高中物理《实验：研究平抛运动》优质课教案、教学设计

1
2
g

2h

5.3
实验 研究平抛运动

实验目的
：
(1)用实验方法描绘出平抛物体的运动轨迹；
(2)
从实验轨迹求出平抛运动物体的初速度。

实验原理：

平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：一是水平方向的匀速直线运动，另一个
是竖直方向的自由落体运动。令小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛
运动的曲线，建立坐标系。

测出曲线上的某一点的坐标 x 和y，根据重力加速度 g 的数值、利用公式
y 
1
gt
2
，

v =x
求出小球飞行时间 t，再利用公式 x v0 t ，求出小球的水平分速度 ，即为小球做平抛运

动的初速度。

教学重点:
描绘平抛运动的轨迹并利用轨迹研究平抛运动的规律。
教学难点:

利用平抛运动的轨迹研究平抛运动的规律。
实验器材：
斜槽，铁架台，金属小球，木板(附竖直固定支架)，有孔的卡片，坐标纸，图

钉，刻度尺，重锤线，铅笔。
教学方法:
实验探究法
【复习回顾】(引入新课)
1
、什么是平抛运动？

2
、如何将平抛运动进行分解？

教学过程

3
、平抛运动的轨迹有什么特点？（追问：到底是不是抛物线？耳听为虚，眼见为实，本节

课从实验角度研究平抛运动）
【进行新课】首先考虑如何获取运动轨迹？教材提供案例：

（一）描迹法：
2

（二）喷水法：结合 PPT 简介
（三）照相法：结合 PPT 简介
本节课采用最经典的第一套方案。实验目的和原理见上方。
首先，请同学们自学实验步骤、注意事项等。实

验步骤:
1
、安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，并使其末端的切线

保持水平。
可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平直轨道上的任意
位置静止，就表明水平已调好。
2
、调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面

平行且靠近,然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，
木板与斜槽的相对位置保持不变。
3、确定坐标原点O
：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点

O，O
即 为 坐 标 原 点 。

4
．描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的

位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。用铅笔在卡片缺口处的白纸
上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。保证小球每次从斜槽上的同一
位置由静止开始滑下，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。

5、计算初速度：取下白纸，以 O 点为原点画出竖直向下的 y 轴和水平向右的 x
轴，用平滑的曲

线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。
在曲线上选取 A、B、C、D、E、F 六个不同的点，用刻度尺和三角板测
出它们的坐标 x 和y。
用公式x＝v t 和 y 1 gt 2 计算出小球的初速度v ，最后计算出v
2

的平均值。并将有关数据记入表格内
实验注意事项:

(1)
保证斜槽末端的切线必须水平。
(2)
木板平面竖直且平行于小球平抛的轨道平面，并使小球的运动靠近木板但不接触。

0 0 0
3

(3)
坐标原点不在斜槽口的末端，应在槽口上方小球球心处
(4)
小球应在同一位置无初速自由释放；释放的高度要适当，使小球以合适的水平初速度抛出，
其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差；
(5)
实验过程中木板不能动
(6)
要在平抛轨道上选取距 O 点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。
讨论:（ 通过问题讨论，检验自学成果）

1.
如何检验斜槽末端部分是否水平 ？
2.
怎么判断木板面是否竖直?
3.
怎么确定坐标原点 o，建立直角坐标系?
实验数据的处理（结合 PPT 讲解）
在平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A、B、C、D、E、F。用刻度尺、三角板测出它们的
坐标（x，y），并记录在下面的表格中。
1.
验证轨迹是抛物线

A B C D E F

x(mm)
Y(mm)
v  x (m / s)
0
2y / g

v
0
的平均值

据
y ax
2
求出 a 的

值
平均值

抛物线的数学表达式为
y ax
2
，将某点的坐标（x，y）代入上式求出常数 a ,再将其他点的
4

坐标代入此关系式看看等式是否成立，若等式对其他各点的坐标近似都成立，则说明描绘的曲
线为抛物线。
2.
计算初速度

利用公式 y 1 gt 2 ，求出小球飞行时间t，再利用公式 x v t ，求出小球的水平分速度
2
0

v0 ，最后计算出 v
0
的平均值，将计算结果填入上面的表格中

实验结论
1.
2.

误差分析

分析本实验中产生实验误差的原因（至少说出两条）
1.
2.
3.
课堂练习（ 通过练习，加深理解本节实验）

1
、在《研究平抛运动》的实验中，为减少空气阻力对小球的影响，所以选择小球时，应选择下

列的：（ ）
A、实心小铁球； B
、空心小铁球；

C、实心小木球； D
、以上三种球都可以；

2、在“研究平抛物体的运动”
实验时，已备有下列器材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、

刻度尺、铁架台，还需要下列器材器材中的：[ ]
A、秒表 B、天平 C、重锤线 D
、测力计

3、在研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则正确的是 [
]
A．小球平抛的初速度不同 B
．小球每次做不同的抛物线运动

C．小球在空中运动的时间每次均不同 D
．小球通过相同的水平位移所用时间均不同

4
、下列哪些因素会使本实验的误差增大 （ ）
5

A．小球与斜槽之间有摩擦 B
．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点

C．安装斜槽时其末端不水平 D
．根据曲线计算平抛运动的初速度时在曲线上取作计算的

点离原点 O 较远
课堂小结：

课后思考：
如图所示，在《研究平抛运动》的实验中，描绘得到的平抛物体的轨迹的一部分，抛出点的位置
没有记录，如何根据图中的数据求出平抛运动的初速度。
A
h
1
B

h
2

s
s
C

【作业】
P15 问题与练习：1、2
题