实验：研究平抛运动-精品教案

实验:研究平抛运动

【学情分析】

1．通过前面的学习，学生已经知道了合运动、分运动以及运动的合成与分解所遵循的规律；知道了运动的合成与分解是处理曲线运动的基本方法；通过一个多学期的学习，学生已经具备了初步的实验设计能力和实验操作能力；已经能用数码相机来研究物体的运动。

2．学生可能遇到的困难：设计不出验证平抛运动在竖直方向是自由落体运动的实验装置。

3．学生在学习中可能会采取的学习策略：分组讨论，向教师寻求帮助，实验探索，总结反思等。

【教学目标】

一、知识与技能目标

1．知道什么是平抛运动；

2．知道平抛运动的受力特点；

3．理解平抛运动在水平方向做匀速直线运动和在竖直方向做自由落体运动；

4．知道用描点的方法得到平抛运动轨迹；

5．会用数码相机来研究物体的运动；

6．知道利用平抛运动轨迹来分析平抛运动规律的方法。

二、过程与方法目标

1．通过设计验证抛运动在水平方向做匀速直线运动和在竖直方向做自由落体运动的实验，培养学生的实验设计能力；

2．通过对平抛轨迹的分析，培养学生数据分析与处理能力；

3．经历实验探究过程，发现规律，让学生认识到科学探究的意义；

4．通过分组实验培养学生的交流、合作能力。

三、情感态度与价值观

1．通过展示自然、生活和生产中平抛运动的例子，使学生认识到平抛运动的普遍性，同时认识到物理知识的社会价值；

2．通过实验设计探究，培养学生的设计探究兴趣与热情；体验到探索自然规律的艰辛与喜悦；培养学生主动与他人合作的精神。

【教学重难点】

一、教学重点：

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。

二、教学难点：

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】

1．结合生活、生产实际，引入新课

（1）展示生活、生产中的抛体现象，展示抛体现象的普遍性。

（2）利用对比实验，结合物理学的研究方法，揭示平抛运动的特点

[对比实验]一只手一起抛出的两个金属球运动情况基体本相同；一只手一起抛出一个金属球和一个松软的纸团，它们的运动情况差异很大。

[提出问题]造成两次实验差异的原因是什么？即为什么第二次实验的纸团为什么比金属球抛得近多了？

[分析原因]空气阻力对纸团的影响大。

[归纳总结]空气阻力使抛体运动变得复杂，根据从简单到复杂的原则，我们先研究最简单的情况：将物体水平抛出，物体只在重力作用下的运动，即平抛运动。

2．运用“科学探究”教学模式，引导学生探究平抛运动规律

（1）分析讨论，确定研究方法

[师生对话]和直线运动相比，平抛运动显然要复杂得多，怎样才能将复杂的运动化简为简单的运动进行研究？根据上一节的知识，可以将曲线运动分解为两个直线运动。那么如何来分解平抛运动比较好？因为小球受的力在竖直方向，初速度又是在水平方向，所以将平抛运动分解到水平方向和竖直方向比较好。

（2）探究平抛运动在竖直方向的运动规律

[提出问题]如果将平抛运动视为水平方向的运动和竖直方向的运动的合运动，那么，平抛运动在竖直方向应是什么运动？

[分析猜想] 竖直方向受重力作用，应是自由落体运动。

[实验论证]

引导性提问：能否设计对比实验来验证猜想？

分析讨论：让两个物体同时开始运动，一个做自由落体运动，一个做平抛运动，看它们是否同时着地；同时落地则证实猜想。

启发性问题：实验的关键是要解决两物体同时开始平抛运动和自由落体运动。能否利用如图所示弹性金属片，加上其他装置，实现一个动作同时控制两个小球的运动？

实验设计：（学生提出、交流方案；集体讨论、修改完善，确定最佳设计；与现成仪器对比，借鉴优良设计。）

实验操作：学生代表利用平抛运动和自由落体运动对比演示仪验证猜想，如图所示。

生成性问题：如何判断两个小球是否同时落地？

分析讨论：①看；②利用数码相机拍频闪照片；③听。课堂上听的方式最简单易行，所以用听的方式。

实验操作：一位同学演示，全体同学听。

[探究结论]平抛运动在竖直方向应是自由落体运动。

（3）探究平抛运动在水平方向的运动规律

[提出问题] 平抛运动在水平方向应是什么运动？

[分析猜想] 水平方向不受力，应是匀速直线运动。

[实验验证]

①讨论研究方向：可以通过对比实验或定量测量实验进行验证。

对比实验，即是让两个小球同时以相同的速度开始运动，一个平抛，一个在水平面上匀速运动，看相同的时间内，水平方向位移是否相等；相同则证实猜想。

定量测量实验，测出做平抛运动的物体在几段相等时间内的水平位移；依据水平位移是否相等来判断猜想是否正确。

分析讨论：要充分利用它在竖直方向是自由落体运动的特点。设法通过实验得到平抛运动的轨迹；在平抛运动的轨迹利用自由落体规律找到每隔相等时间物体所达到的位置。测量出两相邻位置间的水平位移，看这些位移是否相等。

②选择实验器材，设计实验方案

展出可供选择的实验器材

Ⅰ．用以下器材设计一个对比实验：

两个完全相同的斜槽，一要规格相同的水平槽，两个小球，两个电磁铁（含导线和电源）；

Ⅱ．用以下器材设计一个或多个实验来得到平抛运动的轨迹：

斜面小槽，小钢球，粘了方格纸的木板，铅笔，数码照相机，带水平喷嘴的瓶子，玻璃板。

实验设计：给出足够的时间，分小组设计。

③交流设计方案：设计同学介绍方案，其他同学进行质疑或提出改进建议。

方案一：对比实验，将两个斜槽水平对齐，上下放置，如图所示，用电磁铁控制两个小球同时开始运动，它们以相同大小的速度同时离开斜槽，上面的小球做平抛运动，下面的小球在水平轨道上做匀速直线运动，若它们在水平轨道上相碰，则验证猜想。