简易水流式平抛运动演示实验
简易水流式平抛运动演示实验
简易水流式平抛运动演示实验
罗山二高张道伟
尊敬的评委、老师，大家好！
今天我说课的题目是《实验：研究平抛运动》，本节是人教版高中物理必修2第五章的第三节。本节实验既要验证结果，还要注重分析思路和方法的渗透，重视学生对物理现象的深入观察和对物理规律的亲身体验。做好本节实验，不仅仅能够巩固已学过的处理曲线运动的方法，更重要的是能够培养学生分析问题、解决问题的能力。而对于平抛运动和类平抛运动的考察，在每年的高考中也几乎是必不可少的。因此，本节实验的地位非常重要。
下面我重点来说一下我的教学过程
一、设置情景，引入新课
水平抛出一个粉笔头，让学生观察粉笔头的运动轨迹。提出问题：粉笔头的运动轨迹是平抛运动的抛物线吗？这样设计的目的是：在一开始就迅速抓住学生的注意力。从而引入新课。
二、新课教学
实验目的
1.描绘出平抛物体的运动轨迹；
2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线；
3.掌握根据轨迹求初速度的方法。
通过实验目的可以看出，要完成本节实验，必须先描绘出平抛运动的轨迹，而平抛物体在空中的运动一瞬即逝，优美的曲线随即成为历史。
（一）交流讨论，确定方案
提出问题：我们如何得到平抛物体的运动轨迹？
请学生阅读课本所给的三种方案并分组讨论，说明三种方案是如何记录平抛物体的运动轨迹的，哪种方案最简单？
这样设计的目的是：调动学生探究的积极性，培养学生语言表达能力，问题分析能力，合作交流能力。
教师总结：
方案一采用描迹法确定小球的平抛运动轨迹；方案二采用径迹法确定水流的平抛运动轨迹；方案三采用照相法确定小球的平抛运动轨迹。
但三种方案相比较，方案二所用实验器材最少，从而引导学生，本堂课我们将选择方案二来完成实验。
（二）演示方案
在这里，我按照课本的要求，采用饮料瓶和玻璃细管制
作了这一演示装置，而根据课本的介绍，在水面下降到A处
之前的一段时间内，可以获得稳定的细水柱。
那么事实到底怎样呢？请大家观察：
教师当场演示，发现：当把塑料瓶倒置过来后，随着进
气泡不断进入瓶内，出水口水流出现抖动，无法获得稳定的细水柱。
通过这一课本结论和实验结论的对比，很自然的就可以激发学生的认知冲突，调动学生探究的积极性，从而培养学生的动手意识和探究意识。
很显然，这样的装置是无法完成实验的，必须要进行改进。从而引导学生进入到改进方案环节。
（三）改进方案
本人设计的简易水流式平抛运动演示实验仪是在上述实验中的试验原理的基础上稍加进行了改进，斜槽轨道部分由导管和注射器针头替代，也可以用医用点滴系统代替，而平抛运动的小球由水替代，可看成有无数个由针头射出的体积很小速度相同的小球组成，优点是同一轨迹不需反复试验描点，初速度稳定不变，描迹快，一气可成，还可定性演示各类抛体运动的轨迹。
一、主要的仪器器材
铁架台（自带长平板）；导管、盛水容器、不同型号注射器针头（或
用全套的点滴系统）；不同的夹子若干，刻度尺两个，小橡皮一块，带有刻度的有机玻璃一块。
二、安装方法如下：
1、将两个刻度尺按下图固定在有机玻璃上，在左上角粘上橡皮块；
2、将有机玻璃板竖直的用夹子固定在铁架台上；
3、导管、盛水容器、注射器针头连接起来，将盛水容器固定在铁架台支柱上（要比有机玻璃板的上端要高），针头从橡皮块中水平穿出。
三、实验方法
1、调节底座使有机玻璃板上的刻度水平，插入橡皮块的针头水平，铁架台的平板上放上一个小的盘子，用来盛水，防止水流到桌子上面。
2、上面的容器内装满水，打开导管上的开关，让水流从针头喷出做平抛运动。
3在玻璃板的背面用笔描绘出水流作平抛运动的轨迹
4、在轨迹上适当的地方分别瞄出几个水平间距相等的点，分别测出水平位移和竖直位移，填入自己设计好的表格中。
5、数据处理：由上表中的对应竖直位移求出下落的时间，然后由水平位移求出水流的初速度。
四、实验注意事项和试验感受
1、与导管相连的进气管应与出水管分开，或采用上端开口的容器，以防止出水与进气的同时水流中断，使针头喷出的水流平稳连续。
2、从针头喷出的水柱不宜过细，水流过细，在空气中做抛物线运动时在空气阻力下会使水平速度减小的较快，竖直方向的速度也会影响，会产生较大的误差，可以采用大号针头或换用很细的吸管代替。
3、关于从针头喷出的水流的速度对实验的影响，速度大，水流受到的空气阻力大，因此，容器中水位到针头的高度不宜过高，一般低于80cm较好；高度差太小时，由于水的表面张力的作用会凝聚成水滴滴下，不会喷射水柱，一般高于40cm为好。
4、盛水的容器截面应大一点为好，这样做的目的，就是在水流从喷头喷出的过程中，水位下降很小，在同一次实验的一两分钟内喷
射速度保持不变，以保证所有的水流在相同的运动轨迹上。
4、水流喷出后，在急剧下落的过程中水柱会散开，呈飞溅状，这一过程中，实验误差较大，为解决这一问题，在水中适当添加融水的胶体或其它物质，以增加水的凝聚力，有条件的可以用油类物质代替，另外数据处理时取靠近管口的一段轨迹，不宜过大，以减小误差。
5、在定性观察各类抛体运动物体的轨迹的时候，可以将水位高达增大，以便有效地观察到抛体运动的轨迹。
五、研究平抛运动时的误差分析
1.读取坐标数据时带来的读数误差；
2.喷水口没有完全调水平及出水口与坐标原点不完全重合。
本实验的创新之处在于：
1.能够很好的排除影响水流稳定的因素，提高实验结果的准确性；
2.利用废弃物制作实验装置，培养学生变废为宝的意识和动手意识；