物理必修ⅱ人教新課標(biāo)5.3平拋物體的運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)

1、探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律教學(xué)設(shè)計(jì)山東省臨沂第三中學(xué)李尊田一、設(shè)計(jì)思想 1設(shè)計(jì)思想：本節(jié)課的教學(xué)力求貫徹新課程體驗(yàn)，采用探究式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究形成對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)；讓學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)，體驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ蟆?#160;3設(shè)計(jì)特色：本節(jié)課是以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作為主的探究教學(xué)，它改變了幾個(gè)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能。 二、教材分析 1本節(jié)內(nèi)容是通過實(shí)驗(yàn)探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，它既是前一節(jié)運(yùn)動(dòng)的合成與分解方法的

2、具體實(shí)踐應(yīng)用，也是后一節(jié)拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得出的前提，更是學(xué)生自主設(shè)計(jì)、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(huì)用合成與分解的方法分析拋體運(yùn)動(dòng)；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(dòng)的物體的軌跡。要求學(xué)生知道平拋運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)；知道用實(shí)驗(yàn)方法得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法；理解確定平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)、豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)所用的方法；知道水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性和同時(shí)性；體會(huì)研究曲線運(yùn)動(dòng)的基本方法。 3平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)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

3、經(jīng)知道了合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)以及運(yùn)動(dòng)的合成與分解所遵循的規(guī)律；知道了運(yùn)動(dòng)的合成與分解是處理曲線運(yùn)動(dòng)的基本方法；通過一個(gè)多學(xué)期的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備了初步的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和實(shí)驗(yàn)操作能力；已經(jīng)能用數(shù)碼相機(jī)來(lái)研究物體的運(yùn)動(dòng)。 2學(xué)生可能遇到的困難：設(shè)計(jì)不出驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置。 3學(xué)生在學(xué)習(xí)中可能會(huì)采取的學(xué)習(xí)策略：分組討論，向教師尋求幫助，實(shí)驗(yàn)探索，總結(jié)反思等。 四、教學(xué)目標(biāo) 1知識(shí)與技能目標(biāo) （1）知道什么是平拋運(yùn)動(dòng)； （2）知道平拋運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)； （3）理解平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)和在豎直方向做自由落

4、體運(yùn)動(dòng)； （4）知道用描點(diǎn)的方法得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡； （5）會(huì)用數(shù)碼相機(jī)來(lái)研究物體的運(yùn)動(dòng)； （6）知道利用平拋運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)分析平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方法。 2過程與方法目標(biāo) （1）通過設(shè)計(jì)驗(yàn)證拋運(yùn)動(dòng)在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)和在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力； （2）通過對(duì)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(shí)驗(yàn)探究過程，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)探究的意義； （4）通過分組實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的交流、合作能力。 3情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo) （1）通過展示自然、生活和生產(chǎn)中平拋運(yùn)

5、動(dòng)的例子，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到平拋運(yùn)動(dòng)的普遍性，同時(shí)認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)的社會(huì)價(jià)值； （2）通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)探究興趣與熱情；體驗(yàn)到探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅；培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)與他人合作的精神。 五、教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn) 1教學(xué)重點(diǎn)：平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)和在豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)。  2教學(xué)難點(diǎn)：平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)和在豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)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(shí)施教學(xué)。 2教學(xué)手段：實(shí)驗(yàn)、多媒體輔助。 七、課前準(zhǔn)備 1學(xué)生復(fù)習(xí)

6、力的合成與分解知識(shí)。 2教師準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材和多媒體課件。 3教學(xué)環(huán)境：多媒體實(shí)驗(yàn)室，將準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)器材置于學(xué)生看不到的地方。 4教學(xué)用具：平拋運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)對(duì)比演示儀一套，平拋運(yùn)動(dòng)描軌跡演示儀、平拋運(yùn)動(dòng)水流演示儀和平拋運(yùn)動(dòng)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(shí)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(dòng)員推鉛球 圖片：農(nóng)民拋秧苗 （2）利用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)合物理學(xué)的研究方法，揭示平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 對(duì)比實(shí)驗(yàn)一只

7、手一起拋出的兩個(gè)金屬球運(yùn)動(dòng)情況基體本相同；一只手一起拋出一個(gè)金屬球和一個(gè)松軟的紙團(tuán)，它們的運(yùn)動(dòng)情況差異很大。 提出問題造成兩次實(shí)驗(yàn)差異的原因是什么？即為什么第二次實(shí)驗(yàn)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(duì)紙團(tuán)的影響大。 歸納總結(jié)空氣阻力使拋體運(yùn)動(dòng)變得復(fù)雜，根據(jù)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的原則，我們先研究最簡(jiǎn)單的情況：將物體水平拋出，物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)，即平拋運(yùn)動(dòng)。 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(dòng)規(guī)律 （1）分析討論，確定研究方法 師生對(duì)話和直線運(yùn)動(dòng)相比，平拋運(yùn)動(dòng)顯然要復(fù)雜得多，怎樣才能將復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)化簡(jiǎn)為簡(jiǎn)單的運(yùn)

8、動(dòng)進(jìn)行研究？根據(jù)上一節(jié)的知識(shí)，可以將曲線運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)。那么如何來(lái)分解平拋運(yùn)動(dòng)比較好？因?yàn)樾∏蚴艿牧υ谪Q直方向，初速度又是在水平方向，所以將平拋運(yùn)動(dòng)分解到水平方向和豎直方向比較好。 （2）探究平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 提出問題如果將平拋運(yùn)動(dòng)視為水平方向的運(yùn)動(dòng)和豎直方向的運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，那么，平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向應(yīng)是什么運(yùn)動(dòng)？ 分析猜想 豎直方向受重力作用，應(yīng)是自由落體運(yùn)動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)論證  引導(dǎo)性提問：能否設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證猜想？ 說明：教師提出這個(gè)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

9、利開展。  分析討論：讓兩個(gè)物體同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，一個(gè)做自由落體運(yùn)動(dòng)，一個(gè)做平拋運(yùn)動(dòng)，看它們是否同時(shí)著地；同時(shí)落地則證實(shí)猜想。 啟發(fā)性問題：實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是要解決兩物體同時(shí)開始平拋運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)。能否利用如圖所示彈性金屬片，加上其他裝置，實(shí)現(xiàn)一個(gè)動(dòng)作同時(shí)控制兩個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)？說明：因?yàn)閷W(xué)生是首次碰到類似問題，要設(shè)計(jì)出兩物體同時(shí)開始平拋運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)是有難度的，所以要進(jìn)行針對(duì)性強(qiáng)的引導(dǎo)，給定器材的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方向明確，可以降低難度。  實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：（學(xué)生提出、交流方案；集體討論、修改完善，確定最佳設(shè)計(jì)；與現(xiàn)成儀器對(duì)比，借鑒優(yōu)良設(shè)計(jì)。） 實(shí)驗(yàn)操作

10、：學(xué)生代表利用平拋運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)對(duì)比演示儀驗(yàn)證猜想，如圖所示。  生成性問題：如何判斷兩個(gè)小球是否同時(shí)落地？ 分析討論：看；利用數(shù)碼相機(jī)拍頻閃照片；聽。課堂上聽的方式最簡(jiǎn)單易行，所以用聽的方式。 實(shí)驗(yàn)操作：一位同學(xué)演示，全體同學(xué)聽。 說明：在驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)的教學(xué)過程中，讓學(xué)生參與儀器的設(shè)計(jì)探究過程，激發(fā)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的動(dòng)機(jī)和創(chuàng)造性思維的火花，培養(yǎng)了學(xué)生的設(shè)計(jì)探究能力和創(chuàng)新能力。  探究結(jié)論平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向應(yīng)是自由落體運(yùn)動(dòng)。 （3）探究平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 提出問題 平拋

11、運(yùn)動(dòng)在水平方向應(yīng)是什么運(yùn)動(dòng)？ 分析猜想 水平方向不受力，應(yīng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 討論研究方向：可以通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)或定量測(cè)量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。 對(duì)比實(shí)驗(yàn)，即是讓兩個(gè)小球同時(shí)以相同的速度開始運(yùn)動(dòng)，一個(gè)平拋，一個(gè)在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)，看相同的時(shí)間內(nèi)，水平方向位移是否相等；相同則證實(shí)猜想。 定量測(cè)量實(shí)驗(yàn)，測(cè)出做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在幾段相等時(shí)間內(nèi)的水平位移；依據(jù)水平位移是否相等來(lái)判斷猜想是否正確。 生成問題：實(shí)驗(yàn)中物體平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間很短，如何測(cè)時(shí)間和水平位移？ 分析討論：要充分利用它在豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。設(shè)法通過實(shí)驗(yàn)得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌

12、跡；在平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡利用自由落體規(guī)律找到每隔相等時(shí)間物體所達(dá)到的位置。測(cè)量出兩相鄰位置間的水平位移，看這些位移是否相等。 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(lái)發(fā)揮其主體作用。  選擇實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 用幻燈展出可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材： 用以下器材設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)： 兩個(gè)完全相同的斜槽，一要規(guī)格相同的水平槽，兩個(gè)小球，兩個(gè)電磁鐵（含導(dǎo)線和電源）； 用以下器材設(shè)計(jì)一個(gè)或多個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)得到平拋運(yùn)動(dòng)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。&

13、#160;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：給出足夠的時(shí)間，分小組設(shè)計(jì)。 交流設(shè)計(jì)方案：設(shè)計(jì)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(duì)比實(shí)驗(yàn)，將兩個(gè)斜槽水平對(duì)齊，上下放置，如圖所示，用電磁鐵控制兩個(gè)小球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，它們以相同大小的速度同時(shí)離開斜槽，上面的小球做平拋運(yùn)動(dòng)，下面的小球在水平軌道上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若它們?cè)谒杰壍郎舷嗯?，則驗(yàn)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球所經(jīng)過的多個(gè)位置，連起來(lái)就得到小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。  建議：在平軌跡后方應(yīng)加一個(gè)方格背景，如圖所示。 

14、;方案三：讓水平噴出的細(xì)水流來(lái)顯示平拋的運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)，在豎直的背景方格紙上記錄了小球所經(jīng)過的多個(gè)位置，連起來(lái)就得到小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。如圖所示。 說明：給定儀器的目的是為了設(shè)計(jì)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?yàn)榉桨杆目梢院芎玫嘏囵B(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)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，教師可以和學(xué)生一起進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。  分組實(shí)驗(yàn)&#

15、160;將學(xué)生分成12組，每種方案都安排三個(gè)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，拿出事先準(zhǔn)備好的儀器，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)主要器材如下。 數(shù)據(jù)處理：描軌跡的如何確定時(shí)間？如何判斷水平方向是否是勻速運(yùn)動(dòng)？ 說明：教師事先準(zhǔn)備好十二組實(shí)驗(yàn)，可以提高課堂效率。對(duì)于學(xué)生提出的新方案，可以安排學(xué)生課后進(jìn)行操作。  在平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡上，取縱坐標(biāo)為h，4h，9h的點(diǎn)，由于豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)，則從拋出點(diǎn)到這幾點(diǎn)所用的時(shí)間應(yīng)分別為t，2t，3t；如果水平方向是勻速運(yùn)動(dòng)，則則從拋出點(diǎn)到這幾點(diǎn)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(shí)間。 

16、 交流評(píng)價(jià) 每種方案請(qǐng)一個(gè)小組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)情況，另外兩個(gè)小組可進(jìn)行補(bǔ)充。分析誤差原因。 說明：學(xué)生常出現(xiàn)的問題是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(diǎn)；沒有及時(shí)確定y軸等。實(shí)驗(yàn)操作前沒有提醒學(xué)生，目的是增強(qiáng)學(xué)生的體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。出現(xiàn)失誤的同學(xué)可以課后再做。  探究結(jié)論 平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)。 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(shí)驗(yàn)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?cè)僖淮误w驗(yàn)從問題開始，經(jīng)歷假設(shè)猜想、設(shè)計(jì)論證方案、實(shí)驗(yàn)探索，到發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程。在這過程中，我們不

17、僅研究出了平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且我們體驗(yàn)到了對(duì)比實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)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(dòng)化為永恒。 九、知識(shí)結(jié)構(gòu)與板書設(shè)計(jì)  十、作業(yè)設(shè)計(jì) 1研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)L=125cm，若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)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(dòng)，在水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)；則小球平拋的初速度的計(jì)算式為v0=_（用L、g表示），其值是_（取g=98m/s2） 本題的目的：改變數(shù)據(jù)條件（拋出點(diǎn)未知）來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理方法，深化學(xué)生對(duì)描軌跡法研究平拋運(yùn)動(dòng)的方法的理解。  2某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時(shí)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(diǎn)后，把B板插入后一槽中并同時(shí)向紙面內(nèi)側(cè)平移距離。實(shí)驗(yàn)得到小球在白紙上打下的若干痕跡點(diǎn)，如右圖所示。 &