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
參考文獻(xiàn):
[1]楊謀. 平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)[J]. 新課程學(xué)習(xí)(上), 2013(9):49-49.
[2]喬密海. 平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J]. 物理實(shí)驗(yàn), 2008, 28(4).
[3]陳國雄. 淺談平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J]. 中學(xué)生數(shù)理化(學(xué)習(xí)研究), 2011(2):7-7.