实验：探究平抛运动的特点+集体备课教案 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

实验：探究平抛运动的特点（第一课时）《课程标准解读》第76页内容解读2.2.2通过实验，探究并认识平抛运动的规律。会用运动合成与分解的方法分析平抛运动。体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。能分析生产生活中的抛体运动。本条目明确提出要通过实验探究平抛运动的规律，重点是学会用运动合成与分解的方法分析平抛运动，体会其中蕴含的化繁为简的物理思想。本条目要求学生能理论联系实际分析日常生活中的抛体运动，例如飞机投放救灾物资等。【教学目标】主题探究素养提升结合生活实例认识抛体运动通过观察频闪照片，分析、猜想平抛运动是水平和竖直两个方向分运动的合运动。探究平抛运动的实验思路和具体实验方案通过对测量数据的分析和计算，探究平抛运动水平方向和竖直方向分运动的特点和规律。【课前预习】认真阅读教材P10-P13【课堂探究】情景体验在投篮运动中，篮球的运动轨迹如图所示，类似于抛物线，而篮球在离开手之后只受重力作用(忽略空气阻力的影响),这种运动叫作什么运动?这种运动叫作抛体运动，若沿水平方向抛出篮球，则篮球的运动为平抛运动。实验探究（一）实验思路(1)提出问题：平抛运动是曲线运动，速度和位移的大小和方向时刻在发生变化。怎么研究这个复杂的曲线运动呢？我们可以将复杂的曲线运动分解为两个简单的直线运动（描绘出运动轨迹）。(2)科学猜想：由于物体是沿水平方向抛出的，在运动过程中只受重力作用。因此平抛运动可能是水平方向和竖直方向分运动的合成。那么只要研究出这两个分运动的特点，平抛运动的规律就清楚了。（二）实验方案方案一：频闪照相法对频闪照片的分析（学导P9）如图甲所示是一个小球做平抛运动时的频闪照片。选第一个小球球心为原点建立坐标系，每3个小球(不计初始位置的球)取1个球测量相对应的横坐标和纵坐标，如图乙所示。根据频闪照相的特点可知，若频闪周期为T，则每相邻两球的时间间隔相等，都是T，即图中OA、AB、BC对应的时间间隔就是3T。方案二：分步法探究平抛运动的特点（对比实验法）①探究平抛运动竖直分运动的特点②探究平抛运动水平分运动的特点观察结果：①不管小钢球距地面的高度多高，也不管小锤击打金属片的力度多大，两小钢球每次都是同时落地的。②不管C、D的高度(始终有AC=BD)多高，也不管弧形轨道M的高度怎样变化，P、Q两小钢球总是发生碰撞。得出结论：①做平抛运动的小钢球在竖直方向上的分运动是自由落体运动。②做平抛运动的小钢球在水平方向上的分运动是匀速直线运动.特别提醒：1.斜槽调整:实验中必须调整斜槽末端水平，将钢球放在斜槽末端水平部分,若小球保持静止，则说明斜槽末端水平。2.平板固定:平板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查平板是否竖直。3.钢球释放:(1)钢球每次必须从斜槽上同一位置由静止开始自由滚下。(2)钢球开始滚下的位置高度要适中,以使钢球做平抛运动的轨迹由白纸的左上角一直到达右下角为宜。4.坐标原点:坐标原点不是槽口的端点，应是钢球出槽口时球心在木板上的投影点。练习巩固：教材课后题P13第1、2题【板书设计】实验：探究平抛运动的特点（第二课时）《新课程编写说明》第3节实验：探究平抛运动的特点——注重问题导向，促进学生自主思考，增强实验开放性新课标强调通过实验探究并认识平抛运动的规律，并将该实验列为学生必做实验。新教材将探究平抛运动的特点置于理论推导之前，单独作为第3节，目的在于切实增强学生的探究能力。实验思路围绕运动的合成与分解展开，考虑到学生通过之前的探究实验已经具备了一定的实验能力，因此，在实验方案中，教材将实验的关键步骤变成“问题串”。引导学生自主作出猜想、确定要测量的物理量、如何减小实验误差等，不再给出实验的具体细节和步骤，这样的设计能够真正实现学生自主思考、自主探究的目的。本实验有两个方案，第一个方案是以频闪照相的方法研究平抛运动、优点在于能够直接观察物体的运动轨迹，便于学生获得直观的认识，并可在照片中建立坐标系研究位移、速度与时间的关系。该方案的研究方法更加普遍，与根据打点计时器打出的纸带研究小车运动情况在本质上是一致的，学生在已有知识的基础上较为容易地自主展开探究活动。方案二则是先研究竖直方向的分运动，然后研究水平方向的分运动，实验在设计上更加巧妙，注重实验的设计和操控，体现了转化和等效的思想。是锻炼学生科学思维的良好机会。虽然教材给出了参考案例，但在讨论阶段并不一定拘泥于此。例如，教材在正文中提出“是否需要获取物体做平抛运动的轨迹?”的问题，参考案例和习题当中的实验装置给出了不同的答案(图4)，关键是要激发学生的思考，培养学生的迁移创新能力，检验学生是否具备独立设计实验装置的能力。此外，该节最后还设计了“拓展学习”栏目，即利用传感器和计算机等数字实验设备探究平抛运动，供有条件的学校和学生参考。【教学目标】主题探究素养提升用实验的方法描出平抛运动的轨迹，强化实验技能通过获得位置的方法确定多个点，描绘平抛运动的轨迹。探究平抛运动水平方向和竖直方向分运动的特点通过对测量数据的分析和计算，探究平抛运动水平方向和竖直方向分运动的特点和规律。【课前预习】完成课堂训练（第三节）【课堂探究】一、学生实验分组实验（30个小组）物理实验室3、4（一）实验原理与操作：学习指导P9（二）数据处理：数据处理的三点提醒(1)钢球抛出点的位置必须记录准确，并且将该位置作为坐标原点。(2)竖直线(y轴方向)要用重垂线来确定。(3)选取研究的点时保证各点的水平距离相等。（三）误差分析：1.斜槽末端没有调整至水平，钢球离开斜槽后不做平抛运动。2.钢球做平抛运动的起点记录有误。3.钢球运动轨迹连接不准确。4.相等时间间隔测量不准确（四）注意事项：1实验操作的三点提醒(1)保证斜槽末端水平。(2)保证钢球每次从同一位置由静止释放。(3)实验过程中背板上的白纸不能移动，且钢球在运动过程中与背板上的白纸不能接触。✬特别注意：轨道的粗糙程度对该实验没有影响，由于每次小球从同一高度由静止滚下，所受摩擦力相同，到达槽口时的速度相同，因此轨迹