引言平拋運(yùn)動因其復(fù)雜的曲線特質(zhì)，向來是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一大挑戰(zhàn)。因?qū)嶒?yàn)環(huán)境和教學(xué)器材的限制，致使對平拋的定量探究難以企及理想的教學(xué)成效，學(xué)生也難以透徹把握其中的物理精髓。而Tracker軟件的出現(xiàn)，為這一困境提供了創(chuàng)新性的解決方案。它基于開源物理（OSP）Java框架打造，是集視頻追蹤、分析與建模于一體的強(qiáng)大工具。通過對視頻的深度解析來追蹤目標(biāo)運(yùn)動軌跡，迅速完成數(shù)據(jù)分析，精準(zhǔn)歸納物理規(guī)律。將其運(yùn)用到教學(xué)中，借助視頻分析和建模，能為學(xué)生營造真實(shí)且充滿意義的學(xué)習(xí)場景，引領(lǐng)學(xué)生深入探索平拋運(yùn)動，有力推動教學(xué)質(zhì)量與學(xué)習(xí)效果的雙重提升。教材中“實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)”的不足人教版高中物理必修二第五章第3節(jié)，展示了三種探究平拋運(yùn)動特點(diǎn)的方案。一是頻閃照片。該方案利用頻閃照片記錄平拋物體位置，從而得出水平和豎直方向位移隨時間變化的數(shù)據(jù)，以研究相應(yīng)規(guī)律。然□丁煥平王錒朱靜而，頻閃照相對設(shè)備性能、環(huán)境條件以及圖像處理能力均有嚴(yán)苛要求。這導(dǎo)致教學(xué)時教師大多直接呈現(xiàn)處理后的圖片，極大地降低了課堂的互動氛圍與生成效果，學(xué)生也無法充分參與到探究過程中，體驗(yàn)感大打折扣。二是對比和描跡。先對平拋運(yùn)動和自由落體運(yùn)動進(jìn)行對照分析，進(jìn)而推導(dǎo)出平拋運(yùn)動在豎直方向的規(guī)律，隨后運(yùn)用傳統(tǒng)器材繪制平拋軌跡并明確時間間隔，以此探究水平方向規(guī)律。但傳統(tǒng)器材的精度不足，難以精準(zhǔn)確定軌跡，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大誤差。三是傳感器與計(jì)算機(jī)協(xié)同。拓展學(xué)習(xí)欄目“用傳感器和計(jì)算機(jī)描繪平拋軌跡”方案優(yōu)勢顯著，能便捷描繪軌跡，還可由計(jì)算機(jī)得出初速度等物理量，數(shù)據(jù)采集精度高且效率佳。然而，因?qū)嶒?yàn)經(jīng)費(fèi)等因素限制，這套設(shè)備在中學(xué)的普及率低，從當(dāng)下實(shí)際狀況權(quán)衡，現(xiàn)階段尚不具備大規(guī)模推廣的條件與價值。利用Tracker軟件探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)結(jié)合上一節(jié)運(yùn)動的合成與分解相關(guān)知識，教師引導(dǎo)學(xué)生思考可否利用“化曲為直”的思想從分運(yùn)動去研究平拋運(yùn)動。學(xué)生根據(jù)平拋運(yùn)動初速度的特點(diǎn)，通過受力分析猜想平拋運(yùn)動水平方向做勻速直線運(yùn)動、豎直方向做自由落體運(yùn)動。猜想是否正確呢？接下來通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，首先用手機(jī)記錄物體平拋運(yùn)動過程，再經(jīng)計(jì)算機(jī)上的Tracker軟件分析處理數(shù)據(jù)，探究平拋運(yùn)動的規(guī)律。具體步驟如下。1.視頻錄制用智能手機(jī)錄制小球做平拋運(yùn)動的視頻，錄制時保證鏡頭正對小球運(yùn)動的平面，再將視頻同步傳到電腦。2.視頻處理打開Tracker軟件，導(dǎo)入小球平拋運(yùn)動的視頻。利用軟件中的播放功能設(shè)置要分析視頻的起止幀，選擇定標(biāo)工具對長度定標(biāo)，以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平方向?yàn)椤凛S建立坐標(biāo)系。選定小球作為研究對象，并視作質(zhì)點(diǎn)，選擇“軌跡一新建一質(zhì)點(diǎn)”按鈕，創(chuàng)建質(zhì)點(diǎn)對象，對質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行追蹤。對視頻中的小球進(jìn)行逐幀定位，如圖1所示。圖1平拋運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)追蹤3.數(shù)據(jù)處理，探究規(guī)律（1）探究平拋運(yùn)動水平方向的運(yùn)動規(guī)律如圖1所示，小球水平位移與運(yùn)動時間的運(yùn)動學(xué)圖像呈顯著直線特征，利用Tracker軟件自帶數(shù)據(jù)處理功能對該圖像進(jìn)行線性擬合，也可以利用ExCel表格處理數(shù)據(jù)。依據(jù)勻速直線運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)公式x：=v0t可知，圖像斜率即代表小球水平方向的速度，其大小近似為1.08m/so

通過上述分析過程，可以得出結(jié)論：平拋運(yùn)動在水平方向的分運(yùn)動屬于勻速直線運(yùn)動，并且測量出小球平拋運(yùn)動的初速度V為1.08m/s。（2）探究平拋運(yùn)動豎直方向的運(yùn)動規(guī)律對豎直方向的位移進(jìn)行分析，得到豎直方向的位移一時間圖像呈明顯拋物線。利用ExceI對數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合。依據(jù)勻變速直線運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)公式at可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，小球在豎直方向做初速度為0，加速度約為9.8m/s2

的勻變速直線運(yùn)動，豎直方向加速度值與當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎到咏?。通過上述分析過程，可以得出結(jié)論：平拋運(yùn)動在豎直方向做自由落體運(yùn)動。（3）討論平拋運(yùn)動分運(yùn)動的可能性在矢量的范疇中，力的分解若無限制條件將產(chǎn)生無數(shù)種結(jié)果。這一原理同樣適用于運(yùn)動的合成與分解，因其描述物理量如位移、速度、加速度等皆為矢量，遵循平行四邊形定則，故平拋運(yùn)動的分解亦存在無窮可能性。控，平拋運(yùn)動能夠?qū)崿F(xiàn)沿各類不同方向的正交分解操作。如圖2所示，當(dāng)×軸與水平方向形成特定角度時，其相應(yīng)的運(yùn)動分解情形得以清晰展現(xiàn)。觀測圖像發(fā)現(xiàn)，×-t與y-t圖像呈拋物線形狀，經(jīng)數(shù)據(jù)擬合，其結(jié)果契合二次多項(xiàng)式規(guī)律，這表明在×軸和y軸方向上小球均做勻變速直線運(yùn)動。這是因?yàn)槠綊佭\(yùn)動物體所受到的力為恒力，經(jīng)正交分解后的分力亦為恒定，依據(jù)牛頓第二定律，各分運(yùn)動的加速度恒定。圖2平拋運(yùn)動與水平方向呈一定角度正交分解在課堂教學(xué)中，動態(tài)地對×軸與水平方向的夾角予以改變，學(xué)生能夠從Tracker軟件右側(cè)圖像中直觀地觀察到x-t與y-t圖像的動態(tài)變化，這一舉措增強(qiáng)了課堂的互動性，使學(xué)生深切體會運(yùn)動分解所蘊(yùn)含的多元解特征。進(jìn)一步體會平拋運(yùn)動沿水平和豎直分解的目的是為了直觀方便地理解物理規(guī)律，從而降低了問題的復(fù)雜程度。經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與反思Tracker軟件在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究中具有顯著優(yōu)勢，如強(qiáng)大的視頻分析功能可精確獲取物體運(yùn)動數(shù)據(jù)，操作相對簡便且能直觀呈現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動的細(xì)節(jié)，節(jié)省時間與資源。然而，它并不能完全取代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)物操作，能讓學(xué)生親身感受實(shí)驗(yàn)器材的使用、物理過程的發(fā)生，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、實(shí)驗(yàn)技能以及對實(shí)驗(yàn)環(huán)境的感知，這是軟件模擬難以企及的，二者應(yīng)相輔相成共同服務(wù)于教學(xué)。需要提醒