探究平拋運動的規(guī)律

探究平拋運動的規(guī)律 教學案例設計 教學內容分析： 普通高中物理課程標準共同必修模塊“物理 2”中的第二個二級主題“拋體運動與圓周運動”中有兩個條目涉及本節(jié)內容。條目 1：“會用運動合成與分解的方法分析拋體運動”；條目 4：關注拋體運動（和圓周運動）的規(guī)律與日常生活的聯(lián)系。這兩個條目在本節(jié)要求學生知道什么是平拋運動，會用運動合成與分解的方法分析平拋物體的運動；要求學生關注平拋運動的規(guī)律與日常生活的聯(lián)系，體現(xiàn)“加強課程內容與生產、生活聯(lián)系的指導思想”。 本節(jié)認識平拋運動采用的是運動的合成與分解的方法，它是一種研 究問題的方法，這種方法在“力的合成與分解”的學習中學生已有基礎，因此，在教學中應讓學生主動嘗試應用這種方法來解決平拋物體運動規(guī)律這個新問題。這一學習過程的經歷，能激發(fā)學生探究未知問題的樂趣，領悟怎樣將復雜的問題化為簡單的問題，將未知問題化為已知問題。讓學生真正理解運動合成與分解這種方法的意義，理解為什么平拋運動可以分解成水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。日常生活中平拋運動的現(xiàn)象也較多，通過與生產、生活的聯(lián)系，可以使學生更深入了解這兩種運動的規(guī)律。 教學設計思想： 現(xiàn)代學習理論認為學生進入課堂學 習之前對世界和事物有先入為主的認識，教師的教學要引導學生闡發(fā)他們已有的理解，激起新舊知識的矛盾，進行有針對性的教學，如果在教學中沒有考慮到學生原有的認識和理解，他們就不能夠掌握所學的內容，或者僅僅為了應付考試而學習，一離開課堂就又回到原有認識。因此，在教學中，我們應將現(xiàn)實的問題情境呈現(xiàn)給學生，引導學生對其進行分析，抓住主要矛盾，抽象出研究對象。 在新的教學大綱中已經將研究性學習列為必修課程，我們認為，研究性學習不僅要作為一種課程開設，而且這種探究精神和探究意識、方法的培養(yǎng)也應該體現(xiàn)在課堂教學中，將課堂教學和 研究性學習密切融合，課堂教學的知識、方法可以是研究性學習的起點、支持和基礎，研究性學習的過程可以是課堂教學的外延和深化，是知識和能力在實踐或實際上的應用（千萬不要做成補課）。以研究性學習思想改造課堂教學，充分體現(xiàn)學生的主體性，從而培養(yǎng)探究意識和能力，拓展思維空間，啟迪智慧。 信息技術不僅在改變著課堂教學模式，也改變著教學內容和教學結構。應用信息技術，將思維過 程可視化，展示知識的產生過程，學生從中學習到更深層更本質的知識， 使教學過程、教學內容、教學方法都產生了根本性的變化 。 教學目標： （一）知識與技能 1、 知道平拋運動的特點是 ：（ 1）初速度方向為水平方向（ 2）只受重力作用（ 3） 運動軌跡是 曲 線。 2、理解平拋運動可以看作水平 方向 的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動，并且這兩個 分 運動互不影響。 （二）過程與方法 1、 體會平拋運動規(guī)律的探究過程，體會運動的合成和分解在探究平拋運動規(guī)律中的應用。 2、通過觀察演示實驗，概括出平拋運動的特點。培養(yǎng)學生觀察，分析能力 3、 利用已知的直線運動規(guī)律來研究復雜的曲線運動，滲透物理學中 化繁為簡 的思想。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 1、 通過實驗探究平拋運動的規(guī)律，激發(fā)學 習興趣，增強求知的欲望。 2、 培養(yǎng)學生仔細觀察、認真思考、積極參與、勇于探索的精神。 3、 培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和實事求是的科學作風。 教學重點 平拋運動規(guī)律的探究過程 教學難點 1、平拋運動的研究方法 2、平拋運動規(guī)律 的探究過程 教學方法 教師演示、引導，學生實驗探究，討論、交流學習成果。 教學工具 平拋運動演示器，鋼球作平拋運動的實驗裝置，多媒體等 教學過程 （一）引入新課 我們已經學習了物體作曲線運動的條件和特點，并學習了處理復雜運動的物理方法運動的合成和分解，從這節(jié)課開始，我們來探究一類特殊的曲 線運動即平拋運動的規(guī)律。 （二）進行新課 1、拋體運動 與平拋運動 教師活動：引導學生閱讀教材， 理解什么是拋體運動，什么是平拋運動？舉出生活中物體做平拋運動的例 子。 將一張小紙片水平拋出，小紙片的運動能否看成是平拋運動？為什么？ 學生活動：快速閱讀教材，回答出拋體運動的概念，列舉生活實例。思考拋出的紙片的運動是不是拋體運動，通過對紙片運動的分析，理解拋體運動的條件空氣阻力相對物體的重力可以忽略不計。 點 評：通過實例分析，理解拋體運動的條件。增強學生的感性認識，激發(fā)學習物理的興趣 。 2、豎直方向的運動規(guī)律 教師活動：演示課本圖 6.3-2的實驗，噴出的水柱顯示了平拋運動的軌跡。 提出問題，引導學生觀察：平拋運動的軌跡是一條曲線，我們如何研究這個曲線運動的規(guī)律呢？根據(jù)物體做平拋運動的條件，對豎直方向上的運動能否作出猜測？ 學生活動：認真思考，分組討論，選出代表回答。 用運動的合成和分解的方法來研究，將平拋運動分解成水平方向和豎直方向上的兩個直線運動，分別研究這兩個分運動的規(guī)律，最后再合成。 豎直方向： 物體只受到重力作用 且初速為 零，與以前學習的自由落體運動條件吻合。由此猜測豎直方向分運動可能 為 自由落體運動。 教師活動：傾聽學生回答，點評。 點 評：作出科學猜想，然后驗證猜想，對學生進行科學方法教育。 教師活動：實驗演示教材 38 頁圖 6.3 3 實驗，實驗探究豎直方向上的運動規(guī)律。 介紹實驗裝置如右 圖所示 介紹實驗做法 ： 因彈簧片 C 受到小錘 D 的打擊， C 向前推動小鋼球具有水平初速度，使 A 做平拋運動， 同時 (強調 )松開小鋼球 B，使 B 從孔中自由落下，做自由落體運動 . 學生活動： 1、請學生代表做實驗，用不同的力來擊 打 C. 2、其他同學注意觀察 A球、 B球的運動特點。 教師活動：提醒學生觀察現(xiàn)象 1、 A 球和 B 球落地的先后 （提醒學生注意用耳朵聽兩球落地的聲音） 。 2、用力大小不同時， A球 運動 的水平 距離 有什么不同。 學生活動：學生描述實驗現(xiàn)象 1、無論 A球的水平速度大小如何，它總是與 B球同時落地。 2、 A球的水平初速度越大，走過的水平距離也越大。 3、 A 球水平初速度的大小并不影響平拋物體在豎直方向上的運動。 教師活動：幫助總結、點評實驗結論：物體在做平拋運動的過程中，沿 豎直方向的 分 運動可看作 自由落體運動 。 教師活動：利用多媒體動畫展示實驗現(xiàn)象，學生觀察強化感性認識。 強調 ：物體在空中運行的時間只與拋出點距離地面的高度有關。h=gt2 /2 t= 2/hg 點 評：通過實驗探究，得出平拋運動在豎直方向上的分運動是自由落體運動。培養(yǎng)學生實驗觀察能力和學習探究未知規(guī)律的興趣。 2、水平方向的運動規(guī)律 教師活動：提出問題：水平方向的分運動 又如何 研究 呢？ 學生 活動： 思考：物體初速度沿水平方向且在水平方向不受外力，根據(jù)牛頓第一定 律水平方向的分運動可能 為勻速直線運動。 學生可能會仿照豎直方向的研究方法： 讓一球做平拋運動的同時讓另一球以與平拋運動的初速度相同的速度做勻速直線運動，然后將 平拋運動與勻速直線運動相比較。 師生共同討論此種方法在實驗室是否可行。 教師活動： 引導學生閱讀教材 39 頁有關內容，掌握實驗探究的思路。參考教材上提供的“參考案例”選用其中的某一方法，或自行設計一種實驗方案，探究水平方向上的運動規(guī)律。 點 評：探究實驗一定要讓學生親自動手，在實踐中培養(yǎng)學生的求知欲望，激發(fā)學生的探究未知規(guī)律的動機。這比學到具體知識更重要。 學生活動：選擇實驗方案，分組動手實驗。 教師活動：指導學生完成探究過程，了解學生的實驗情況。 師生互動，得出結論：水平方向 的分運動為 勻速直線運動。 教師活動：利用多媒體動畫展示研究過程與方法、實驗注意事項、實驗現(xiàn)象。強化學生對自行探究問題的過程與方法的理解。 （三）課堂總結、點評 教師活動：讓學生概括總結本節(jié)的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。 學生活動：認真總結概括本節(jié)內容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好， 好在什么地方。 點 評 ：總結課堂內容，培養(yǎng)學生概括總結能力。 教師要放開，讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架。 （四）實例探究 1、下圖所示的是平拋運動和自由落體運動的閃光照片，你能得出什么結論 ? 解析：從閃光照片中可以測出，平拋運動的小球，在相等時間內的水平位移總相等，所以，它的水平分運動為勻速直線運動，平拋運動的小球和自由下落的小球總是在同一水平線上，說明它們在同一段時間的豎直位移總是相等的，即平拋運動的豎直分運動跟自由落體運動遵循相同的規(guī)律，所以，平拋運動的 豎直分運動為自由落體運動。 2、一架飛機水平勻速飛行，從飛機上每隔一秒釋放一個鐵球，若不計空氣阻力，則這些鐵球（ ） A在空中任何時刻總排成拋物線，它們的落地點是等間距的 B在空中任何時刻總排成拋物線，它們的落地點是 不 等間距的 C在空中的任何時刻總在飛機的正下方 排成豎直的直線，它們的落地點是等間距的 D在空中的任何時刻總在飛機的正下方排成豎直的直線，它們的落地點是不等間距的 師生評析之后，利用多媒體動畫展示，學生觀察強化感性認識。 3、某同學根據(jù)平拋運動原理設計粗測玩具手槍彈丸的發(fā)射速度的實驗方案： （ 1）實驗中需要的測量器材是 ； （ 2）用玩具手槍發(fā)射彈丸時應注意 ； （ 3）實驗中需要測量的量是 ； （ 4）彈丸的發(fā)射速度的表達式是 。 課后 作業(yè) 1、 某同學設計了一個探究平拋運動特點的實驗裝置。在水平桌面上放置一個斜面，每次都讓鋼球從斜面上同一位置滾下，滾過桌邊后鋼球便做平拋運動。在鋼球拋出后經過的地方水平放置一塊木板（還有一個用來調節(jié)木板高度的支架），木板上放一張 白紙，白紙上有復寫紙，這樣便能記錄鋼球在白紙上的落點。桌子邊緣鋼球經過的地方掛一條重垂線。已知平拋運動的豎直分運動是自由落體運