高中物理必修2實(shí)驗(yàn):研究平拋運(yùn)動(dòng)教案

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高中物理必修2實(shí)驗(yàn):研究平拋運(yùn)動(dòng)教案
    教學(xué)目標(biāo)
    1、知識(shí)與技能
    (1)知道平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是初速度方向水平,只有豎直方向受重力作用,運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線;
    (2)知道平拋運(yùn)動(dòng)形成的條件;
    (3)理解平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng),其加速度為g;
    (4)會(huì)用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律解答有關(guān)問題。
    2、過程與方法
    (1)在知識(shí)教學(xué)中應(yīng)同時(shí)進(jìn)行科學(xué)研究過程教育,本節(jié)課以研究平拋物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律為中心所展開的課堂教學(xué),應(yīng)突出一條研究物理科學(xué)的一般思想方法的主線:
    觀察現(xiàn)象→初步分析→猜測(cè)實(shí)驗(yàn)研究→得出規(guī)律→重復(fù)實(shí)驗(yàn)→鑒別結(jié)論→追求統(tǒng)一。
    (2)利用已知的直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來研究復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng),滲透物理學(xué)“化曲為直”“化繁為簡(jiǎn)”的方法及“等效代換”正交分解”的思想方法;
    (3)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,進(jìn)行控制的思想方法的教育:從實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、裝置、操作到數(shù)據(jù)處理,所有環(huán)節(jié)都應(yīng)進(jìn)行多方面實(shí)驗(yàn)思想的教育,“實(shí)驗(yàn)的精髓在于控制”的思想,在乎拋物體實(shí)驗(yàn)中非常突出。如裝置中斜槽末端應(yīng)保持水平的控制;木板要豎直放置的控制;操作上強(qiáng)調(diào)小球每次都從斜槽同一高度處由靜止開始釋放的控制;在測(cè)量小球位置時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的控制等。
    3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
    (1)通過重復(fù)多次實(shí)驗(yàn),進(jìn)行共性分析、歸納分類,達(dá)到鑒別結(jié)論的教育目的,同時(shí)還能進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的教育。
    (2)在理解平拋物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律是受恒力的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)注意到“力與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系”。這方面的問題,我國(guó)東漢的王充(公元27~97年)歷盡心血三十年寫成《論衡》一書,全書三十卷八十五篇約三十萬字,已有精辟論述,以此滲透愛國(guó)主義教育和刻苦學(xué)習(xí)、勤奮工作精神的美德教育。
    教學(xué)重難點(diǎn)
    1、教學(xué)重點(diǎn):平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律;學(xué)習(xí)和借鑒本節(jié)課的研究方法。
    2、教學(xué)難點(diǎn):平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
    教學(xué)工具
    多媒體、板書
    教學(xué)過程
    一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?BR>    1.用實(shí)驗(yàn)的方法描出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.
    2.判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是否為拋物線.
    3.根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡求其初速度.
    二、實(shí)驗(yàn)原理
    1.利用追蹤法逐點(diǎn)描出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡.
    2.建立坐標(biāo)系,如果軌跡上各點(diǎn)的y坐標(biāo)與x坐標(biāo)間的關(guān)系具有y=ax2的形式(a是一個(gè)常量),則軌跡是一條拋物線.
    三、實(shí)驗(yàn)器材
    斜槽、小球、方木板、鐵架臺(tái)、坐標(biāo)紙、圖釘、重垂線、三角板、鉛筆、刻度尺.
    四、實(shí)驗(yàn)步驟
    1.安裝調(diào)平
    將帶有斜槽軌道的木板固定在實(shí)驗(yàn)桌上,其末端伸出桌面外,軌道末端切線水平,如圖所示.
    2.建坐標(biāo)系
    用圖釘將坐標(biāo)紙固定于豎直木板的左上角,把木板調(diào)整到豎直位置,使板面與小球的運(yùn)動(dòng)軌跡所在平面平行且靠近,把小球放在槽口處,用鉛筆記下小球在槽口(軌道末端)時(shí)球心在木板上的投影點(diǎn)O,O點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn),用重垂線畫出過坐標(biāo)原點(diǎn)的豎直線,作為y軸,畫出水平向右的x軸.
    3.確定球的位置
    將小球從斜槽上某一位置由靜止滑下,小球從軌道末端射出,先用眼睛粗略確定做平拋運(yùn)動(dòng)的小球在某一x值處的y值,然后讓小球由同一位置自由滾下,在粗略確定的位置附近用鉛筆較準(zhǔn)確地描出小球通過的位置,并在坐標(biāo)紙上記下該點(diǎn).用同樣的方法確定軌跡上其他各點(diǎn)的位置.
    4.描點(diǎn)得軌跡
    取下坐標(biāo)紙,將坐標(biāo)紙上記下的一系列點(diǎn),用平滑曲線連起來,即得到小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡.
    五、數(shù)據(jù)處理
    1.計(jì)算初速度
    在小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上選取分布均勻的六個(gè)點(diǎn)——A、B、C、D、E、F,用刻度尺、三角板測(cè)出它們的坐標(biāo)(x,y),并記錄在下面的表格中,已知g值,利用公式y(tǒng)=2(1)gt2和x=v0t,求出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0,最后算出v0的平均值.
    2.驗(yàn)證軌跡是拋物線
    拋物線的數(shù)學(xué)表達(dá)式為y=ax2,將某點(diǎn)(如B點(diǎn))的坐標(biāo)x、y代入上式求出常數(shù)a,再將其他點(diǎn)的坐標(biāo)代入此關(guān)系式看看等式是否成立,若等式對(duì)各點(diǎn)的坐標(biāo)近似都成立,則說明所描繪的曲線為拋物線.
    六、誤差分析
    1.斜槽末端沒有調(diào)水平,小球離開斜槽后不做平拋運(yùn)動(dòng).
    2.確定小球運(yùn)動(dòng)的位置時(shí)不準(zhǔn)確.
    3.量取軌跡上各點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)不準(zhǔn)確.
    七、注意事項(xiàng)
    1.實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端的切線水平(檢驗(yàn)是否水平的方法是:將小球放在斜槽末端水平部分,將其向兩邊各輕輕撥動(dòng)一次,看其是否會(huì)加速或減速運(yùn)動(dòng)).
    2.方木板必須處于豎直平面內(nèi),固定時(shí)要用重垂線檢查坐標(biāo)紙豎線是否豎直.
    3.小球每次必須從斜槽上同一位置滾下.
    4.坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn),應(yīng)是小球出槽口時(shí)球心在木板上的投影點(diǎn).
    5.小球開始滾下的位置高度要適中,以使小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡由坐標(biāo)紙的左上角一直到達(dá)右下角為宜.
    6.在軌跡上選取離坐標(biāo)原點(diǎn)O點(diǎn)較遠(yuǎn)的一些點(diǎn)來計(jì)算初速度.
    八.典例剖析
    1. 實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)操作
    例1、
    (1)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí),除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外,下列器材中還需要的是________.
    A.游標(biāo)卡尺 B.秒表 C.坐標(biāo)紙 D.天平 E.彈簧測(cè)力計(jì) F.重垂線
    (2)實(shí)驗(yàn)中,下列說法正確的是()
    A.應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下
    B.斜槽軌道必須光滑
    C.要使描出的軌跡更好地反映真實(shí)運(yùn)動(dòng),記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些
    D.斜槽軌道末端可以不水平
    【答案】 (1)C、F(2)A、C
    2. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理
    例2. 在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,用一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長(zhǎng)L=1.25 cm,若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖中a、b、c、d所示,則小球平拋的初速度v0=______(用L、g表示),其值是______.(g取9.8 m/s2)
    3. 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)
    例3. 請(qǐng)你由平拋運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)測(cè)量彈射器射出彈丸的初速度的實(shí)驗(yàn)方法,提供的實(shí)驗(yàn)器材:彈射器(含彈丸,見圖),鐵架臺(tái)(帶有夾具),刻度尺.
    (1)畫出實(shí)驗(yàn)示意圖.
    (2)在安裝彈射器時(shí)應(yīng)注意_________________________.
    (3)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的量有(并在示意圖中用字母標(biāo)出)
    _________________________________________________.
    (4)由于彈射器每次射出的彈丸初速度不可能完全相等,在實(shí)驗(yàn)中采取的方法是________________________________.
    (5)初速度的計(jì)算公式:___________________________.
    【答案】
    (1)由平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)原理,可知使彈丸做平拋運(yùn)動(dòng),通過測(cè)量下落高度可求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間,再測(cè)出水平位移可求出其做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度,故實(shí)驗(yàn)示意圖如圖所示.
    (2)為保證彈丸初速度沿水平方向,彈射器必須保持水平.
    (3)應(yīng)測(cè)出彈丸下落的高度y和水平射程x,如圖所示.
    (4)在不改變高度y的條件下進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)測(cè)量水平射程x,然后求水平射程x的平均值,以減小誤差.
    課后小結(jié)
    本節(jié)課主要內(nèi)容包括:
    1.研究平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng);
    2.研究平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng);
    3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.
    4.實(shí)驗(yàn)的原理、器材、步驟和注意事項(xiàng)
    5.對(duì)學(xué)生的實(shí)際操作進(jìn)行點(diǎn)評(píng)
    板書
    第三節(jié) 探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
    1、拋體運(yùn)動(dòng)
    (1)條件:具有一定的初速度;忽略空氣阻力;只受重力的作用
    (2)初速度為水平方向的拋體運(yùn)動(dòng)叫做平拋運(yùn)動(dòng)。
    2、豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
    (1)受力情況:只受重力作用
    (2)初速度情況:無
    (3)結(jié)論:平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)。
    3、水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
    (1)受力情況:不受力
    (2)初速度情況:有
    (3)結(jié)論:平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向的分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)。
    高中教學(xué)計(jì)劃小編推薦各科教學(xué)設(shè)計(jì):
    語文、數(shù)學(xué)英語、歷史、地理、政治化學(xué)、物理生物、美術(shù)音樂、體育、信息技術(shù)
    
    高中教學(xué)計(jì)劃小編推薦各科教學(xué)設(shè)計(jì):
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