《探究平抛运动的规律》
平抛运动实验ppt课件
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• 规律总结:由平抛运动的实验原理,可知
使弹丸做平抛运动,通过测量下落高度可 求出时间,再测出水平位移可求出其做平 抛的初速度;另外在不改变高度y的条件下 进行多次实验测量水平射程x,求水平射程 x的平均值是减小误差的可行方法.
• 应用3—1 某同学用图5—3—10甲所示装置
测定弹射器射出的弹丸的初速度,图中斜 面的倾角为37°,地面上放一张足够大的 上面覆盖复写纸的白纸,以斜面边缘与底 线的交点O为原点,沿斜面的两条底线分 别作出x、y轴(图中已画出);将弹射器置于 斜面上,使弹射器的出口与斜面的边缘相 齐,枪筒与边缘垂直,按下开关则小球抛 出在白纸上打下一个点;多次改变高度打 点,将打出的点迹用光滑曲线连接后得到 如图5—3—10乙所示的图线,设该同学一切 操作均很规范,图中A点的坐标为(30
=ax2中求出常量a(例如a=0.23,可以不写 单位),于是知道了代表这个轨迹的一个可 能的关系式(即y=0.23x2). • 测量其他几个点的x、y坐标,看是否满足y =0.23x2.如果在误差允许范围内上式成立, 即可确定抛体的轨迹是一条抛物线.
• 2.计算平抛物体的初速度 • 在后面介绍的几种方法中,如果要求不太
• 实验中,下列说法正确的是________. • A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自
• • •
•
由滑下 B.斜槽轨道必须光滑 C.斜槽轨道末端可以不水平 D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动, 记录的点应适当多一些 E.为了比较准确地描出小球运动的轨迹, 应该用一条曲线把所有的点连接起来
• 【解析】 本题考查的是仪器的选择和实
• 题型三 实验创新设计 • 【例3】 请你由平抛运动原理设计测量弹
射器射出弹丸的初速度的实验方法,提供 的实验器材:弹射器(含弹丸,见示意图5— 3—8),铁架台(带有夹具),刻度尺.
探究平抛运动的规律
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第四届全国中小学“教学中的互联网应用”优秀教学案例《探究平抛运动规律》教学设计一、教案背景1、面向学生:高一年级2、学科:高中物理3、课时:1课时4、学生课前准备:收集与本课题有关的文字、图片及视频资料二、教材分析:《平抛运动》是高一新课程必修2第5章第3节《抛体运动》的内容。
《高中课程标准》中《抛体运动》的内容标准为:会用运动合成与分解的方法分析抛体运动。
运动合成与分解方法是一种重要的物理方法,是本章的重点。
平抛运动是该方法的实例应用,同时平抛运动规律的探究中也可以引导学生灵活应用已学的匀变速运动规律解决新问题。
本节教学要突出“自主、善导、创新”的主题,通过实例引入——目标导学——科学猜想——自主探索——学以致用等教学过程,让学生有充足的时间自主学习自行探究、共同探索新知识、掌握新方法。
学生通过实验探究,理论论证,发现平抛运动的特点,在老师的指导下突破难点内容,共同总结出平抛运动的规律。
通过生动的实例,巩固知识点,提高学生应用所学知识解决实际问题的能力,充分发挥学生的主观能动性,培养学生的善于观察、认真分析的科学态度,勤于动脑思考的良好习惯和积极探索、勇于创新的科学精神。
三、学情分析:深入的了解学生是上好课的关键,我对学生的基本情况分析如下:⑴高一学生已经具备较好的物理实验能力、分析问题能力、归纳实验现象的能力。
⑵学生刚学习过直线运动规律,对直线运动的分析方法记忆犹新;并在上一节中刚学过运动合成与分解的知识,对这一分析曲线运动的方法并不陌生,这为本节课在方法上铺平了道路;四、三维目标:知识能力:1、了解平抛运动的定义条件;2、掌握平抛运动的分解方法并会利用其进行分析;3、掌握平抛运动的规律,应用于解题,培养利用所学知识解决实际问题的能力过程方法:通过观察演示实验,理论认证,自主实验等手段概括出平抛物体运动的特征,培养学生观察分析能力;通过对频闪照片的分析,或对平抛运动录像片的慢放分析,引导学生用运动合成分解的方法正确地分解平抛运动。
探究平抛运动的规律教学设计
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《探究平抛运动的规律》教学设计一、设计思想1.设计思想:本节课的教学力求贯彻新课程体验,采用探究式教学,引导学生通过实验探究形成对抛体运动的认识;让学生在获得知识的同时,体验科学探究过程,了解科学研究方法,发展探索自然的兴趣与热情,培养实验探究能力和交流协作能力。
2.理论依据:探究教学理论、《物理课程标准》中的课程基本理念和科学探究及物理实验能力要求。
3.设计特色:本节课是以实验设计和实验操作为主的探究教学,它改变了几个传统实验的教学功能。
二、教材分析1.本节内容是通过实验探究平抛运动的规律,它既是前一节运动的合成与分解方法的具体实践应用,也是后一节抛体运动的规律得出的前提,更是学生自主设计、探索的好素材,在本章中有着重要的地位。
2.《课程标准》要求学生会用合成与分解的方法分析抛体运动;能分别以物体在水平方向和竖起方向的位移为横坐标和纵坐标,描绘做抛体运动的物体的轨迹。
要求学生知道平抛运动的受力特点;知道用实验方法得到平抛运动轨迹的方法;理解确定平抛运动在水平方向做匀速直线运动、竖直方向做自由落体运动所用的方法;知道水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的独立性和同时性;体会研究曲线运动的基本方法。
3.平抛运动知识在初中不曾出现过。
三、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。
四、教学目标1.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。
《探究平抛运动的规律》一节之说课
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第2 8卷 总第 3 7期 6 21 0 0年 第 1期 ( 上半 月)
() 12 1 S . 0 0
.0 3
5 2 互 动 探 究 .
问题7 用定 量测 量法 确定 平 抛 运动 在水 平 .
① 探究 一 : 抛运 动 的研 究方法 平
方 向的运 动规律是 否为匀 速直线运 动 , 键是 确 关 定 每间隔相 同时间 的平抛运 动物体 的位 置? 何 如 在平 抛运动 轨迹上确定 几段 相等 的时间 ? 问题 8 如何获 得平抛 运动 的轨迹 ? . 互 动合作 , 描绘 平 抛运 动 的轨 迹 。 据 描绘 根 的轨 迹 , 确定各 时 问等 分点 间对应 的物体 的水 平 位移 , 出初步结 果 。 得 改变初 速度 , 复进行 几次 重 实验 , 后得 出结论 。 最
第2 8卷 总 第 3 7期 6 21 0 0年 第 1期 ( 半 月) 上
V0 . 8 No 3 12 . 67
( ) l 2 0 . 9. S _ O1 2
探 究 平 抛 运 动 的规 律 一 节 之 说 课
卢 云
临 沂 第 二 中学 , 山东 省 临 沂 市 2 6 0 70 0
变速直 线运动 规律” “ 速 直线 运 动 ”等 知 识 的 、匀 运用, 又是 研究 其 他形 式 的 抛体 运 动 、 造 卫 星 人 的发射 等 内容 的基础 。 13 教材 对 学生学 习的作 用及影 响 .
来研 究 弹道 曲线 和飞 机空投 有极其 重要 的意义 。
3 1 教 学重 点 . 平抛 运动 的规 律及 探究 方法 。 3 2 教 学难点 .
个 特 例 , 研究 思 想适 用 于 一 切 抛 体 运 动 ; 其 这
实验五探究平抛运动的规律
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[例2] 甲、乙两同学在研究平抛运动规律的实验中,各 自让钢球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出钢球平抛 运动的轨迹. (1)甲同学在实验中得到A、B、C三点的坐标标记如图实 -5-2甲所示,坐标原点为抛出点,其中________点的位 置或坐标有明显错误,根据你认为正确的数据计算出钢球 平抛的初速度为________(g=10 m/s2).
实验五探究平抛运动的规律
(2)乙同学将斜槽轨道末端点取为坐标原点建立了坐标系并 标出了相应坐标数值,如图乙所示,则钢球的半径为 ________cm.
图实-5-2
实验五探究平抛运动的规律
[解析] (1)由图知钢球在 OA、AB、BC 间运动的时间相 等,竖直方向钢球做自由落体运动且 O 点为抛出点,竖 直方向由 h=12gt2 知 t=0.1 s,B 点坐标有明显错误,其 y 轴坐标应为 20,由 x=vt 知平抛初速度为 v=1.0 m/s.
实验五探究平抛运动的规律
2.数据处理 (1)描轨迹
把白纸从木板上取下来,用三角板过O作与竖直方 向垂直的x轴,将一系列所描的点用平滑的曲线连 接起来.
实验五探究平抛运动的规律
(2)求平抛小球的初速度 ①以 O 点为原点,水平方向为 x 轴,竖直向下方向为 y 轴建立坐标系.
②在平抛小球运动轨迹上选取 A、B、C、D、E 五个点, 测出它们的 x、y 坐标值,记到表格内.
出每个点的坐标值x、y,分别求出小球的初速度,然后
取平均值就得到实验测出的初速度;
实验五探究平抛运动的规律
G.靠目测在纸上画出O点向下的竖直线Oy;
H.将白纸用图钉钉在竖直的木板上,在木板的左上角固 定斜槽. (1)以上实验步骤有错误或不足,需要修改的是 _______________________________________________; (2)以上实验步骤修改后,正确的排列顺序应是 ______________________________________________.
《实验:研究平抛运动》重难点讲解(新人教版必修2)
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第4节实验:研究平抛运动实验“探究平抛运动的规律”研究平抛运动规律的实验方法很多,可以用小球研究,也可以用水流研究,还可以用DIS 研究。
由于实验设计方案不同,导致操作步骤不同,但是实验原理都是运动的合成与分解。
下面列举一例.一、实验目的 描绘平抛运动物体的运动轨迹,求出平抛运动物体的初速度。
二、实验原理先采用描点法得到小球做平抛运动的轨迹曲线,然后以抛出点为坐标原点建立直角坐标系,测出曲线上任一点的坐标(x ,y ),再根据运动的合成与分解原理,把平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,利用y=21gt 2求出小球飞行时间t =g y 2,利用x=v 0t 求出平抛运动物体的初速度v 0=yg 2。
三、实验装置实验装置如图1所示.四、实验步骤及要求1.将固定有斜槽的木板放在实验桌上,实验前要检查斜槽末端的切线是否水平。
2.用图钉把坐标纸钉在竖直的木板上,固定时要用重锤线检查坐标纸上的竖线是否竖直。
3.选定斜槽末端上方小球球心处为坐标原点O ,从坐标原点O 画出水平向右的x 轴和竖直向下的y 轴。
4.使小球从斜槽的某一固定位置由静止滚下,并由O 点开始做平抛运动。
先用眼睛粗略地确定做平抛运动的小球在某一x 值处的y 值,然后使小球从固定位置由静止滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地确定小球通过对位置,并在坐标纸上记下这一点。
5.依次改变x 的值,用同样的方法确定其他各点的位置。
五、数据处理取下坐标纸,根据记下的一系列位置,用平滑的曲线画出小球做平抛运动的轨迹。
在轨迹上选取几个不同的点,测出它们的横坐标x 和纵坐标y ,根据重力加速度g 的数值,利用公式v 0=x yg 2求出小球平抛运动的初速度,最后求出v 0的平均值。
六、误差分析小球初速度是否水平、运动轨迹是否与木板平行和空气阻力是产生系统误差的原因。
为了减小系统误差,实验中注意以下几点:○1固定斜槽时,要保证斜槽末端的切线呈水平。
探究平抛运动的规律
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探究3
思路:
X1 X2 A X3 X4
h 4h 9h
O
B
x
C
16h
D
y
探究2
实验如何设计?
实验结论:竖直方向上的分运动是
自由落体运动
探究4
怎样得到平抛运动的轨迹?
描迹法
器材:平抛运动演示仪 铁球、白纸、复写纸、夹子
直角坐标系怎么建?
坐标系:斜槽末端小球球心处即坐标 原点,再利用重锤线确定y轴方向和与 之重直的x轴方向。
板面是否竖直怎么判断?
重锤线: 调节调平螺丝,使重锤的吊 线与平板的线平行、与平板面平行。
对大家实验中出现的问题提出以下注意点: 起点:小球应在同一位置无初速自由释 放;释放的高度要适当 活动挡板: 从上逐渐往下移动 白纸: 不能动
小 结
平抛运动的规律: 竖直方向---自由落体运动 水平方向---匀速直线运动 探究方法: 要敢于大胆推测猜想; 但更要重视实验事实。
1、把平抛运动实验仪平放在桌面上,调整位置至使重锤能 够竖直向下 2、调整好斜槽末端水平,以保证小球离开斜槽后做平抛运 动 3、把坐标纸和复写纸固定在板上,并使坐标纸的竖直线与 重锤线重合 4、在斜槽末端口放上小球,将球心投影到坐标纸上并标上 O,O点即小球做平抛运动的抛出点。以O为坐标原点, 根据重锤线方向画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴 5、把小球从斜槽上的某一位置无初速度释放,观察小球的 运动轨迹,在框架里得到小球运动过程中的一点 6、重复步骤5,且每次让小球从斜槽的同一位置释放,以 保证小球在同一条轨迹上运动,且每次要不断改变框架 的位置,得到同一轨迹上的不同点 7、将坐标纸上的一系列点用平滑的曲线连接起来
以上运动具有哪些共同点?
(1)具有一定的初速度
《探究平抛运动的规律》教学设计方案
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2 体会研 究物 理科 学的一 般思想 方法 的主线 :观 . 察现 象一猜想 假设 一设计 实验一搜 集证据 一得 出结论 评价交流 。 3 体味物 理学 “ 曲为直 ”、 “ 繁为 简 ”的方 . 化 化
一
前 运筹 帷 幄 的统帅 。此 时 ,稍 加讲 解 ,学 生轻 松理 解 了文 章 的时代 背景 。 2在 学 习课文 内容 的过程 中,适 时展 示 图片 资料 ,激 . 发 学生 思维 和 兴趣 ,有 效 帮助 学生 理解 课 文 。根据 课 堂教
信 息 技 术教 育2 1 年NO 2 00 .
探 究 平 抛 运 动 的 规 律 》教 学 设 计 方 案
陕西汉中市陕飞一 中 许文波
课题名称: 《 探究平抛运动的规律 》
科 目 :物 理
学态度和ห้องสมุดไป่ตู้事求是的科学作风 。
年 级:高中一年级 教学时 间:1 课时 ( 0 4 分钟 ) 学习者分析
一
,
・33 ・
信 息技 术教 育2 l年NO2 OO .
法及 “ 等效代换 ”、 “ 正交分解 ”的思想方法 。 三、知识与技能 1 .知道物体只受 重力作用 ,以一 定的初速度抛 出 的运动 是抛体运动 。 2 了解抛体运动和平 抛运动 的定义及特 点,它是 . 本节的基础 内容 。 3 .复习 曲线运动 的条 件,理解平抛运动 的特 点及 性质 ,理解 平抛运 动是匀 变速 曲线运动 ,使学 生理解 匀变速运动不一定是直线运动 ,还可 以是 曲线运动。 4 .掌握研究平抛运动 的方法 ,在学 生已学的直线 运 动和运动 的合成 的知识 的基础上 ,将平 抛运动 分解 为水平 的匀速 直线运 动和竖 直 的 自由落体运 动 。利用 匀速直线运 动和竖 直的 自由落体运 动的规 律 ,由合成 的知识得 出平抛 运动 的对规律 。 5 .理解 平抛 运动 的规律 并会用平抛运动 规律 解答 有关 问题 。
探究平抛运动的规律教学设计
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《探究平抛运动的规律》教学设计江阴市华士高级中学黄文利【设计思路】本课将在学生原有知识结构的基础上,通过体验和经历,构建关于平抛运动的新知识,探究平抛运动的特点、规律以及处理方法。
本课将以探究为主线充分重视情景、问题、体验、合作、自主、交流,既有实验现象的观察,又有分析、推理的的过程。
还要将实验现象与分析、推理结合起来,探究平抛运动在竖直方向和水平方向的运动的规律,既有学生的实验设计过程,又有教师的演示过程,实验手段上既传统的仪器演示实验,又有自制仪器。
本节课给教师和学生提供了广阔的动手、动脑和发挥才智的天地。
【教学说明】本节为高中新课程物理必修①和②中五节探究课的第五节,需要探究内容多方法较全面,结合了理论推理和实验证实双方面。
是在学生学习了直线运动规律、牛顿运动规律和运动合成与分解之后的具体应用实例,也是这些知识的迁移和综合应用。
本节内容重点应落实在“探究”上而不是“规律”上,课堂教学过程以探究为主要线索。
让学生体验掌握化曲为直,化繁为简处理曲线运动的基本方法。
探索规律总是从问题入手,建立模型、大胆猜想、实验验证、得出总结规律的过程。
通过本节探究不仅掌握了处理平抛运动的方法,同时也是处理其他曲线运动和处理未知问题的一般思路和方法物理概念和物理规律的形成是由现象到本质的过程,对它们的理解和掌握不可能一蹴而就,怎样才能够让学生不是机械化的记住,而是真正理解其实质所在,将是这节课要突破的难点。
因此采用实验探究的方法,让学生先通过理论分析和猜想,再通过设计实验方案和细致的实验及仔细的观察,采用对比平抛运动和自由落体运动找到竖直方向为自由落体运动。
通过对运动轨迹分析,归纳得到平抛运动水平方向为匀速运动。
由于实验包含的规律往往隐藏在较深的层次,需要学生去挖掘,因此这一部分的自主探究活动可以让学生亲自感受到实验探究问题的过程,正是对学生观察、分析、归纳等各项综合素质和能力的培养。
自主探究以学生为主体,课堂探究教师要配合学生活动并给予指导,在描绘平抛运动轨迹时方法很多:水平喷出恒定的水流、平抛演示仪演示、火花描绘迹、频闪照相、数码照相和数码摄相等,教师可以采用追问并予以指导使设计方案逐步完善。
高一物理必修二课件-1.2 平抛运动的规律
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热点三 斜面上的平抛运动
【例3】如图所示,从倾角为θ的斜面顶端水平抛出一钢球,落 到斜面底端,已知抛出点到落点间斜边长为L。
(1)求抛出的初速度。 (2)抛出后经多长时间物体离斜面最远?
【解析】(1)钢球做平抛运动,下落高度Lsinθ=1/2gt2,
飞行时间t=
, 2 L s i n g
水平飞行距离Lcosθ=v0t,
*体验应用*
试证明:做平抛(或类平抛)运动的物体任意时刻 的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的 中点。
【答案】如图所示,物体到 达A点的水平分速度为vx=v0,竖 直方向的分速度vy=gt。方向 tanα=vy/vx=gt/v0
而tanβ=y/x=gt2/v0 所以tanα=y/(x/2)得证。
热点一 平抛运动规律的实验探究
【例1】利用单摆验证小球平抛运动的规律,设计方案如图所示,在悬点O正下 方有水平放置的炽热的电热丝P,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断;MN为 水平木板,已知悬线长为L,悬点到木板的距离OO′=h(h>L)。
(1)电热丝P必须放在悬点正下方的理由是:__保__证_小__球_沿_水__平_方__向_抛__出_____。 (2)将小球向左拉起后自由释放,最g 后小球落到木板上的C点,O′C=s,则小 球做平抛运动的初速度为v0=____s__2 _ h__L_ __。 (3)在其他条件不变的情况下,若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ, 小球落点与O′点的水平距离s将随之改变,经多次实验,以s2为纵坐标、cosθ为 横坐标,得到如图所示图象。则当θ=30°时,s为______ m;0.若52悬线 长L=1.0 m,悬点到木板间的距离OO′为 ___1_.5____m。
要点二 平抛运动是匀变速运动
平抛运动的规律
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《研究平抛运动的规律》教案陕西省白水县尧禾中学李建平【教案背景】通过对《怎样研究抛体运动》、《运动的合成与分解》的学习,学生对平抛运动已经有了一定程度的理性认识,能够定性分析平抛运动的基本问题,从定性分析跃迁到定量分析既是思维方式的飞跃,也是学生心中的一种向往,抓住学生的这种心理特点,循序诱导,积极探究,有利于培养学生思维的速度、深度和全面性,课堂也就成了学生探究的天地,展示才华的舞台,获得自信心的机会。
本节课学生运用白纸、铅笔、直尺、橡皮等简单的学习用具,就能探究清平抛运动的规律,符合学生的生活实际及认知规律,同时又照顾到不同层次学生的差异。
【教学课题】上海科技教育出版社、普通高中课程标准实验教科书《物理共同必修2》【教材分析】从课本的编排体系看,平抛运动是曲线运动的一个典型模型,也是牛顿运动定律的具体应用。
学生掌握了平抛运动的规律,对于进一步学习《研究圆周运动》、《万有引力与航天》等知识奠定坚实的基础。
同时,平抛运动在实际生活中也比较常见,如投掷铅球,打乒乓球、羽毛球、排球等,容易激发学生的学习兴趣和探究欲望,有利于培养学生的科学精神,提高学生的实践能力。
【教学方法】诱思探究法、启发引导法、理性思维与科学实验的结合法、类比法。
【教学目标】1.知识与技能(1)知道平抛运动的规律。
(2)会计算平抛运动的位移和速度。
2.过程与方法(1)运用“运动的合成与分解”分析平抛运动。
(2)会推导平抛运动水平方向的速度、位移公式和竖直方向的速度、位移公式。
3.情感态度与价值观会用平抛运动知识解决常见的平抛物体的问题。
【教学过程】【教学反思】1、用问题点燃学生思维的火花,引发学生思维的碰撞,燃放智慧的花环。
以问题为核心,以生活体验为内动力,以已有知识为推进器,利用诱思探究法、总结提升法等培养学生积极思考,严密推理,概括总结的能力。
全面、全程关注每一个学生平等地参与课堂教学。
2、对学有余力、热爱物理的同学设计了合理外推,这就体现了“课内打基础,课外求发展”,“从物理走向生活”的新课程理念。
实验5 探究平抛运动的规律(题型专练)-2021年高考物理一轮复习实验专题考点全析(原卷版)
![实验5 探究平抛运动的规律(题型专练)-2021年高考物理一轮复习实验专题考点全析(原卷版)](https://img.taocdn.com/s3/m/b96aa2580912a21614792971.png)
实验5 探究平抛运动的规律一.多选题1.某物理兴趣小组利用实验室提供的器材“研究平抛物体的运动”。
下列关于实验步骤的说法正确的是()A.将斜槽的末端切线调成水平B.将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C.小球每次必须从斜面上的同一位置由静止开始释放D.斜槽轨道必须光滑二.填空题2.(1)在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:A.让小球多次从位置滚下,记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置。
B.按图安装好器材,注意,记下平抛初位置O和过O点的竖直线。
C.取下白纸,以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹。
完成上述步骤,将正确的答案填在横线上。
(2)利用描迹法描出小球的运动轨迹,建立坐标系,测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y,根据公式:x=和y=,就可求得v0=x,即为小球做平抛运动的初速度。
3.在“研究小球做平抛运动”的实验中:(1)安装实验装置的过程中,斜槽末端切线必须是水平的,这样做的目的是A.保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小B.保证小球飞出时,初速度水平C.保证小球在空中运动的时间每次都相等D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线(2)在做“研究平抛运动”实验中,引起实验结果偏差较大的原因可能是①安装斜槽时,斜槽末端切线方向不水平②确定y轴时,没有用重垂线③斜槽不是绝对光滑的,有一定摩擦④空气阻力对小球运动有较大影响A.①③B.①②④C.③④D.②④(3)该同学采用频闪照相机拍摄到如图所示的小球做平抛运动的照片,图中背景方格的边长为L=5cm,A.B.C是摄下的三个小球位置,如果取g=10m/s2,那么:A.照相机拍摄时每s曝光一次;B.小球做平抛运动的初速度的大小为m/s.C.B点的速率为m/s.4.如图1所示,在用斜槽轨道做“探究平抛运动的规律”的实验时让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹.(1)为了能较准确地描出运动轨迹,下面列出了一些操作要求,正确的是A、通过调节使斜槽的末端保持水平B、每次释放小球的位置可以不同C、每次必须由静止释放小球D、小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触(2)图2中A、B、C、D为某同学描绘的平抛运动轨迹上的几个点,已知方格边长为L.则小球的初速度v0=;B点的速度大小v b=.(重力加速度为g)三.实验题5.在“研究平抛物体的运动”的实验中,某同学使用如图(甲)所示的装置,让小球从斜槽滚下,通过斜槽末端水平抛出。
步步高2015一轮讲义:实验05探究平抛运动的规律
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实验五探究动能定理考纲解读 1.通过实验探究力对物体做功与物体速度变化的关系.2.通过分析论证和实验探究的过程,培养实验探究能力和创新精神.考点一 对实验原理及误差分析的考查例1 探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系,实验装置如图1所示,实验主要过程如下:图1(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W 、2W 、3W 、…; (2)分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度v 1、v 2、v 3、…; (3)作出W -v 草图;(4)分析W -v 图象.如果W -v 图象是一条直线,表明W ∝v ;如果不是直线,可考虑是否存在W ∝v 2、W ∝v 3、W ∝v 等关系.以下关于该实验的说法中有一项不正确,它是________.A .本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W 、2W 、3W 、….所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用1条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为W ,用2条、3条、…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…实验时,橡皮筋对小车做的功分别是2W 、3W 、…B .小车运动中会受到阻力,补偿的方法是使木板适当倾斜C .某同学在一次实验中,得到一条记录纸带.纸带上打出的点,两端密、中间疏.出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小D.根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算解析由于选用同样的橡皮筋,并且每次实验中橡皮筋拉伸的长度相同,因此每条橡皮筋对小车做的功都相同,故A正确;小车在运动中受到的阻力,采取平衡摩擦力的方法补偿,让木板固定有打点计时器的一端适当抬高,使重力的下滑分力与阻力平衡,故B正确;纸带上的点两端密、中间疏,说明小车先在橡皮筋拉力作用下加速,后在阻力作用下减速,故C正确;由于橡皮筋松驰后,小车做匀速运动,此时的速度是橡皮筋对小车做功后的最大速度,故求速度应该用做匀速运动的那一段纸带的数据,而不应该用从第一点到最后一点的数据来计算,故D错误.答案 D考点二对实验步骤和实验数据处理的考查例2某探究学习小组的同学欲探究“恒力做功与物体动能变化的关系”,他们在实验室组装了一套如图2所示的装置,另外他们还找到打点计时器以及学生电源、天平、刻度尺、细线、复写纸、纸带、小桶和砂子若干.并将小车连接上纸带,用细线通过滑轮挂上小砂桶.图2(1)某同学的实验步骤如下:用天平称量小车的质量M和砂与小桶的总质量m.让砂与小桶带动小车加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距为L,算出打这两点的速度v1与v2.①本实验装置图(准备放开小车时刻)中有什么缺点或错误?②要完成本实验,还缺哪些重要实验步骤?③本实验认为小车所受合外力等于砂与小桶的总重力,则应控制的实验条件是什么?(2)在实验操作正确的前提下,若挑选的一条点迹清晰的纸带如图3所示,已知相邻两个点间的时间间隔为T,从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为x1、x2、x3、x4、x5,则由此可求得纸带上由B点到E点所对应的过程中,合外力对小车所做的功W=________;该小车动能改变量的表达式为ΔE k=________(结果用题中已知物理量的符号表示);若满足________________,则动能定理得证.图3解析本题考查探究“恒力做功与物体动能变化的关系”的实验,意在考查学生对该实验的理解.(1)由实验过程以及实验装置图可知,实验装置图中细线与轨道平面应平行;初始时刻,小车应紧靠打点计时器;所缺步骤为:调节轨道的倾斜程度,使小车在无拉力时能在轨道上匀速运动(或平衡摩擦力);(2)由做功及动能变化量可知,W=mg(x4-x1),ΔE k=12M[(x5-x32T)2-(x22T)2],只要满足W≈ΔE k,则动能定理得证.答案(1)①细线与轨道平面应平行;初始时刻,小车应紧靠打点计时器②调节轨道的倾斜程度,使小车在无拉力时能在轨道上匀速运动(或平衡摩擦力)③M≫m(2)mg(x4-x1)12M[(x5-x32T)2-(x22T)2]或M8T2[(x5-x3)2-x22]W≈ΔE k创新实验设计1.本实验中虽然不需计算出橡皮筋每次做功的具体数值,但需计算出每次小车获得的速度,由于距离的测量存在一定误差,使得速度的大小不准确,在此可以安装速度传感器进行实验.2.本实验也可用钩码牵引小车完成,在小车上安装拉力传感器测出拉力的大小,再测出位移的大小,进而确定力做功的多少.例3一物理兴趣小组用如图4所示装置测量滑块与长为L=1 m的轨道之间的动摩擦因数以及探究滑块在沿轨道向上运动时所受合力做功与动能变化的关系.图4(1)测量滑块与轨道之间的动摩擦因数.轨道上安装有两个光电门,其中光电门1的位置可移动.当一带有宽度为d=1 cm的遮光条的滑块自轨道上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光条通过光电门1、2所用的时间分别为Δt1、Δt2.使滑块以一定初速度下滑,调节轨道右端距桌面的高度,最终使Δt1=Δt2,并用米尺测量出轨道右端距桌面的高度h=25 cm;则滑块与轨道之间的动摩擦因数μ=________;(2)探究滑块在沿轨道向上运动时所受合力做功与动能变化的关系.撤掉光电门2,保持实验(1)中h 不变,在轨道右端安装一光滑的定滑轮,用细绳连接滑块与力传感器(与电脑相连,其所受拉力可直接由电脑显示),细线横跨过定滑轮,传感器连接一重物,如图5所示,操作:遮光条与光电门1的距离x 可从刻度尺上读出,通过改变光电门的位置,来获得多组数据:每次均由轨道底端无初速度释放滑块,与光电门相连的计时器显示出每次遮光条通过光电门1的所用的时间Δt ,并做好记录,如下表所示图5v =________;(保留三位有效数字)②要验证所受合力做功与动能变化的关系,还需要测出的物理量是( ) A .力学传感器的质量 B .滑块与遮光条的质量 C .重物的质量D .滑块每次从静止开始滑到光电门所用的时间③一位同学每次实验得到力传感器的数值都为19.8 N ,并根据以上表中数据做出了v 2-x 图象,如图6所示.根据图象请你求出滑块的质量M =______.(重力加速度g =9.8 m/s 2)图6答案 (1)1515(2)①2.50 m/s ②B ③2 kg1.关于“探究动能定理”的实验中,下列叙述正确的是()A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C.放小车的长木板应尽量使其水平D.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出答案 D解析实验中没有必要测出橡皮筋做功的具体数值,只要测出后来各次橡皮筋做的功是第一次的多少倍即可,A错误;为了使以后各次实验中橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍,必须使每次实验中橡皮筋拉伸的长度保持一致,B错误;为了减小误差,实验中应使长木板倾斜以平衡摩擦力,C错误;实验中应先接通电源,然后再释放小车,D 正确.2.某学习小组做“探究功与物体速度变化的关系”的实验装置如图7所示.图中小车在一条橡皮筋作用下弹出沿木板滑行,橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都完全相同.每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带求出.通过实验数据分析可以得出功与物体速度变化的关系.图7(1)实验操作中需平衡小车受到的摩擦力,其最根本的目的是________.A.防止小车不能被橡皮筋拉动B.保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功C.便于小车获得较大的弹射速度D.防止纸带上点迹不清晰(2)如图8是某同学在正确实验操作过程中得到的一条纸带,O、A、B、C、D、E、F为选取的计数点,相邻的两个计数点间有一个点没有画出,各计数点到O点的距离分别为:0.87 cm、4.79 cm、8.89 cm、16.91 cm、25.83 cm、34.75 cm,若打点计时器的打点频率为50 Hz,则由该纸带可知本次实验中橡皮筋做功结束时小车的速度是________m/s.图8答案(1)B(2)2.23解析(1)平衡摩擦力的根本目的是保证橡皮筋对小车做的功等于小车动能的变化,即合外力做的功;(2)由已知数据计算出相邻两点间的距离,可知E点速度最大,此时小车的动能等于橡皮筋做的功.3.如图9所示是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形.这时,橡皮筋对小车做的功记为W.当我们把2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放.小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出.图9(1)除了图中已给出的实验器材外,还需要的器材有____________________;(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动,应采取的措施是___________________;(3)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的________部分进行测量;(4)下面是本实验的数据记录表,请将第2次、第3次……实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置;n n n根据表中测定的数据在如图10所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性.图10(6)若在实验中你作出的图线与理论的推测不完全一致,你处理这种情况的做法是______________________________.答案(1)刻度尺(2)把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力(3)点距均匀(4)2W、3W、4W、5W(5)v2n图象见解析图(6)分析误差来源,改进实验方案或测量手段,重新进行实验解析(1)计算小车速度需要测量纸带上的点的距离,要用刻度尺.(2)要让小车在木板上匀速运动,因而木板要倾斜以平衡摩擦力.(3)小车匀速运动时,纸带上的点的间隔均匀.(4)橡皮筋每增加一条,对小车做的功就增加W.(5)纵坐标表示速度的平方,横坐标表示功,利用描点法描出各组数据对应的点,然后用平滑曲线连线作出v2n-W n图象,如图所示.(6)分析误差来源,改进实验方案或测量手段,重新进行实验.4.(2013·四川理综·8(2))如图11所示,某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作,进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验:图11①为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做________运动.②连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图12所示的纸带.纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N,小车的质量为0.2 kg.图12请计算小车所受合外力做的功W 和小车动能的变化ΔE k ,补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).k ③实验前已测得托盘质量为7.7×10-3kg ,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________kg(g 取9.8 m/s 2,结果保留至小数点后第三位). 答案 ①匀速直线(或匀速)②0.111 5 0.110 5 ③0.015解析 ①取下细绳与托盘后,当摩擦力恰好被平衡时,小车与纸带所受合力为零,获得初速度后应做匀速直线运动.②由题图可知OF =55.75 cm ,再结合v t2=v 可得打下计数点F 时的瞬时速度v F =OG -OE2T=1.051 m/s 2,故W =F ·OF =0.111 5 J ,ΔE k =12M v 2F≈0.110 5 J.③根据牛顿第二定律有:对小车F =Ma ,得a =1.0 m/s 2;对托盘及砝码(m +m 0)g -F =(m +m 0)a ,故有m =F g -a -m 0=0.29.8-1.0 kg -7.7×10-3 kg =0.015 kg5.为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:第一步:把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,把质量为M 的滑块通过细绳与质量为m 的带夹重锤跨过定滑轮相连,重锤夹后连一穿过打点计时器的纸带,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板向下匀速运动,如图13甲所示.第二步:保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使纸带穿过打点计时器,然后接通电源,释放滑块,使之从静止开始向下加速运动,打出纸带,如图乙所示.打出的纸带如图丙所示.图13请回答下列问题:(1)已知O 、A 、B 、C 、D 、E 、F 相邻计数点间的时间间隔为Δt ,根据纸带求滑块速度,打点计时器打B 点时滑块速度v B =________.(2)已知重锤质量为m ,当地的重力加速度为g ,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块______(写出物理名称及符号,只写一个物理量),合外力对滑块做功的表达式W 合=________.(3)算出滑块运动OA 、OB 、OC 、OD 、OE 段合外力对滑块所做的功W 以及在A 、B 、C 、D 、E 各点的速度v ,以v 2为纵轴、W 为横轴建立直角坐标系,描点作出v 2-W 图象,可知该图象是一条________,根据图象还可求得________.答案 (1)x 3-x 12Δt (2)下滑的位移x mgx (3)过原点的直线 滑块的质量M解析 本题考查动能改变与合外力做功的关系,意在考查学生对该实验的理解. (1)由打出的纸带可知B 点的速度为v B =x 3-x 12Δt ;(2)由做功定义式可知还需要知道滑块下滑的位移,由动能定理可知W 合=ΔE k ,即mgx =ΔE k ;(3)v 2-W 图象应该为一条过原点的直线.。
平抛运动的规律与实验探究
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平抛运动的规律与实验探究平抛运动是物理学中的一个重要概念,用以描述在水平方向上初速度为零的物体在重力作用下进行的运动。
本文将探讨平抛运动的规律并介绍相应的实验方法,以揭示物体在平抛运动中的运动规律。
一、平抛运动的规律平抛运动的规律由以下几个关键要素组成:1. 初速度为零:平抛运动的初速度在水平方向上为零,物体只有竖直方向的初速度。
2. 水平运动:在平抛运动中,物体在水平方向上匀速运动,速度保持不变。
3. 垂直运动:在平抛运动中,物体在竖直方向上受到重力的作用,以加速度g向下运动。
基于以上规律,平抛运动可以用以下公式描述:- 位移公式:在水平方向上,物体的位移等于水平速度乘以时间;- 匀加速直线运动的位移公式:在竖直方向上,物体的位移等于初速度乘以时间加上重力加速度乘以时间的平方的一半。
二、实验探究为了验证平抛运动的规律,我们可以设计以下实验:实验材料:简单的装置,包括一个水平台面、一个平面铁片和一个竖直的测量装置(如直尺或标尺)。
实验步骤:1. 在水平台面上固定好平面铁片,确保其在水平方向上没有任何运动;2. 在铁片上放置一个小球,并用手把球按住,使其保持静止;3. 在球松开的瞬间,使用测量装置测量球从放开到触地的时间;4. 重复多次实验,记录下每次实验的时间;5. 通过观察记录的数据,计算出平均时间。
实验原理:根据平抛运动的规律可知,物体从放开到触地的时间由以下因素决定:1. 初始位置的高度;2. 重力加速度的大小。
通过测量多次实验得到的平均时间,并通过计算,我们可以求解初速度、位移等与平抛运动相关的物理量。
实验结果与讨论:通过实验所获得的数据以及计算所得的物理量,我们可以验证平抛运动的规律。
实验中的物体在水平方向上运动匀速,而垂直方向上受到重力的加速度使其做匀加速直线运动,结果和理论符合较好。
三、结论通过对平抛运动的规律与实验的探究,我们可以得出以下结论:1. 平抛运动的规律包括初速度为零、水平运动和垂直运动等要素;2. 实验结果与理论相符,验证了平抛运动的规律。
探究平抛运动规律
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探究规律
对比实验法: 竖直方向运动的规律
探究规律
对比实验法: 竖直方向运动的规律
结论:平抛运动在竖直方向上的分运动是 自由落体运动
探究规律
水平方向运动的规律
猜想:由于在水平方向上不受力的作用, 它在水平方向的运动规律很可能与 匀速 运动的规律一样。 我们将继续实验……
探究规律 对比实验法:
水平方向运动的规律 在右图所示的装置中, 两个相同的弧形轨道 上面分别装有电磁 铁,,将小球分别吸 在电磁铁上,然后切 断电源,两球同时开 始运动,反复实验, 观察现象
探究规律
对比实验法:水平方向运动的规律
结论:平抛运动在水平方向上的分运动是 匀速直线运动
理论推理
纸上谈兵:位置 轨迹 位移 速度
Vo
y
x
x
水平射程-- x
射高--y
(x,y)
y
理论推理
纸上谈兵: 位置
Vo
轨迹 位移 速度
θ y
x
x
x= vot
1 2 y=-gt 2
s
(x,y)
y
S=√x2+y2 1 2+-gt2 =√(v t ) 2
生活再现
问题:当飞机在敌船正上方时投弹,能否击中? 知道如何调整战术吗? 敌船?
实践拓展
——实战演练
在高空中有一水平匀速飞行的 飞机,每隔1秒投放一颗炸弹。 (1)若以地面为参照物,则这些炸弹做什么 运动? (2)飞机上的观察者看到炸弹做什么运动?
(3)这些炸弹在空中是怎样排列的?
(4)这些炸弹落地后所留下的坑穴是怎样排 列的?
§5.2 探 究 平 抛 运 动 的 规 律
1、生活再现 2、实验探究 3、理论推理 4、实践拓展 5、总结交流 6、布置作业
实验探究平抛运动的规律
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运动时间与高度相关
平抛物体在空中运动的时间与初始高度有关 ,高度越高,时间越长。
速度与角度的变化
平抛物体的速度方向与水平方向的夹角随着 高度的增加而减小。
实验误差分析
测量误差
实验中需要测量物体的水平和竖直位移,测 量工具的精度、人为读数误差等都会影响实 验结果。
环境因素
实验过程中,空气阻力、风速等环境因素会对平抛 物体的运动产生影响,导致实验误差。
体育科学
平抛运动在体育科学中也有广泛应用,如篮球、 足球等球类运动的投篮、传球等技术动作的物理 学原理。
实验探究的未来发展方向
数字化技术应用
利用先进的数字化技术,如高速摄像机、传感器等设备,对平抛运 动进行更精确的测量和分析。
多维度实验探究
从不同维度(如速度、角度、高度等)对平抛运动进行实验探究, 以得出更全面的规律。
得出结论
根据实验结果和分析结果,可以得出平抛运动的规律和特 点。例如,可以得出平抛运动是匀加速曲线运动、平抛运 动的速度方向与水平方向之间的夹角正切值等于重力加速 度与初速度之比等结论。
04
实验结果与讨论
实验数据分析
实验数据记录
01
在实验过程中,需要记录平抛物体的水平位移、竖直
位移以及两者之间的夹角。
根据各个分运动的规律,推导 出合运动的规律。
02
实验准备
实验器材介绍
平抛运动实验器
包括平抛运动轨道、小球、光电计时器等。
计算机与数据采集器
用于记录和处理实验数据。
实验场地与背景
选择一个相对安静、无风的场地,背景应为 单一颜色,以便于光电计时器的使用。
实验操作流程
1. 准备实验器材,检查平抛运动实验器 是否完好无损。
5-3 实验:探究平抛运动的特点 (教学课件)-高中物理人教版 (2019)必修第二册
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3 先演示实验一遍,同学们根据 老师的提示,合作进行实验
4 讨论分析法 设置问题贯穿整个教学流程,同学实 验后,探讨相关问题,得出结论
Байду номын сангаас
5
5
导入新课 研读思考
演示思考
拓展延伸 探讨分析
实验探究
导入新课
预计用时5分钟。 师生回顾上节课知识,师生以对 话的方式展开,引起学生的疑问, 激发学生的探究热情。
拓展延伸
预计用时3-4分钟。 老师布置一道经典例题,简要 说明题目要求,请同学们回答相关 问题,提炼出物理模型并解决问题。
5
01
老师布置相关作业, 加强学生对平抛运 动的应用,对生活 中平抛运动的了解。
02
老师对本节课的知识进 行概括总结,使本课知 识要点化、系统化,加 强学生的记忆,加深对 平抛运动的理解。
2
高一(12)班共40人,学风较好,思维跳跃。
学生可能面临的挑战
对曲线运动的研究,由于综合性比较强,学生 综合分析的能力、实验能力可能面临挑战。
3
3
1
平抛运动的特点
2
平抛运动的规律
3
学习和借鉴本节 课的研究方法
3
教学难点
平抛运动规律的探究过程
教学难点
平抛运动的研究方法
教学难点
引导学生进行运动分解
事实性知识
能理解现实或实验中的 典型情景,并从中剥离提 炼出物理模型,分析相应 物理现象
方法性知识
能做出平抛运动的受力 分析,能分解平抛运动, 能通过分析,得出平抛运 动水平以及竖直方向的运 动形式
2
通过平抛运动规律的研究, 用实验得出结论的过程中, 能认真思考,积极参与,勇 于探索,逐步树立严谨科学 的实验态度合正确的认识观
探究平抛运动规律
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方案二:频闪照相
方案二:频闪照相 对比分析 探究平抛运动竖直分运动的特点
方案二:频闪照相
对比分析 探究平抛运动水平分运动的特点
光电门
电磁铁
电磁铁
磁 片
吸球开关
方案三:喷水法
如图,倒置的饮料瓶内装有 水,瓶塞内插着两根两端开 口的细管,其中一根弯成水 平,加上一个很细的喷嘴。
水平喷出的细水 柱即为平抛运动
结论:在误差允许范围内,四段位移近似相等,即AB=BC=CD=DE
方案一:描轨迹法
X1
X2
O
h
3h
5h
X3
X4
7h
y
x
在平抛运动的轨迹上,竖直位移 为h、3h、5h……,它们对应的四段 水平位移相等。
说明,平抛运动可分解为水平方向的匀 速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
方案一:描轨迹法
1.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线
设计方案
方案一:描轨迹法 方案二:频闪照相 方案三:喷水法 方案四:传感器
方案一:描轨迹法
【实验目的】 1.用实验的方法描出平抛运动的轨迹。 2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。 3.根据平抛运动的轨迹求其初速度。
方案一:描轨迹法
【实验原理】
1.利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹。
2.建立坐标系,如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具
(1)代数计算法:将各点(如M2点)的坐标(x,y)代入y=ax2求出常数a,看计算得 到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数。
(2)图像法:建立y -x2坐标系,根据所测量的 各个点的x坐标值计算出对应的x2值,在坐标 系中描点,连接各点看是否在一条直线上,若 大致在一条直线上,则说明平抛运动的轨迹是 抛物线。
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《探究平抛运动的规律》
【教学目标】一、知识与技能
1.知道什么是平抛运动,知道平抛运动的性质。
2.从理论上理解平抛运动的两个分运动分别为水平匀速运动和竖直自由落体。
3.理解探究分运动性质的实验方案的原理,掌握基本的操作。
二、过程与方法
1.通过经历实验方案的设计过程使学生得到一次用已有知识解决实际问题的锻炼,得到一次创新能力的训练。
2.通过经历从理论探究到实验验证的过程,受到科学研究方法的教育。
三、情感态度与价值观
1.通过师、生交流;生、生交流的过程,通过共同实验的过程,体会合作、交往对人的重要性。
2.通过整节课的提出问题、解决问题的过程体验科学研究的趣味性,激发学生热爱科学的情感。
【教学重点难点】
1.理解为什么如此分解平抛运动和两个分运动的规律。
2.体会、借鉴本节课的一些研究思想与方法。
【教学用具】
多媒体电脑和大屏幕设备,教学课件,平抛竖落仪一套。
j2154平抛运动演示器若干台(各配说明书一份和白纸、复写纸各一张)。
可拍照手机一部。
电子秒表一块。
(另外学生按组就座,每组4-5人)【教学方法】师、生互动;生、生互动。
【课时安排】2课时(第一课时探究实验方案,第二课时分组实验)。
先申明:不用作任何笔记,只要认真思考问题,积极回答问题即可,重要的是经历这个过程。
教学内容
师生互动
设计意图
认识平抛运动
学生阅读第1自然段。
师提出问题:什么叫平抛运动?
生回答:初速度水平,只在重力作用下的运动。
师提出问题:平抛运动的运动性质是什么?
生回答:匀变速曲线运动a =g
定义类知识,学生完全可以自学。
理论探究两个分运动的规律
师提出问题:学习了本章的前几节的内容后,我们已经知道匀变速曲线运动是可以分解为两个方向的直线运动的,那么你认为平抛运动可以分解为哪两个方向的什么性质的运动?为什么?
生回答:水平匀速直线运动,因为水平方向不受力;竖直自由落体运动,因为竖直方向没有初速度,且只受重力作用。
锻炼逻辑推理能力和语言表达能力。
验证竖直分运动的实验方案探究和实验操作
师提出问题:有理论推断,还要有实验验证,这才是物理学的研究方法,下面请大家设计一个实验方案,来验证竖直分运动为自由落体运动?(给3分钟的时间组内讨论,并推举出一个同学准备发言)学生回答。
根据学生的发言情况,教师可做适当引导进行师生互动、生生互动。
如果开始时学生一点思路也没有,可引导:“竖直方向初速度为零不用验证,关键是竖直方向是否是匀变速,且a=g”;若学生提出
用h=来求g,可提问:“这样处理是先承认了匀变速,即使这样可以,t也很难测量准确”(正常人的反应时间为0.15秒~0.4秒(“飞人”刘翔的反应时间为0.139秒)。
让小球沿桌面滚下,一个学生用秒表自己体验能否测出飞行时间);若还是没有思路,可引导:“当初我们是怎样做的实验来研究自由落体运动的?”进一步引导出用打点计时器或频闪照相,用相邻、相等的时间间隔内位移差是否相等判断是否匀变速,用求加速度,而对于平抛没法用打点计时器,但可用频闪照相。
进一步引导:“如果没有专门的频闪照相设备,有无替代品?”,学生一定能够回答出数码照相机、摄像机(录制后单帧播放)、可拍照手机等(教师可指出数码照相机、可拍照手机虽都有连拍功能,如12连拍,15连拍,但时间均较长,而即使高度达到1m的平抛运动,运动时间仅是0.45s左右,因此一般数码照相机、可拍照手机的连拍功能无法使用,(让班内学生拿出手机演示,听咔咔声几秒,若学生没有老师演示。
学生体验)但可使用其摄像功能,因为一般的数码摄像机都具有1s摄15张照片的功能,因此可以使用,建议家里有设备的回家做)。
再引导,若这些东西都没有,如何证明竖直自由落体?得出与一个自由落体同一高度,同时发生,看是否同时落地,且任意改变高度做实验是否都同时落地。
引出课本图6.3-3。
共3页,当前
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教师总结性演示课件:频闪照相法,比较法(平抛竖落仪)
让学生做演示实验,提出听音也有缺点(教师先假装找大家都能看到的落点位置,学生会说听音),改进方法之一是录像后慢放,观看视频,(注意把握好引导的“度”:尽量使生、生互动,由学生提出并解决问题。
还要注意利用好板图,如画出自由落体纸带(下密上疏)或频闪照片小球(上密下疏),平抛频闪照片,并标明字母,让学生说什么叫相邻的相等的时间间隔内的位移差即相等;1:4:9的含义;1:3:5的含义;的含义,受教材影响,若学生先提出比较法,要求他们不许读,也不许说出具体的方案,只说出这个方案的思想(与一个自由落体同一高度,同时发生,看是否同时落地,且任意改变高度做实验是否都同时落地。
),训练表达能力)
锻炼分析解决问题能力和创新能力
验证水平分运动的实验方案探究
师提出问题:下面请大家设计一个实验放案,来验证水平分运动为匀速直线运动?(给3分钟的时间组内讨论,并推举出另一个同学准备发言)
学生回答:
根据学生的发言情况,教师可做适当引导进行师生互动、生生互动。
如先得出实验的原理是找相同的时间间隔内的位移,若位移等则证明匀速。
受探究竖直运动过程的提示,学生很容易说出频闪照相的方法教师引导:“不用频闪照相法,怎么办?肯定还要找相等的时间间隔,怎样找?”若学生还是提不出方案,继续引导:“竖直方向是自由落体已经得到证明,能否先从竖直方向找出相等的时间间隔,再利用两个分运动的等时性转化为水平方向的相等的时间间隔”“怎样从竖直方向找出相等的时间间隔呢”学生很容易提出1:4:9,或1:3:5的方法,再提问:“怎样转化?”引导出必须得出轨迹。
教师引导:“不用频闪,也不想找相同的时间间隔,也不想画出轨迹,怎么办?”“课本图6.3-3对你有无启发”得出:让一个以平抛的初速度为速度的水平匀速直线运动和平抛同时发生,看相同时间内水平位移是否相等。
演示课件:频闪照相法;轨迹法;比较法
注意利用好板图,如怎样频闪照像得出水平匀速,让学生画图说明怎样先找出竖直方向的等时间间隔;怎样由竖直的等时间间隔找出水平的等时间间隔。
锻炼分析解决问题能力和创新能力。
验证水平分运动的实验操作及结论展示
师提出要求:亲自做实验验证水平为匀速。
采用课本提供的案例2做实验,各组同学自己先自学案例内容,再操作(提醒按说明书做)。
教师提供j2154平抛运动演示器一台(配说明书和白纸、复写纸)如图1。
实验后一些组用实物投影展示说明。
(说明:老师在课下按照教材的方法做案例1和案例3没有做成功,因此只能做案例2。
)
锻炼操作技能
小结与布置作业
1.认识了平抛运动的分解方法和两个分运动的性质。
2.体会我们探究实验方案的过程,反思你有什么收获,得到什么启发
作业:p40 1、2
【教学反思】
课前预想:
第一节课的目的是研究探究课的实施过程中如何实现师、生互动,
生、生互动,即如何处理好教材、媒体、学生、教师、问题的关系问题,特别是尝试一下如何发挥教师的作用,及时解决探究过程中的生成性问题,使探究总是处于一个适合于学生的水平而能进行下去。
课前预想到学生的语言表达能力和过去学过的知识、方法的使用能力将是制约探究过程是否能顺利进行的关键,因此想到了利用分组讨论和师、生启发互动的方式,想到了画面语言(课件、视频)的辅助。
共3页,当前第2页123
实施情况:
在实施过程中我时刻根据学生的接受能力调整问题的难度,尽量将“台阶”铺到学生能蹦一蹦就可以上来的水平。
另外为了缓解学生的紧张情绪,尽量渲染课堂的活跃气氛,增强幽默、轻松的氛围。
在老师的引导下,本节课的探究过程基本上是以学生为主体的,基本达到了研究目的。
缺点与不足:
1.第一课时的教学目标应该是创新能力和实践能力的培养,但是最后没有使学生意识到这一点(教师未点明),使部分学生感觉本节课没有收获。
(他认为只有具体知识才是收获)
2.两个比较法的课件是搜集而来,有缺点,关于竖直方向的比
较应该两次的高度不同而不是课件中的平抛速度不同;关于水平方向的比较应该是两次平抛的速度不同而不是课件中的高度不同。
本课的准备过程回顾:
1.用拍照手机连拍的演示,用电子秒表计时的演示,是根据其他教师的意见加上的,目的是学生经历体验过程,加深印象。
2.走下讲台,走到学生中去可以拉近与学生的距离,加强亲和力,缓解紧张气氛,也是根据其他老师的意见改进的。
3.自学说明书后做实验是一次新尝试,学生能够看懂手机说明书,能够看懂mp3说明书,当然也能看懂实验器材和实验过程说明书。
4.学生的语言表达能力不强,知道但说不出的现象很普遍,但学生借用图形、符号语言可以准确表达出来,因此加到了--中。
5.教材上的案例1、3都没有做成功,案例1中若用塑料瓶水从直管流出,因为塑料瓶变形,若用玻璃瓶,从弯管中流出的水速度不稳,因为瓶中气压不稳,不是恒定,而是先小于p0,外界大气顶入后才等于p0,然后再小于p0,外界大气再顶入……,是一个在某一范围内的波动过程。
案例3中的照片拍出后,图像发虚,且有两个像。
也许是摄像机还是不够高级。