人教版高中物理必修2《探究平拋運(yùn)動的規(guī)律》的教學(xué)設(shè)計

1、人教版高中物理必修2探究平拋運(yùn)動的規(guī)律的教學(xué)設(shè)計一、設(shè)計思想1設(shè)計思想：本節(jié)課的教學(xué)力求貫徹新課程體驗，采用探究式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究形成對拋體運(yùn)動的認(rèn)識；讓學(xué)生在獲得知識的同時，體驗科學(xué)探究過程，了解科學(xué)研究方法，發(fā)展探索自然的興趣與熱情，培養(yǎng)實驗探究能力和交流協(xié)作能力。2理論依據(jù)：探究教學(xué)理論、物理課程標(biāo)準(zhǔn)中的課程基本理念和科學(xué)探究及物理實驗?zāi)芰σ蟆?設(shè)計特色：本節(jié)課是以實驗設(shè)計和實驗操作為主的探究教學(xué)，它改變了幾個傳統(tǒng)實驗的教學(xué)功能。二、教材分析1本節(jié)內(nèi)容是通過實驗探究平拋運(yùn)動的規(guī)律，它既是前一節(jié)運(yùn)動的合成與分解方法的具體實踐應(yīng)用，也是后一節(jié)拋體運(yùn)動的規(guī)律得出的前提，更是學(xué)生自主

2、設(shè)計、探索的好素材，在本章中有著重要的地位。2課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生會用合成與分解的方法分析拋體運(yùn)動；能分別以物體在水平方向和豎起方向的位移為橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，描繪做拋體運(yùn)動的物體的軌跡。學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見要求學(xué)生知道平拋運(yùn)動的受力特點；知道用實驗方法得到平拋運(yùn)動軌跡的方法；理解確定平拋運(yùn)動在水平方向做勻速直線運(yùn)動、豎直方向做自由落體運(yùn)動所用的方法；知道水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動的獨(dú)立性和同時性；體會研究曲線運(yùn)動的基本方法。3平拋運(yùn)動知識在初中不曾出現(xiàn)過。三、學(xué)情分析1通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道了合運(yùn)動、分運(yùn)動以及運(yùn)動的合成與分解所遵循的規(guī)律；知道了運(yùn)動的合成與分解是處理曲線運(yùn)動的

3、基本方法；通過一個多學(xué)期的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備了初步的實驗設(shè)計能力和實驗操作能力；已經(jīng)能用數(shù)碼相機(jī)來研究物體的運(yùn)動。2學(xué)生可能遇到的困難：設(shè)計不出驗證平拋運(yùn)動在豎直方向是自由落體運(yùn)動的實驗裝置。3學(xué)生在學(xué)習(xí)中可能會采取的學(xué)習(xí)策略：分組討論，向教師尋求幫助，實驗探索，總結(jié)反思等。四、教學(xué)目標(biāo)1知識與技能目標(biāo)（1）知道什么是平拋運(yùn)動；（2）知道平拋運(yùn)動的受力特點；（3）理解平拋運(yùn)動在水平方向做勻速直線運(yùn)動和在豎直方向做自由落體運(yùn)動；（4）知道用描點的方法得到平拋運(yùn)動軌跡；（5）會用數(shù)碼相機(jī)來研究物體的運(yùn)動；（6）知道利用平拋運(yùn)動軌跡來分析平拋運(yùn)動規(guī)律的方法。2過程與方法目標(biāo)（1）通過設(shè)計驗證拋運(yùn)動在

4、水平方向做勻速直線運(yùn)動和在豎直方向做自由落體運(yùn)動的實驗，培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力；（2）通過對平拋軌跡的分析，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析與處理能力；（3）經(jīng)歷實驗探究過程，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，讓學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)探究的意義；（4）通過分組實驗培養(yǎng)學(xué)生的交流、合作能力。3情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)（1）通過展示自然、生活和生產(chǎn)中平拋運(yùn)動的例子，使學(xué)生認(rèn)識到平拋運(yùn)動的普遍性，同時認(rèn)識到物理知識的社會價值；（2）通過實驗設(shè)計探究，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計探究興趣與熱情；體驗到探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅；培養(yǎng)學(xué)生主動與他人合作的精神。五、教學(xué)重點和教學(xué)難點1教學(xué)重點：平拋運(yùn)動在水平方向是勻速直線運(yùn)動和在豎直方向是自由落體運(yùn)動。 2教學(xué)難點：平拋

5、運(yùn)動在水平方向是勻速直線運(yùn)動和在豎直方向是自由落體運(yùn)動的實驗探索過程。六、教學(xué)方法和教學(xué)手段1教學(xué)方法：運(yùn)用物理“科學(xué)探究”教學(xué)模式實施教學(xué)。2教學(xué)手段：實驗、多媒體輔助。七、課前準(zhǔn)備1學(xué)生復(fù)習(xí)力的合成與分解知識；2教師準(zhǔn)備好實驗器材和多媒體課件；3教學(xué)環(huán)境：多媒體實驗室，將準(zhǔn)備好的實驗器材置于學(xué)生看不到的地方。4教學(xué)用具：平拋運(yùn)動和自由落體運(yùn)動對比演示儀一套，平拋運(yùn)動描軌跡演示儀、平拋運(yùn)動水流演示儀和平拋運(yùn)動數(shù)碼拍攝儀器各四套；多媒體課件。八、教學(xué)過程1結(jié)合生活、生產(chǎn)實際，引入新課（1）通過視頻、圖片展示生活、生產(chǎn)中的拋體現(xiàn)象，展示拋體現(xiàn)象的普遍性。視頻：飛機(jī)投彈，運(yùn)動員推鉛球圖片：農(nóng)民拋秧

6、苗（2）利用對比實驗，結(jié)合物理學(xué)的研究方法，揭示平拋運(yùn)動的特點對比實驗 一只手一起拋出的兩個金屬球運(yùn)動情況基體本相同；一只手一起拋出一個金屬球和一個松軟的紙團(tuán)，它們的運(yùn)動情況差異很大。提出問題 造成兩次實驗差異的原因是什么？即為什么第二次實驗的紙團(tuán)為什么比金屬球拋得近多了？分析原因 空氣阻力對紙團(tuán)的影響大。歸納總結(jié) 空氣阻力使拋體運(yùn)動變得復(fù)雜，根據(jù)從簡單到復(fù)雜的原則，我們先研究最簡單的情況：將物體水平拋出，物體只在重力作用下的運(yùn)動，即平拋運(yùn)動。2運(yùn)用“科學(xué)探究”教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生探究平拋運(yùn)動規(guī)律（1）分析討論，確定研究方法師生對話 和直線運(yùn)動相比，平拋運(yùn)動顯然要復(fù)雜得多，怎樣才能將復(fù)雜的運(yùn)動化

7、簡為簡單的運(yùn)動進(jìn)行研究？根據(jù)上一節(jié)的知識，可以將曲線運(yùn)動分解為兩個直線運(yùn)動。那么如何來分解平拋運(yùn)動比較好？因為小球受的力在豎直方向，初速度又是在水平方向，所以將平拋運(yùn)動分解到水平方向和豎直方向比較好。（2）探究平拋運(yùn)動在豎直方向的運(yùn)動規(guī)律提出問題 如果將平拋運(yùn)動視為水平方向的運(yùn)動和豎直方向的運(yùn)動的合運(yùn)動，那么，平拋運(yùn)動在豎直方向應(yīng)是什么運(yùn)動？ 分析猜想 豎直方向受重力作用，應(yīng)是自由落體運(yùn)動。實驗論證 說明：教師提出這個問題，是充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，引導(dǎo)研究方向，掌控教學(xué)進(jìn)程，有利于課堂探究教學(xué)的順利開展。引導(dǎo)性提問：能否設(shè)計對比實驗來驗證猜想？分析討論：讓兩個物體同時開始運(yùn)動，一個做自由落體

8、運(yùn)動，一個做平拋運(yùn)動，看它們是否同時著地；同時落地則證實猜想。說明：因為學(xué)生是首次碰到類似問題，要設(shè)計出兩物體同時開始平拋運(yùn)動和自由落體運(yùn)動是有難度的，所以要進(jìn)行針對性強(qiáng)的引導(dǎo)，給定器材的實驗設(shè)計方向明確，可以降低難度。啟發(fā)性問題：實驗的關(guān)鍵是要解決兩物體同時開始平拋運(yùn)動和自由落體運(yùn)動。能否利用如圖所示彈性金屬片，加上其他裝置，實現(xiàn)一個動作同時控制兩個小球的運(yùn)動？實驗設(shè)計：（學(xué)生提出、交流方案；集體討論、修改完善，確定最佳設(shè)計；與現(xiàn)成儀器對比，借鑒優(yōu)良設(shè)計。）實驗操作：學(xué)生代表利用平拋運(yùn)動和自由落體運(yùn)動對比演示儀驗證猜想，如右圖所示。生成性問題：如何判斷兩個小球是否同時落地？分析討論：看；利用

9、數(shù)碼相機(jī)拍頻閃照片；聽。課堂上聽的方式最簡單易行，所以用聽的方式。實驗操作：一位同學(xué)演示，全體同學(xué)聽。說明：在驗證平拋運(yùn)動在豎直方向是自由落體運(yùn)動的教學(xué)過程中，讓學(xué)生參與儀器的設(shè)計探究過程，激發(fā)了學(xué)生實驗探究的動機(jī)和創(chuàng)造性思維的火花，培養(yǎng)了學(xué)生的設(shè)計探究能力和創(chuàng)新能力。探究結(jié)論 平拋運(yùn)動在豎直方向應(yīng)是自由落體運(yùn)動。（3）探究平拋運(yùn)動在水平方向的運(yùn)動規(guī)律提出問題 平拋運(yùn)動在水平方向應(yīng)是什么運(yùn)動？分析猜想 水平方向不受力，應(yīng)是勻速直線運(yùn)動。實驗驗證討論研究方向：可以通過對比實驗或定量測量實驗進(jìn)行驗證。對比實驗，即是讓兩個小球球同時以相同的速度開始運(yùn)動，一個平拋，一個在水平面上勻速運(yùn)動，看相同的時間

10、內(nèi)，水平方向位移是否相等；相同則證實猜想。定量測量實驗，測出做平拋運(yùn)動的物體在幾段相等時間內(nèi)的水平位移；依據(jù)水平位移是否相等來判斷猜想是否正確。生成問題：實驗中物體平拋運(yùn)動時間很短，如何測時間和水平位移？說明：在討論過程教師通過提問方式引導(dǎo)教學(xué)進(jìn)程，學(xué)生則通過思考、發(fā)表見解來發(fā)揮其主體作用。分析討論：要充分利用它在豎直方向是自由落體運(yùn)動的特點。設(shè)法通過實驗得到平拋運(yùn)動的軌跡；在平拋運(yùn)動的軌跡利用自由落體規(guī)律找到每隔相等時間物體所達(dá)到的位置。測量出兩相鄰位置間的水平位移，看這些位移是否相等。選擇實驗器材，設(shè)計實驗方案用幻燈展出可供選擇的實驗器材：.用以下器材設(shè)計一個對比實驗：兩個完全相同的斜槽，

11、一要規(guī)格相同的水平槽，兩個小球，兩個電磁鐵（含導(dǎo)線和電源）；.用以下器材設(shè)計一個或多個實驗來得到平拋運(yùn)動的軌跡：斜面小槽，小鋼球，粘了方格紙的木板，鉛筆，數(shù)碼照相機(jī)，帶水平噴嘴的瓶子，玻璃板。實驗設(shè)計：給出足夠的時間，分小組設(shè)計。交流設(shè)計方案：設(shè)計同學(xué)介紹方案，其他同學(xué)進(jìn)行質(zhì)疑或提出改進(jìn)建議。方案一：對比實驗，將兩個斜槽水平對齊，上下放置，如圖所示，用電磁鐵控制兩個小球同時開始運(yùn)動，它們以相同大小的速度同時離開斜槽，上面的小球做平拋運(yùn)動，下面的小球在水平軌道上做勻速直線運(yùn)動，若它們在水平軌道上相碰，則驗證猜想。方案二：讓小球從斜槽上滑下，從末端水平拋出，用數(shù)碼相機(jī)拍頻閃照片。用頻閃照片記錄了小

12、球所經(jīng)過的多個位置，連起來就得到小球做平拋運(yùn)動的軌跡。建議：在平軌跡后方應(yīng)加一個方格背景，如圖所示。方案三：讓水平噴出的細(xì)水流來顯示平拋的運(yùn)動軌跡，在水流后面豎直放置一塊玻璃板，用彩筆描出水流的軌跡。方案四：讓小球每次從斜槽上同一高度滑下，從末端水平拋出，用鉛筆描出小球經(jīng)過的位置，通過多次實驗，在豎直的背景方格紙上記錄了小球所經(jīng)過的多個位置，連起來就得到小球做平拋運(yùn)動的軌跡。如圖所示。說明：給定儀器的目的是為了設(shè)計方向更加明確，降低難度；前三種方案是學(xué)生容易想到的，第四種方案受數(shù)碼相機(jī)影響不易想到；因為方案四可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能，所以可以由教師引導(dǎo)學(xué)生提出。學(xué)生可能還有其他方案，教師可

13、以和學(xué)生一起進(jìn)行分析評價。分組實驗將學(xué)生分成功12組，每種方案都安排三個小組進(jìn)行實驗，拿出事先準(zhǔn)備好的儀器，學(xué)生進(jìn)行實驗。實驗主要器材如下。說明：教師事先準(zhǔn)備好十二組實驗，可以提高課堂效率。對于學(xué)生提出的新方案，可以安排學(xué)生課后進(jìn)行操作。數(shù)據(jù)處理：描軌跡的如何確定時間？如何判斷水平方向是否是勻速運(yùn)動？在平拋運(yùn)動的軌跡上，取縱坐標(biāo)為h，4h，9h的點，由于豎直方向是自由落體運(yùn)動，則從拋出點到這幾點所用的時間應(yīng)分別為t，2t，3t；如果水平方向是勻速運(yùn)動，則則從拋出點到這幾點的水平位移應(yīng)分別是x，2x，3x。如下圖所示。數(shù)碼相機(jī)拍照的則直接根據(jù)頻閃間隔相等確定時間。交流評價說明：學(xué)生常出現(xiàn)的問題是

14、背景板放置不夠豎直；槽口末端沒調(diào)水平；沒有確定好拋出點；沒有及時確定y軸等。實驗操作前沒有提醒學(xué)生，目的是增強(qiáng)學(xué)生的體驗，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力。出現(xiàn)失誤的同學(xué)可以課后再做。每種方案請一個小組匯報實驗情況，另外兩個小組可進(jìn)行補(bǔ)充。分析誤差原因。探究結(jié)論 平拋運(yùn)動在水平方向是勻速直線運(yùn)動。3小結(jié)提高在日常生活中觀察現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題，則用實驗的方法進(jìn)行研究，是物理學(xué)研究中常經(jīng)歷的過程。今天我們再一次體驗從問題開始，經(jīng)歷假設(shè)猜想、設(shè)計論證方案、實驗探索，到發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程。在這過程中，我們不僅研究出了平拋物體的運(yùn)動規(guī)律，而且我們體驗到了對比實驗的簡便快捷，并再次運(yùn)用“留跡法”和“連續(xù)體法”將瞬間的運(yùn)動化為

15、永恒。九、知識結(jié)構(gòu)與板書設(shè)計6.3探究平拋運(yùn)動的規(guī)律一、拋體運(yùn)動 1、拋體運(yùn)動定義 2、平拋運(yùn)動二、探究平拋運(yùn)動的規(guī)律 1、豎直方向的運(yùn)動規(guī)律 2、水平方向的運(yùn)動規(guī)律探究問題：豎直方向的運(yùn)動規(guī)律是什么？ 水平方向的運(yùn)動規(guī)律是什么？猜想假設(shè)：豎直方向是自由落體運(yùn)動。 水平方向是勻速直線運(yùn)動。實驗驗證：方案：對比實驗 對比實驗和三種描軌跡方案操作： （小組實驗）數(shù)據(jù)分析：聽落地聲音 利用豎直方向是自由落體運(yùn)動確定時間探究結(jié)論：豎直方向是自由落體運(yùn)動 水平方向是勻速直線運(yùn)動。十、作業(yè)設(shè)計本題的目的：改變數(shù)據(jù)條件（拋出點未知）來培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理方法，深化學(xué)生對描軌跡法研究平拋運(yùn)動的方法的理解。1研究

16、平拋運(yùn)動的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長l=1.25cm，若小球在平拋運(yùn)動途中的幾個位置如圖a、b、c、d所示，如果小球在在豎直方向應(yīng)是自由落體運(yùn)動，在水平方向是勻速直線運(yùn)動；則小球平拋的初速度的計算式為v0=_(用l、g表示)，其值是_ (取g=9.8m/s2)2某同學(xué)設(shè)計了一個研究平拋運(yùn)動的實驗。實驗裝置示意圖如左圖所示，a是一塊平面木板，在其上等間隔地開鑿出一組平行的插槽（左圖中、），槽間距離均為。把覆蓋復(fù)寫紙的白紙鋪貼在硬板b上。實驗時依次將b板插入a板的各插槽中，每次讓小球從斜軌的一同位置由靜止釋放。每打完一點后，把b板插入后一槽中并同時向紙面內(nèi)側(cè)平移距離。實驗得到小球在白紙上打下的若干痕跡點，如右圖所示。（1）實驗前應(yīng)對實驗裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到_。每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了_。