《探究平拋物體的運動》教學設計

1、?探究平拋物體的運動?教學設計一、教學概述 本節(jié)為高中新課程物理必修和中五節(jié)探究課的第五節(jié) ,需要探究內容多方法較全面 ,結合了理論推理和實驗證實雙方面。是在學生學習了直線運動規(guī)律、牛頓運動規(guī)律和運動合成與分解之后的具體應用實例 ,也是這些知識的遷移和綜合應用。 本節(jié)內容重點應落實在“探究上而不是“規(guī)律上 ,課堂教學過程以探究為主要線索。讓學生體驗掌握化曲為直 ,化繁為簡處理曲線運動的根本方法。 探索規(guī)律總是從問題入手 ,建立模型、大膽猜測、實驗驗證、得出總結規(guī)律的過程。通過本節(jié)探究不僅掌握了處理平拋運動的方法 ,同時也是處理其他曲線運動和處理未知問題的一般思路和方法。 物理概念和物理規(guī)律的形

2、成是由現(xiàn)象到本質的過程 ,對它們的理解和掌握不可能一蹴而就 ,怎樣才能夠讓學生不是機械化的記住 ,而是真正理解其實質所在 ,將是這節(jié)課要突破的難點。因此采用實驗探究的方法 ,讓學生先通過理論分析和猜測 ,再通過設計實驗方案和細致的實驗及仔細的觀察 ,采用比照平拋運動和自由落體運動找到豎直方向為自由落體運動。通過對運動軌跡分析 ,歸納得到平拋運動水平方向為勻速運動。由于實驗包含的規(guī)律往往隱藏在較深的層次 ,需要學生去挖掘 ,因此這一局部的自主探究活動可以讓學生親自感受到實驗探究問題的過程 ,正是對學生觀察、分析、歸納等各項綜合素質和能力的培養(yǎng)。 自主探究以學生為主體 ,課堂探究教師要配合學生活動

3、并給予指導 ,在描繪平拋運動軌跡時方法很多：水平噴出恒定的水流、平拋演示儀演示、火花描繪跡、頻閃照相、數(shù)碼照相和數(shù)碼攝相等 ,教師可以采用追問并予以指導使設計方案逐步完善。 二、教學目標 1.知識與技能 (1)研究和探索平拋運動及兩個分運動的性質的過程。分解成哪兩個方向的運動 ,兩個方向是怎樣來確定。 (2)引導學生探索如何用實驗來驗證平拋運動是由水平和豎直方向的兩個分運動合成的。 2.過程與方法 (1)使學生掌握正確探究平拋運動體驗科學研究的方法。 (2)但凡合外力為恒力 ,且初速度與合力垂直的運動 ,稱為類平拋運動 ,都遵循與平拋運動相類似的規(guī)律。處理平拋運動的方法是解決曲線運動的一般方法

4、。 3.情感、態(tài)度、價值觀 (1)在物理教學中使學生受到相信科學、熱愛科學的教育。 (2)培養(yǎng)學生學習科學的興趣及實事求是的科學態(tài)度。 (3)激發(fā)學生積極的學習興趣和勇于探索的精神。 三、學習者特征分析 本節(jié)課的學習者特征分析主要是根據(jù)教師平時對學生的了解而做出的： (1)學生為高一的孩子 ,好奇心強 ,具有較強的探究欲望. (2)學生有過較多的小組合作經驗。 (3)學生已經學過牛頓第二定律和牛頓第三定律。 四、教學策略的選擇與設計 (1)探究引導策略：探討式學習;教師啟發(fā)引導。 (2)自主合作探究式學習策略：建立小組討論、交流、合作的課堂氣氛。 (3)、情景創(chuàng)設策略：運用生活中與教學內容相關

5、的情景 ,設計問題 ,設計物理實驗 ,組織教學內容 ,提出有啟發(fā)性的引申問題 ,激發(fā)學生的學習興趣 ,積極地參與到實驗驗證、實驗猜測、探究規(guī)律的學習當中。 五、教學資源 (1)人教版新課標教材高中物理必修二。 (2)相關實驗器材 ,如平拋與自由落體實驗器、數(shù)碼相機、塑料瓶、直角彎管 ,直管道等。 (3)專門為本課設計的多媒體課件。 (4)多媒體網絡教室。 六、教學過程 1.復習提問引入： A.到今天為止我們掌握并會處理的運動形式有那些? 勻速直線運動和勻變速直線運動 B.要使物體作勻速直線運動或勻變速直線運動應具備什么條件? C.如果物體運動過程中受到的合外力不為零且與速度方向不在同一條直線上

6、物體將做什么運動? D.如何處理曲線運動。 將復雜的運動分解為簡單的運動來處理 E、分運動與合運動具有什么特性? 等時性 ,分運動有獨立性互不干擾。 引入新課： 今天我們就用前面學習過的知識來處理一種具體的曲線運動。 2.問題驅動 問題：在一次模擬救援活動中 ,水平飛行的飛機要將物資準確投放到A點 ,飛機應在何處投放? 先看大致位置在A點左側。 為什么要在左側投放呢?讓我們來看看被投放的物資在空中運動的軌跡。 模擬運動：水平扔出粉筆頭 大屏幕展示被空投的物資在空中的運動。 3.建立模型 提問：它為什么在空中運動的軌跡是曲線? 引導學生注意曲線運動的條件 提問：被投放的物資在空中受到那些力的作用

7、? 重力和空氣阻力 物理學研究問題總是先簡單后復雜 ,忽略次要因素 ,突出主要因素 ,對于空中運動的物資由于空氣阻力的影響較小 ,我們忽略不計。 物體具有水平初速度并只受到重力作用的這種運動稱為平拋運動。 平拋運動的條件：(1)物體具有水平方向的初速度;(2)運動過程中只受重力作用。 在生產生活中有很多運動可以看作平拋運動。引導學生利用已有日常生活知識尋找相似實例 ,感知學習目標。 教師利用大屏幕展示一些平拋運動的實例 ,創(chuàng)設情境 ,激發(fā)學生興趣 ,讓學生意識到研究平拋運動的必要性。 對于這樣的曲線運動我們如何來處理?我們總是根據(jù)去推知未知 ,到今天為止我們學過勻速直線運動和勻變速直線運動 ,

8、我們能不能把平拋運動簡化為前面所學過的運動來處理。 4.大膽假設 啟發(fā)學生根據(jù)題設條件大膽猜測平拋運動為： 引導學生猜測分解到什么方向比擬容易處理。 平拋運動由于水平方向不受外力作用 ,豎直方向又只有重力作用。 水平方向：勻速直線運動 豎直方向：自由落體運動 (該局部內容根據(jù)學生反映可以逐步引導) 5.實驗探究 (1)定性比擬 平拋運動看成水平方向的勻速運動和豎直方向的自由落體運動同時驗證比擬困難。能否可以用分步驗證?怎樣驗證比擬方便? 引導學生聯(lián)想到容易找到的比擬方法： 實驗一：演示平拋運動物體與自由落體運動的小球同時落地 介紹并演示實驗 ,得到在同一高度做自由落體和平拋運動的小球同時落地。

9、 思考：它們在空中是否始終在同一高度?如何去驗證? 改變兩個小球開始運動的高度和平拋的初速度 ,發(fā)現(xiàn)它們始終同時落地。 結論：平拋運動的小球和自由落體運動的小球始終同時落地 ,即：平拋運動可以看成是豎直方向的自由落體運動 如何尋找平拋運動的水平運動是勻速直線運動的證據(jù)? 引導學生認識尋找平拋運動軌跡的必要性。 學生討論得到平拋運動軌跡的方法。 總結學生得到的分析方法 ,介紹學生探究實驗。 (2)定量探究 實驗二：學生實驗 ,通過描跡法 ,描繪出平拋運動的軌跡。 根據(jù)學生提出方案介紹學生探究實驗 學生探究 ,尋找平拋運動軌跡。 通過學生描繪的平拋運動軌跡引導學生通過豎直運動來尋找相等時間。 根據(jù)

10、豎直方向是自由落體運動由于h=gt2/2那么在時間t ,2t ,3t內下落的高度分別為h ,4h ,9h ,比擬下落h ,4h ,9h時所對應的水平距離。如果水平方向是勻速運動 ,問它們之間滿足什么關系? 學生活動：研究平拋水平方向的運動是不是勻速運動。 提出問題：本實驗要經過屢次實驗才能描繪出平拋運動軌跡 ,能不能尋找更簡捷的方法來描繪平拋運動軌跡? 學生匯報實驗結果 實驗三：展示恒定的水平的水流 提出問題：如果既能顯示軌跡又能記錄它運動的時間是不是更方便。 由學生提出的方案可能還有： a.頻閃照相 ,每隔相等時間暴光一次?？梢悦扛粝嗟葧r間記錄一次位置。 b.數(shù)碼相機或者數(shù)碼攝相機的可以記錄

11、出平拋運動軌跡。 實驗三：火花描跡儀描繪平拋運動軌跡并通過大屏幕展示平拋運動軌跡。 ABmm B-Cmm C-Dmm D-Emm x y =yn-yn-1 通過打在坐標紙上的平拋運動軌跡測量平拋運動相鄰的兩點的水平距離 ,通過對水平距離的分析得到平拋運動在水平方向是勻速直線運動。 提問：我們如何來通過對平拋運動軌跡的分析判斷平拋運動在豎直方向是自由落體運動? 測量平拋運動豎直方向上相鄰的兩點的豎直距離并計算出相鄰的兩點之間的距離差 ,判斷出是勻變速運動并通過 y=aT2計算出豎直方向的加速度 ,得到平拋運動在豎直方向上可以看成是自由落體運動。 實驗結論： 平拋運動的物體可以看成是豎直方向的自由落體運動和水平方向的勻速運動。 例題分析： 例題：射擊運發(fā)動將箭水平正對靶心 ,箭離弦后能否射中靶心? 思考：射擊運發(fā)動正對了靶心 ,在箭離弦的同時靶開始下落 ,問箭能否射中靶心? 插入子彈打擊模型人實驗錄象親身體驗 6.解決問題： 例題2：一架飛機在h=2019m的高空以v=200m/s的速度水平飛行 ,為使飛機投放物資到地面上指定地點A ,那么飛機應在距指定地點多遠的地方開始釋放物體?g=10m/s2 實驗演示 課后作業(yè)： 思考：如果物體被拋出時速度方向沿與水平方