2. 职业资格
  3. 阅读下列材料，完成教学设计。 材料一：某版本高中物理教材“实验：研究平抛运动”一节内容节选。 实验：研究平抛运动 在这个实验中，我们首先设法描绘某物体做平抛运动的轨迹，然后通过这个轨迹研究甲抛运动的特点。怎样描出平抛运动的轨迹?后面提供了几种方法供

阅读下列材料，完成教学设计。 材料一：某版本高中物理教材“实验：研究平抛运动”一节内容节选。 实验：研究平抛运动 在这个实验中，我们首先设法描绘某物体做平抛运动的轨迹，然后通过这个轨迹研究甲抛运动的特点。怎样描出平抛运动的轨迹?后面提供了几种方法供

admin2015-12-22  24
问题 阅读下列材料，完成教学设计。
  材料一：某版本高中物理教材“实验：研究平抛运动”一节内容节选。
实验：研究平抛运动
  在这个实验中，我们首先设法描绘某物体做平抛运动的轨迹，然后通过这个轨迹研究甲抛运动的特点。怎样描出平抛运动的轨迹?后面提供了几种方法供同学们选择。现在假定已经用某种方法得到了一个物体做平抛运动的轨迹(图5.3-1)，我们看一看可以进行哪些研究。
  
    1．判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
    在x轴上作出等距离的几个点A1，A2，A3，…，把线段OA1的长度记为l，那么OA2=2l，OA3=3l，…。由A1，A2，A3，…向下作垂线，垂线与抛体轨迹的交点记为M1，M2，M3，…。如果轨迹的确是一条抛物线，M1，M2，M3，…各点的y坐标与x坐标间的关系应该具有y=ax2的形式(a是一个待定的常量)。
  假定某位同学实验得到的平抛运动的轨迹就是图5.3-1所示的曲线。用刻度尺测量某点的x．y两个坐标，例如M3的坐标为x=2.8mm。y=1.9mm，代入y=ax2中求出常量a=0.24(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式=0.24x2。
  测量其他几个点的x、y坐标。怎样通过这些测量值来判断这条曲线是否真的是一条抛物线?
  2．计算平抛物体的初速度
  在后面案例介绍的几种方法中，如果要求不太高，可以忽略空气阻力的作用。这样，抛体在竖直方向只受到重力的作用，因此它的加速度是常量，等于g。它的y坐标的变化符合匀加速运动的规律；。于是，在实验得到的平抛运动轨迹图中，测量某点的纵坐标，例如M3点的纵坐标y3(图5.3-1)，根据这个数据就可以算出抛体下落到这点所用的时间t3，为了得到抛体的初速度，还需测量什么量?进行怎样的计算?
    以下参考案例介绍了描绘平抛物体运动轨迹的几种方法，供选择。同学们也可以根据自己的器材设计别的方法。
  参考案例一
  利用实验室的斜面小槽等器材装配图5.3-2所示的装置。钢球从斜槽上滚下，冲过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下。钢球在空中被平抛运动的轨迹就是一定的。设法用铅笔描出小球经过的位置，通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置。连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。
   
  可以把笔尖放在小球可能经过的位置，如果小球能够碰到笔尖，就说明位置找对了。
  参考案例二
  如图5.3-3，倒置的饮料瓶内装着水，瓶塞内插着两根两端开口的细管。其中一根弯成水平。自水平端加接一段更细的硬管作为喷嘴。
  水从喷嘴中射出，在空中形成弯曲的细水柱，它显示了平抛运动
的轨迹。设法把它描在背后的纸上就能进行分析处理了。
   
    插入瓶中的另一根细管的作用，是保持从喷嘴射出水流的速度，使其不随瓶内水面的下降而减小，这是因为该管上端与空气相遇，A处水的压强始终等于大气压，不受瓶内水面高低的影响。因此，在水面降到A处以前的一段时间内，可以得到稳定的细水柱。
  参考案例三
  用数码照相机或数码摄像机记录平抛运动的轨迹。
  数码照相机大多具有摄像功能，每秒拍摄十几帧至几十帧照片。可以用它拍摄小球从水平桌面飞出后做平抛运动的几张连续照片。如果用数学课上画函数图象的方格黑板做背景，就可以根据照片上小球的位置在方格纸上画出小球的轨迹。
做一做
    用传感器和计算机可以方便地描出做平抛运动的物体的轨迹。
   
    一种设计原理如图5.3-4所示。物体A在做平抛运动，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲。在它运动的平面内安放着超声─红外接收装置B。B盒装有B1、B2两个超声─红外接收器，并与计算机相联。B1、B2各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们各自与物体A的距离。从图5.3-4可以看出，在这两个距离确定之后，由于B1、B2两点的距离是已知的，所以物体A的位置也就惟一地确定下来了。计算机可以即时给出A的坐标。
    图5.3-5是按这样的原理制作的一种实验装置(超声─红外接收装置B的安装位置与原理图5.3-4不同)。图5.3-6是某次实验中，计算机描出的平抛运动的轨迹。除此之外，计算机还能直接给出平抛运动的初速度等其他物理量。
  
    二维运动传感器，即发射器A和接收器B，还可以用来进行许多有关曲线运动的实验，同学们不妨自己想一想，试一试。
材料二：本节所在章的目录如下。
    第五章  曲线运动
    1．曲线运动
    2．平抛运动
    3．实验：研究平抛运动
    4．圆周运动
    5．向心加速度
    6．向心力
    7．生活中的圆周运动
根据上述材料，回答下列问题：
为本节内容设计一个导入过程并注明设计意图。
选项
答案导入 教师提问：请一位同学描述某次旅游经过的主要地点。 学生回忆，进行描述。 教师板书学生所述地点图，用粉笔将这些点连起来，得到旅游路线图。 小结：两种轨迹图对应两种绘轨迹方法──粉笔的完整轨迹和旅游同学的由一系列点得到的旅游路线(轨迹)图。日常生活中还有成长日记，生活日记，森林迷路时做的标记…… 教师：平抛运动在空中一瞬即逝，优美的曲线随即成为历史，没有留下什么具体的可供操作的东西，无法研究平抛运动。要详尽研究平抛运动的特点，必须先得到其运动轨迹。 提问：我们如何得到平抛物体的运动轨迹?可以从上述两种留迹法得到启发吗?请设计实验方案。 学生交流讨论，设计实验方案。 学生提出的方案可能有以下几种： (1)小球碰铅笔尖法：教材一参考案例1； (2)细水柱法：教材一参考案例2； (3)连拍照片法：教材一参考案例3； (4)用相机延长曝光时间，得到一段轨迹的照片； (5)过纸板小孔法； (6)碰撞实验器，教师介绍仪器； (7)磁粉板留迹法(完整轨迹)； 教师引导学生分析各个方案：(1)指出各方案的优点和不足；(2)如何改进方案。 总结：(1)好的实验设计应兼顾哪些问题?[安全(人身和仪器)、成功率高、仪器简单，操作容易、误差小、效率高，可重复性强等等] (2)根据不同方案的分析，结合学校实际条件，选择恰当的方案。(我们用碰撞实验器和细水柱法) 设计意图：(1)创设轻松愉快的情境，让学生体会“留迹法"在日常生活中的价值和应用，及其在本节课中的应用，培养学生的发散思维，创新精神；(2)通过让学生讨论交流，培养学生语言表达和分析问题的能力，培养学生合作与交流的能力，质疑精神和坚持原则、求真务实的态度；(3)培养学生对物理问题的探究思想和实验设计思想，让学生了解设计实验的基本方法，以及设计实验的众中选优原则和联系实际的原则。
解析
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