平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

蔡興林

摘 要：本文主要針對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)教具在實(shí)驗(yàn)中可操作性及測(cè)量的準(zhǔn)確性的考慮，基于此目的對(duì)教具進(jìn)行改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：平拋運(yùn)動(dòng);實(shí)驗(yàn);教具

做平拋運(yùn)動(dòng)的物體以一定的初速度水平方向拋出，如果物體僅受重力作用的運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)可看作水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)以及豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。平拋運(yùn)動(dòng)的物體，由于所受的合外力為恒力，所以平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡為一拋物線。如何準(zhǔn)確的獲得平拋運(yùn)動(dòng)軌跡滲透著化曲為直的重要物理思想，學(xué)生領(lǐng)會(huì)這一思想的關(guān)鍵在于描繪出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡

一、運(yùn)動(dòng)軌跡的描繪

1.傳統(tǒng)教具的缺點(diǎn)

傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，多次平拋，找軌跡的方法， 學(xué)生每找一個(gè)準(zhǔn)確點(diǎn) 往往要經(jīng)過多次重復(fù)調(diào)整，而要找出多個(gè)點(diǎn)跡，需要經(jīng)過數(shù)次反復(fù)嘗試調(diào)整，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，更易使學(xué)生產(chǎn)生厭煩情緒，失去實(shí)驗(yàn)興趣。而且由于空氣阻力的影響，會(huì)產(chǎn)定的系統(tǒng)誤差。 為此作者設(shè)計(jì)利用現(xiàn)代拍攝延時(shí)攝影技術(shù)，一次性排出平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，這樣非接觸小球本身，誤差小，直觀，易操作等特點(diǎn)。

2.改進(jìn)教具的優(yōu)點(diǎn)

針對(duì)上述情況，新教具手機(jī)拍攝技術(shù)繪制平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，通過手機(jī)軟件增加曝光時(shí)間的方法拍攝小球運(yùn)動(dòng)軌跡。這種方法實(shí)驗(yàn)誤差很小軌跡精確度高，在實(shí)驗(yàn)過程中其他操作步驟不變，可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。

二、教具裝置圖

本教具是在傳統(tǒng)教具的基礎(chǔ)上，將手工描繪圖像的方法，改為手機(jī)拍照的方式描繪圖像，如上圖所示，是改進(jìn)教具的圖片，中間圖片展示的照相的軟件。

三、改進(jìn)教具的特點(diǎn)及用途

1.特點(diǎn)：

本教具通過手機(jī)拍攝小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，結(jié)果清晰直觀，使教學(xué)更直觀形象生動(dòng)有趣。

2.用途：

通過拍攝小球平拋運(yùn)動(dòng)軌跡，讓學(xué)生直觀感覺平拋運(yùn)動(dòng)，可用教師課堂演示實(shí)驗(yàn)，也可以用作學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)

四、制作材料

背景板一塊、斜槽、小球、木板、重垂線（鉛垂線）、坐標(biāo)紙、圖釘、刻度尺、鉛筆（或卡孔）平衡螺母、手機(jī)及拍攝軟件、手機(jī)支架藍(lán)牙等

五、制作方法

1.截取鋁合金槽一條，用機(jī)械彎，小球，背景板，如圖所示。

2.安裝手機(jī)支架，藍(lán)牙、拍攝軟件等。

3.調(diào)節(jié)好手機(jī)支架、連接藍(lán)牙、調(diào)試好拍攝軟件。

六、使用方法

1.安裝調(diào)整弧槽，使其末端保持水平。固定斜槽，可用平衡法調(diào)整斜槽，即將小球輕放在斜槽平直部分的末端處，能使小球在平直軌道上的任意位置靜止，就表明斜槽平直部分的末端處已水平.

2.調(diào)整木板：用懸掛在槽口上的重錘線把木板調(diào)到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直面平行，然后把重錘線方向記錄到釘在木板的坐標(biāo)紙上，固定木板，使在重復(fù)實(shí)驗(yàn)的過程中，木板與斜槽的相對(duì)位置保持不變.（注意：小球在運(yùn)動(dòng)中不能與坐標(biāo)紙接觸）

3.確定坐標(biāo)原點(diǎn)O：把小球放在槽口處，用鉛筆記下球在槽口時(shí)球心在板上的水平投影點(diǎn)O，O點(diǎn)即為坐標(biāo)原點(diǎn).

4.安裝手機(jī)支架，夾住手機(jī)，打開手機(jī)拍攝軟件、調(diào)整曝光時(shí)間為1s.連接藍(lán)牙遙控設(shè)備。

5.釋放小球，同時(shí)按下藍(lán)牙拍攝按鍵，進(jìn)行拍攝。

6.得到拍攝照片傳到電腦上面進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，判斷軌跡是不是拋物線

七、實(shí)驗(yàn)圖像展示

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