自主实验，归纳平抛运动的落地方式

周清

摘要：平抛运动是典型的匀变速曲线运动的模型，高考要求学生能理解平抛运动的确切含义以及与其他知识的联系，并能在实际问题中进行分析、推理、判断。本文介绍了平抛运动落地的三种情况，旨在使学生在解决实际物理题型的时候能够更好地对实际问题进行分析以及综合推理和判断，并且能归纳出平抛运动落地方式的呈现种类。

关键词：高中物理；自主实验；平抛运动

中图分类号：G633文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）21-066-1

高中物理中曲线运动和曲线运动的应用是高考的重点问题和热点问题，因此，对于学生来说这一模块的知识也是难点问题。高中阶段所学的曲线运动中最典型的就是平抛运动，它属于匀变速曲线运动，其可以分为几种题型，可以是物体落在水平面的平抛运动，这种情况与被抛物体的质量没有关系；可以是物体落在斜坡面的平抛运动，这种情况需要考虑被抛物体的水平射程；也可以是物体落在抛物线面上，这种情况需要与数学变形公式相结合，也常常需要结合后面的动能定理。

一、水平面，与球质量无关

在对于平抛运动在水平面的自主实验中，可以利用平抛速落仪来给同学们演示平抛运动，可以多向同学们演示几次，让他们对于平抛运动比较基础的一种题型有更深刻的理解，然后在同学们掌握的基础上能够自主的进行实验，这样有效地解决了高中物理课堂枯燥乏味的问题，也有效地培养了高中生自主学习和自主探究能力。

在讲解《曲线运动》探究平抛运动的规律的教学过程中，结合上一节教学内容运动的合成与分解，我进行了这样的教学实验，假设有人在练习乒乓球，发球的时候，乒乓球距离地面的高度为H，球以速度v0沿着O点抛出，然后落在水平地面上，此时水平移动的距离是x，竖直移动的距离是y。这是一个典型的平抛运动，于是我跟学生们分析讨论运动情况，然后确定其研究方法。这个运动与直线运动相比显然较复杂，但是可以将复杂的运动转化为简单的以前学过的运动，根据运动合成与分解可以巧妙地对运动的物体所受到的力进行分解，因为乒乓球受到向下的重力，水平方向没有力存在，但是又出速度，所以同学们可以了解到平抛运动可以分为在水平方向的运动和在竖直方向的运动，在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做加速度是g的均加速运动，也就是自由落体运动。这样同学们就可以很容易的理解了x=vxt、y=1/2vt2。

这样的话，跟传统的学生学习高中实验的方法不同，因为它不仅仅是对知识点进行机械式的记忆，而是学生在动手做实验的过程中，必须充分发挥问题意识以及对实验的创新意识，也为后面平抛运动的几种方式奠定了基础。

二、斜坡面，考虑水平射程

在研究物体在斜坡面上做平抛运动的时候，需要引导学生考虑水平射程，可以要求学生利用所学的知识来解决现有知识，将斜抛运动化为在水平面的运动，将力的方向进行分解然后结合牛顿定律就可以巧妙地将问题解决了。

在讲解《曲线运动》抛体运动的规律的时候，同学们有了对于物体在水平的匀速直线与竖直自由落体和合成的基础知识，所以在给他们讲解斜抛运动的时候，先给他们分析清楚了斜抛运动在水平方向和竖直方向的运动情况，在水平方向物体做的是匀速直线运动，这一点与在水平方向的抛体运动相同，但是不同的是，在竖直方向物体做的是初速度不为0的竖直方向的匀加速直线运动，所以斜坡面的抛体运动就是由这两种运动所合成的，如说乒乓球落地的时候与地面的夹角是θ，那么根据分析就可以知道小球在竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比是yx=gt2v初=12tanθ，并且tanθ=vgt。这个结论也经常当作结论运用在考题中，同学们在以后遇到这样的结论运用的时候，就可以直接的套用结论。

这种变形的平抛运动常常在高三的模拟题型中出现，它的核心思想是分解与合成的应用，比如说分速度、分位移、合速度、合位移的表达式或者计算方式，以及这里对于合位移和水平方向位移的夹角表达式也需要教师和学生能够总结好做相关的了解。

三、抛物线面，结合数学变式

在对于物体在进行物体在抛物线面的运动情况作讨论的时候，教师要合理的创设相应的实验情景，引导同学们结合物体在水平面和在斜坡面的运动情况，唤起同学们对于相关知识的和物理经验的积累。

在讲解《曲线运动》抛体运动的规律的时候，我给同学们补充了物体落在抛物线的一种平抛运动方式，这种情况常常将乒乓球视作质点，不计空气对于乒乓球的阻力，重力的加速度为g，这种题型会跟后面所学的动能定理相联系在一起，会让同学们求解乒乓球到坡面时的动能，或者求发球时水平速度是多大的时候，落在坡面的动能最小，并且求处最小的动能值是多少。根据动能定理mgH=E-1/2（mv2），结合平抛运动中水平方向的位移与竖直方向的位移情况就可以很容易的求解出来乒乓球到达抛物线坡面的动能是12mv2+2mg2h2v2+gh，当v2=gh的时候，动能最小，动能最小时为EK=3mgh/2。同学们在着手解决这种题型的时候，常常有一定的難度，但是如果能够很好的把握其内涵，搞清楚物体运动的情况并且能够有相关的实验模拟，同学们就可以很容易的入手解题了。endprint