探究平拋物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

向一

摘 要：傳統(tǒng)探究平拋物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)存在一些缺陷，需要作出相應(yīng)改進(jìn)，減少實(shí)驗(yàn)誤差，提高實(shí)驗(yàn)的可操作性，使實(shí)驗(yàn)更有利于學(xué)生探究平拋物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

關(guān)鍵詞：平拋運(yùn)動(dòng);運(yùn)動(dòng)規(guī)律;實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

平拋運(yùn)動(dòng)是高中物理必修內(nèi)容之一，課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定該章節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)為運(yùn)用合成與分解方法分析拋體運(yùn)動(dòng)。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，運(yùn)動(dòng)合成與分解方法是該章節(jié)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。平拋運(yùn)動(dòng)作為合成與分解法的應(yīng)用實(shí)例，是我們學(xué)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)向曲線運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

一、傳統(tǒng)平拋物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)

在新版物理教材中，平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)包括斜面小槽配合豎直白紙法、水柱法、數(shù)碼攝像機(jī)法三種，但是哪種實(shí)驗(yàn)都存在明顯不足之處，斜面小槽配合豎直白紙法確定小球平拋運(yùn)動(dòng)位置的難度大，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過(guò)程長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差大。水柱實(shí)驗(yàn)法中，空氣對(duì)小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的影響大，使運(yùn)動(dòng)軌跡不穩(wěn)定;而數(shù)碼攝像機(jī)實(shí)驗(yàn)的成本高，不利于大范圍推廣。而且斜面小槽配合豎直白紙法和水柱法都無(wú)法達(dá)到探究?jī)煞诌\(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。總而言之，以上3種實(shí)驗(yàn)都無(wú)法快速記錄小球平拋運(yùn)動(dòng)位置和運(yùn)動(dòng)軌跡。

二、平拋物體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的完善

該部分主要針對(duì)斜面小槽配合豎直白紙實(shí)驗(yàn)的裝置，更加準(zhǔn)確地記錄小球運(yùn)動(dòng)軌跡，使我們更加深入地研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

1.實(shí)驗(yàn)器材及裝置

實(shí)驗(yàn)器材包括自制平拋運(yùn)動(dòng)探究?jī)x、刻度尺、白紙、電源、下鋼球、復(fù)寫(xiě)紙等。斜槽、水平槽、重垂線、電磁鐵、開(kāi)關(guān)、斜槽中心線在底座板上的投影線、垂直水平方向的平行插槽、槽間距5cm。實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)上圖。

2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程

（1）兩分運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。取相同小球A、B，用電磁吸鐵分別固定于上下兩個(gè)角斜槽內(nèi)，使用同一電磁吸鐵開(kāi)關(guān)控制小球同時(shí)運(yùn)動(dòng)，分別作平拋運(yùn)動(dòng)和近似勻速直線運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，小球A、B始終處于同一垂直線上運(yùn)動(dòng)，直至最后相撞。

（2）平拋運(yùn)動(dòng)垂直方向運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。取相同小球A、B，分別放于左上角斜槽和左下角斜槽，使用電磁吸鐵固定小球。使用同一開(kāi)關(guān)控制小球運(yùn)動(dòng)，使A球離開(kāi)斜槽末端后做平拋運(yùn)動(dòng)，B球下落做自由落體運(yùn)動(dòng)，讓我們觀察兩個(gè)小球是否同時(shí)落地，啟發(fā)我們總結(jié)平拋運(yùn)動(dòng)在垂直方向的運(yùn)動(dòng)類型。

三、實(shí)驗(yàn)效果及評(píng)價(jià)

將傳統(tǒng)斜面小槽配合豎直白紙實(shí)驗(yàn)作改進(jìn)后，提高了實(shí)驗(yàn)的精度，使實(shí)驗(yàn)操作更加簡(jiǎn)單方便，也更突出物理思想。通過(guò)本研究實(shí)驗(yàn)可快速準(zhǔn)確地反映小球平拋運(yùn)動(dòng)的位置變化特點(diǎn)，描出運(yùn)動(dòng)軌跡，方便我們根據(jù)小球運(yùn)動(dòng)估計(jì)探究平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。雖然本研究存在工藝制作和操作誤差，但是依舊能彌補(bǔ)傳統(tǒng)斜面小槽配合豎直白紙實(shí)驗(yàn)的缺陷，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

孟擁軍.“平拋運(yùn)動(dòng)”教材比較與教學(xué)建議[J].物理教師，2015，12（06）：25-28.

·編輯 謝尾合