平抛运动实验改进

蔡兴林

摘 要：本文主要针对平抛运动教具在实验中可操作性及测量的准确性的考虑，基于此目的对教具进行改进。

关键词：平抛运动;实验;教具

做平抛运动的物体以一定的初速度水平方向抛出，如果物体仅受重力作用的运动，平抛运动可看作水平方向的匀速直线运动以及竖直方向的自由落体运动的合运动。平抛运动的物体，由于所受的合外力为恒力，所以平抛运动是匀变速曲线运动，平抛物体的运动轨迹为一抛物线。如何准确的获得平抛运动轨迹渗透着化曲为直的重要物理思想，学生领会这一思想的关键在于描绘出平抛运动的轨迹

一、运动轨迹的描绘

1.传统教具的缺点

传统教学实验方法，多次平抛，找轨迹的方法， 学生每找一个准确点 往往要经过多次重复调整，而要找出多个点迹，需要经过数次反复尝试调整，不仅费时费力，更易使学生产生厌烦情绪，失去实验兴趣。而且由于空气阻力的影响，会产定的系统误差。 为此作者设计利用现代拍摄延时摄影技术，一次性排出平抛运动轨迹，这样非接触小球本身，误差小，直观，易操作等特点。

2.改进教具的优点

针对上述情况，新教具手机拍摄技术绘制平抛运动轨迹，通过手机软件增加曝光时间的方法拍摄小球运动轨迹。这种方法实验误差很小轨迹精确度高，在实验过程中其他操作步骤不变，可以培养学生的动手能力。

二、教具装置图

本教具是在传统教具的基础上，将手工描绘图像的方法，改为手机拍照的方式描绘图像，如上图所示，是改进教具的图片，中间图片展示的照相的软件。

三、改进教具的特点及用途

1.特点：

本教具通过手机拍摄小球平抛运动轨迹，结果清晰直观，使教学更直观形象生动有趣。

2.用途：

通过拍摄小球平抛运动轨迹，让学生直观感觉平抛运动，可用教师课堂演示实验，也可以用作学生分组实验

四、制作材料

背景板一块、斜槽、小球、木板、重垂线（铅垂线）、坐标纸、图钉、刻度尺、铅笔（或卡孔）平衡螺母、手机及拍摄软件、手机支架蓝牙等

五、制作方法

1.截取铝合金槽一条，用机械弯，小球，背景板，如图所示。

2.安装手机支架，蓝牙、拍摄软件等。

3.调节好手机支架、连接蓝牙、调试好拍摄软件。

六、使用方法

1.安装调整弧槽，使其末端保持水平。固定斜槽，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靜止，就表明斜槽平直部分的末端处已水平.

2.调整木板：用悬挂在槽口上的重锤线把木板调到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直面平行，然后把重锤线方向记录到钉在木板的坐标纸上，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.（注意：小球在运动中不能与坐标纸接触）

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板上的水平投影点O，O点即为坐标原点.

4.安装手机支架，夹住手机，打开手机拍摄软件、调整曝光时间为1s.连接蓝牙遥控设备。

5.释放小球，同时按下蓝牙拍摄按键，进行拍摄。

6.得到拍摄照片传到电脑上面进行数据处理，判断轨迹是不是抛物线

七、实验图像展示

参考文献：

[1]杨谋. 平抛运动实验改进[J]. 新课程学习（上）， 2013（9）：49-49.

[2]乔密海. 平抛运动实验的改进[J]. 物理实验， 2008， 28（4）.

[3]陈国雄. 浅谈平抛运动实验的改进[J]. 中学生数理化（学习研究）， 2011（2）：7-7.