張文華 蔡桂杰

摘 要：平拋運(yùn)動(dòng)是高中物理重要內(nèi)容，利用廢舊礦泉水瓶蓋和LED燈廢舊吸盤，自制學(xué)生平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，一次性描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，教具容易制作，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和自主創(chuàng)新能力，學(xué)生興趣極高，實(shí)驗(yàn)效果非常好，實(shí)驗(yàn)誤差小。

關(guān)鍵詞：平拋運(yùn)動(dòng);創(chuàng)新描繪;一次性

平拋運(yùn)動(dòng)是高中物理中一個(gè)重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容，因此，平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)也是高中重要的學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)之一。而該實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)之一是描繪平拋物體運(yùn)動(dòng)軌跡，由此可見，準(zhǔn)確地描繪出平拋運(yùn)動(dòng)軌跡是該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。人教版新課程中給出了三個(gè)案例，其中，細(xì)水柱法操作繁瑣且精確度不高，頻閃照相法要求具備專門的頻閃照相器材，參考案例一提供的小球碰筆尖法誤差較大，其他改進(jìn)方法如落槽法、過紙板小孔法都不能一次性形成平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，因此，筆者想到以下方法來解決此問題。

一、器材介紹

如圖1，筆者自制器材主要由礦泉水瓶蓋，圓形磁鐵和螺絲組成（廢舊LED吸座），將瓶蓋制成比小球尺寸略大的空心圈，并在圈上鉆一個(gè)小孔，使螺絲恰能通過該小孔并與圓形磁鐵相結(jié)合，再調(diào)節(jié)斜槽軌道與豎直板距離，使從斜槽滾下的小球球心與吸附在豎直板上的空心圈圓心在同一豎直面上。

二、實(shí)驗(yàn)步驟

1、調(diào)整儀器

如圖2，將坐標(biāo)紙固定在豎直鐵板上，用懸掛在槽口的重錘線把豎直板調(diào)整到豎直方向，使板面與小球下落的豎直面平行;調(diào)整底座使水平儀氣泡在正中央，將小球輕放在斜槽平直部分的末端，使小球在平直軌道上的任意位置均可保持靜止;把小球放在槽口末端處，用鉛筆記下球在槽口時(shí)球心在白紙上的水平投影點(diǎn)O，即為坐標(biāo)原點(diǎn)。

2、描繪運(yùn)動(dòng)軌跡

將小球釋放，觀察運(yùn)動(dòng)軌跡，將空心圈吸附在小球經(jīng)過的這一位置，釋放小球，由實(shí)際情況調(diào)整空心圈位置使其圓面和小球速度方向垂直，直至小球順利從空心圈圓心通過，再用其它空心圈重復(fù)此步驟，使從同一位置釋放的小球可以依次順利通過所有空心圈的圓心。

用鉛筆繞著圓形磁鐵描出輪廓，做兩條直徑找出圓心，這就在坐標(biāo)紙上記下了小球通過空心圈時(shí)球心所對(duì)應(yīng)的位置。取下坐標(biāo)紙，用平滑的曲線將這些點(diǎn)連接起來即得到小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。

三、數(shù)據(jù)分析

以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，畫出豎直向下的y軸和水平向右的x軸建立直角坐標(biāo)系。

讀取軌跡中幾個(gè)點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)，利用公式，其中為定值，任意兩點(diǎn)求得的誤差為1%～2%，因此，可以認(rèn)為小球的軌跡為拋物線。

四、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)與反思

該實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)勢在于器材可以重復(fù)使用，節(jié)約能源，且操作方便，適合學(xué)生獨(dú)立完成，當(dāng)小球依次通過所有空心圈的圓心時(shí)，也會(huì)使學(xué)生充滿成就感，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性，而且此方法可以一次性形成平拋物體運(yùn)動(dòng)的軌跡，描點(diǎn)更清晰準(zhǔn)確，這樣描繪的軌跡更精確。

不足之處在于磁鐵對(duì)小球有微弱的磁力，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成較小的誤差，因此，選擇五到六個(gè)點(diǎn)為宜。

參考文獻(xiàn)

[1]元慶余，勾伯達(dá).平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新[J].湖南中學(xué)物理，2019（1）：90-91.

[2]孫建中.讓創(chuàng)新之花在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中綻放，以平拋運(yùn)動(dòng)為例[J].中學(xué)物理教學(xué)，2017（3）：46-49

作者簡介

張文華：（1990–），女，蒙古族，遼寧喀左人，中學(xué)一級(jí)物理教師，本科，研究方向：高中物理習(xí)題，物理實(shí)驗(yàn)。

蔡桂杰（1967—）本科，高級(jí)物理教師，主要研究方向高中物理、數(shù)學(xué)。