探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn) 說課課件-2024-2025學(xué)年高一下學(xué)期物理教科版（2019）必修第二冊

用VernierVideoPhysics視頻分析軟件探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)一、教學(xué)目標(biāo)

（1）掌握VernierVideoPhysics視頻分析軟件的使用方法，并得到平拋運(yùn)動的軌跡。

（2）用Excel軟件處理數(shù)據(jù)，掌握通過改變橫坐標(biāo)（或縱坐標(biāo)）繪制圖像，化曲線為直線，從而探究橫、縱坐標(biāo)函數(shù)關(guān)系的方法。（3）采用上述方法，探究平拋運(yùn)動的軌跡是否為一條拋物線，并探究平拋運(yùn)動的水平、豎直分運(yùn)動的性質(zhì)。二、實(shí)驗(yàn)器材

平拋運(yùn)動演示儀、智能手機(jī)、ipad、下載VernierVideoPhysicsAPP軟件（目前只有iphone和ipad版本）、拍攝用三腳架、電腦。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

用手機(jī)“慢動作”方式拍攝小球做平拋運(yùn)動的視頻。并在平拋運(yùn)動演示儀上貼上刻度尺，點(diǎn)擊“Origin＆Scale”按鈕設(shè)置畫面長度轉(zhuǎn)換比例，并設(shè)定坐標(biāo)原點(diǎn)和坐標(biāo)軸。

將視頻導(dǎo)入軟件，逐幀追蹤、記錄運(yùn)動數(shù)據(jù)。

將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，利用Excel軟件處理數(shù)據(jù)，采用通過改變橫坐標(biāo)（或縱坐標(biāo)）繪制圖像，例如繪制y-x圖像、

y-x2圖像、y-x3圖像……，化曲為直，探究橫、縱坐標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系。采用這種方法探究平拋運(yùn)動的軌跡是否為拋物線，以及探究平拋運(yùn)動的水平、豎直分運(yùn)動的性質(zhì)。四、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)

用傳統(tǒng)方法探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)，需要進(jìn)行重復(fù)的操作和繁瑣的計(jì)算，而用VernierVideoPhysics視頻分析軟件探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)，可以方便、快捷地得到圖像和擬合表達(dá)式，且精確度高。

智能手機(jī)的普及，學(xué)生便有了探索自然的高科技“武器”，使得學(xué)生更樂于、更方便進(jìn)行科學(xué)探究，會感覺科學(xué)就在身邊。五、實(shí)驗(yàn)過程

（1）將手機(jī)設(shè)置為“慢動作”拍攝，速率設(shè)置為“32×960幀/秒”，即播放速率放慢32倍，相鄰兩幀的時間間隔為0.001046666s。

（2）調(diào)節(jié)平拋運(yùn)動儀，使底座水平，斜槽末端水平。使用三腳架固定手機(jī)，讓鏡頭正對方向與平拋運(yùn)動豎直平面垂直。用手機(jī)“慢動作”方式拍攝小球做平拋運(yùn)動的視頻。

（3）用ipad打開VernierVideoPhysics視頻分析軟件，導(dǎo)入視頻。點(diǎn)擊“Origin＆Scale”按鈕設(shè)置坐標(biāo)系和畫面長度比例。

（4）點(diǎn)擊“Points”按鈕將目標(biāo)定位圓的十字準(zhǔn)心移動至小球中心，點(diǎn)擊圓心來標(biāo)記此時小球的位置。移動縮放按鈕，使小球剛好被目標(biāo)定位圓的圓環(huán)包裹住。點(diǎn)擊“Track”按鈕，自動追蹤小球的運(yùn)動軌跡并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。（5）導(dǎo)出數(shù)據(jù)，利用Excel軟件分析數(shù)據(jù)，并進(jìn)行表達(dá)式擬合。

①運(yùn)動軌跡分析。x/my/m注意：y軸正方向豎直向上（5）導(dǎo)出數(shù)據(jù)，利用Excel軟件分析數(shù)據(jù)，并進(jìn)行表達(dá)式擬合。

結(jié)論：平拋運(yùn)動的軌跡是一條拋物線。

①運(yùn)動軌跡分析。x2/m2y/m注意：y軸正方向豎直向上

結(jié)論：平拋運(yùn)動的水平分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動，且水平速度v0=0.8669m/s。

②水平分運(yùn)動分析。t/sx/m③豎直分運(yùn)動分析。

結(jié)論：平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動。

分析：

因?yàn)閥-t2圖像為一條近似過原點(diǎn)的傾斜直線，說明豎直分運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。并且斜率絕對值近似為4.8642m/s2，即加速度a=9.7284m/s2。通過網(wǎng)上查詢，綿陽重力加速度為9.7913m/s2，測量結(jié)果的相對百分誤差為0.642％。t2/s2y/m六、實(shí)驗(yàn)效果評價

（1）將VernierVideoPhysics用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)過程可視性強(qiáng)，簡化了一些繁瑣的數(shù)據(jù)處理過程，提高了實(shí)驗(yàn)效率，并能有效的減小實(shí)驗(yàn)誤差。

（2）智能手機(jī)的普及，提高了學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的參與度和熱情，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中體驗(yàn)到用信息技術(shù)探究物理規(guī)律的方法和樂趣。

（3）實(shí)驗(yàn)誤差分析。

②坐標(biāo)的設(shè)置存在誤差。讓坐標(biāo)原點(diǎn)盡可能設(shè)置在小球靜止在斜槽末端端口時球心的位置，讓y軸與重錘線平行，這樣x軸就處于水平方向。

①斜槽末端不是嚴(yán)格意義的水平，會對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差。操作時，一定要讓小球能靜止在斜槽末端端口位置。

③畫面尺寸比例的設(shè)置存在誤差。用較長的刻度尺來設(shè)定比例，并采用放大屏