機擬合結(jié)果更加深了學(xué)生對平拋運動的理解。（4）如何求解平拋物體的初速度？而根據(jù)前面分析結(jié)論可知：ga=可以利用前面得到的a值計算出水流的初速度。也根據(jù)已獲得的平拋運動物體的運動軌跡，選幾組軌跡上的x、y坐標(biāo)，利用x=v.t,完成本實驗的第三個試驗?zāi)康??！驹O(shè)計意圖】：利用多種方法求解初速度，拓寬學(xué)生的解題思路；利用平拋運動規(guī)律解決實際問題，從而鞏固上節(jié)課所學(xué)知識。（5）研究平拋運動時的注意事項和誤差分析誤差分析讀取坐標(biāo)數(shù)據(jù)時帶來的讀數(shù)誤差；利用插針法確定細水柱的位置時不夠準(zhǔn)確；噴水口沒有完全調(diào)水平及出水口與坐標(biāo)原點不完全重合。注意事項1在液面下降到溢水口之前，要完