對《拋體運動》教學(xué)的思考

1、.對拋體運動教學(xué)的思考雙流縣華陽中學(xué) 趙亮根據(jù)教學(xué)進(jìn)度安排，我們對物理必修2第一章拋體運動的教學(xué)已快結(jié)束。在章末復(fù)習(xí)訓(xùn)練之際，有必要對本章的教學(xué)作個回顧，以便查漏補缺，增強訓(xùn)練的針對性。本文就以下幾個方面談?wù)剛€人的理解、思考和體會，不妥不當(dāng)之處敬請各位專家和同行批評指正。一、對課標(biāo)的解讀：普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)共同必修模塊“物理2”的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)涉及本章內(nèi)容的條目1：“會用運動合成與分解的方法分析拋體運動”；條目4：“關(guān)注拋體運動（和圓周運動）的規(guī)律與日常生活的聯(lián)系”。這兩條在本章的教學(xué)要求是：學(xué)生知道什么是拋體運動，會用運動合成與分解的方法分析各類拋體運動規(guī)律，解決生產(chǎn)和生活中的問題。從物理必修2

2、第一章的編排體系看，以曲線運動為基礎(chǔ)，以運動的合成與分解為主線，以平拋運動為重點，以斜拋運動作收束。從課標(biāo)要求看，會用運動合成與分解的方法分析各類拋體運動規(guī)律，解決生產(chǎn)和生活中的問題。我個人覺得在平拋運動后應(yīng)安排一個課時適當(dāng)探究豎直上拋運動，以復(fù)習(xí)勻變速直線運動規(guī)律，為斜拋運動的教學(xué)做適當(dāng)?shù)匿亯|，更有利于學(xué)生對拋體運動有一個系統(tǒng)全面的認(rèn)識。教材選編斜拋運動的意圖，我個人認(rèn)為并不是增加學(xué)習(xí)內(nèi)容，也不是刻意要區(qū)分平拋和斜拋，而是以內(nèi)容學(xué)習(xí)為載體，來體驗過程，領(lǐng)悟方法。要求學(xué)生重點掌握研究這一類問題的科學(xué)方法。在平拋運動教學(xué)前，可以按人教社的物理必修2那樣，先簡介拋體，讓學(xué)生弄明白什么是拋體（質(zhì)點以

3、一定初速拋出，只在重力作用下的運動），有哪些類型（根據(jù)拋法可分為豎直上拋、下拋、平拋和斜拋運動），有何特點（初速不為零，只受重力作用），是何種性質(zhì)的運動（勻變速運動，由初速和重力的方向關(guān)系，其軌跡可直可曲）。在此基礎(chǔ)上研究平拋運動和斜拋運動，有利于學(xué)生知識體系的建構(gòu)，也有利于化解教學(xué)難點。（當(dāng)然，我們不希望教科版物理必修2教科書單獨安排一節(jié)豎直上拋運動來增加教學(xué)負(fù)擔(dān)，我們可以不一定全部按教材編排體系，根據(jù)學(xué)生的實際情況確定選什么教、怎么教最好，達(dá)到活化教材、重組教材甚至自主創(chuàng)新編教材。） 二、對本章教學(xué)重難點的理解：本章教學(xué)重點是讓學(xué)生學(xué)會運動的合成與分解方法，能應(yīng)用這種方法分析，研究拋體運動

4、，理解和掌握拋體運動的特點和規(guī)律；體驗化復(fù)雜為簡單，變曲為直研究問題的思維方式，以及運動合成與分解的合理性。學(xué)生已學(xué)過力的合成與分解，且數(shù)學(xué)已補上了矢量運算法則平行四邊形定則，為運動的合成與分解奠定了一定的知識基礎(chǔ)。在本章的教學(xué)中，應(yīng)圍繞這種方法的學(xué)習(xí)與應(yīng)用設(shè)計教學(xué)，有目的、有步驟滲透這種思想方法，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力。在探究學(xué)習(xí)平拋和斜拋運動的過程中，使認(rèn)識不斷升華，綜合素質(zhì)和能力逐步提高；在解決具體問題中讓學(xué)生真正理解矢量等效合成與分解這種方法的意義。在拋體運動的教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生注意運動條件。例如，做平拋運動的物體在運動過程中是受到空氣阻力的，但是在空氣阻力遠(yuǎn)小于物體重力時可以忽略空氣阻力

5、，認(rèn)為物體只受重力。像“自由落體運動”一樣，拋體運動也是一個理想化過程模型，這是物理學(xué)中常用的科學(xué)方法?？梢赃@樣設(shè)問：在空氣中將一個羽毛或紙飛機以初速度水平拋出去，羽毛或紙飛機的運動是平拋運動嗎？(顯然不是，因為不滿足 mg) 又問：如果讓羽毛和紙飛機也做平拋運動應(yīng)滿足什么條件？(在真空中) 這樣設(shè)問既可以鞏固對平拋運動條件的認(rèn)識，又可加深學(xué)生對理想化模型的理解。本章教學(xué)難點有：小船渡河的最短時間和最短位移問題；繩子繞固定滑輪拉車的速度分解；平拋運動的規(guī)律及其運用。對小船渡河問題，可采用動畫模擬相關(guān)情景，先指導(dǎo)學(xué)生弄清分運動與合運動的獨立性、等時性、等效性和同體性，再去研究最短時間問題；船速小

6、于水速時的最短位移問題，利用幾何作圖即可說明白。對輕繩拉車模型的速度分解問題，大部分學(xué)生弄不清哪個是合運動哪個是分運動，建議抓住“眼見為實（合）”，結(jié)合實際運動效果分解，適當(dāng)過手訓(xùn)練即可突破難點。對平拋運動的規(guī)律的教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生理論探究與實驗探究相結(jié)合、定性探究與定量探究相結(jié)合?！捌綊佭\動的特點”小節(jié)的交流與討論實質(zhì)上是學(xué)生合作互助進(jìn)行理論探究，體會運用運動的合成與分解把平拋運動這種復(fù)雜的曲線運動“一分為二、化曲為直”的等效轉(zhuǎn)化思想。在定性的對比試驗探究中引導(dǎo)學(xué)生分析水平分運動和豎直分運動的獨立性和同時性，歸納總結(jié)出平拋運動的時間取決于平拋高度，與初速度和小球的質(zhì)量等無關(guān)；在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生對

7、該對比試驗的頻閃照片做進(jìn)一步定量研究，探究出平拋運動的規(guī)律應(yīng)是水到渠成。除“對比研究法”外，教材安排了學(xué)生分組實驗，用“軌跡研究法” 進(jìn)一步深入研究平拋運動規(guī)律。對學(xué)生描出的軌跡曲線先引導(dǎo)學(xué)生觀察猜想曲線點跡分布規(guī)律，再理論推導(dǎo)軌跡方程，并用所測初速度和軌跡曲線上各點的坐標(biāo)值驗證，最后引導(dǎo)進(jìn)行誤差分析，教學(xué)效果可能更好。三、加強對學(xué)生的歸類訓(xùn)練和方法指導(dǎo)學(xué)生第一次學(xué)習(xí)曲線運動，起點不要過高，要根據(jù)實際情況適當(dāng)調(diào)整教學(xué)要求，適當(dāng)降低難度，注意訓(xùn)練的層次性。剛開始可把落地時間、落地時的水平位移、落地時的速度等作為要求，而求平拋運動的初速度和初位置可暫時不作討論。待有一定基礎(chǔ)后，再研究“類平拋運動”

8、以實現(xiàn)方法的遷移和能力的提升；通過“落點在斜面上的平拋運動”等習(xí)題教學(xué)，進(jìn)而探討如合速度方向和水平方向的夾角與合位移方向和水平方向的夾角關(guān)系等等；對不知平拋起點的平拋運動實驗題難度較大，建議指導(dǎo)學(xué)生分析歸納方法，并選適當(dāng)題型通過學(xué)生訓(xùn)練才能有效內(nèi)化。總之，歸類訓(xùn)練，指導(dǎo)方法，逐步提升。指導(dǎo)學(xué)生做好平拋運動的軌跡曲線，用直尺三角板建好坐標(biāo)系，規(guī)范做好位移和速度矢量的分解圖，標(biāo)注好角度關(guān)系，培養(yǎng)解題的規(guī)范化能力。求解平拋運動的相關(guān)問題就最終轉(zhuǎn)化為求解位移和速度矢量這兩個直角三角的問題。建議老師要點撥指導(dǎo)，要規(guī)范作圖起好示范作用，更要在作業(yè)和訓(xùn)練檢測中強調(diào)和強化。拋體運動與體育運動有著廣泛的聯(lián)系，是

9、高考命題的熱點之一。指導(dǎo)學(xué)生解決這類問題的基本思路是：抓住問題的實質(zhì)，忽略次要因素，由實際問題構(gòu)建出簡化的物理模型，再根據(jù)拋體運動的規(guī)律進(jìn)行求解試題雖以各項體育運動為背景，但解答所需知識和方法仍以物理基礎(chǔ)知識與方法為主，分析和解答這類問題就是將題中所涉及的物體的實際運動與相應(yīng)的物理運動（模型）建立鏈接，完成由“實際問題”到“物理模型”的過度。對拋體運動與其他運動的綜合題型，指導(dǎo)學(xué)生畫好情景圖，弄清楚兩個運動之間的時空聯(lián)系（如同時性，水平位移關(guān)系和豎直位移關(guān)系），往往能快速破題。對平拋運動的臨界問題和極值問題宜選簡單問題訓(xùn)練。附錄有部分歸類訓(xùn)練題供同行參考和斧正。謝謝。附錄1-體育運動中的拋體運

10、動專題 【例1】如圖1所示，墻壁上落有兩只飛鏢，它們是從同一位置水平射出的，飛鏢A與豎直墻壁成53°角，飛鏢B與豎直墻壁成37°角。兩者相距為d假設(shè)飛鏢的運動為平拋運動，求射出點離墻壁的水平距離【例2】如圖所示，排球場總長為18m，設(shè)網(wǎng)高為2m，運動員站在離網(wǎng)3m遠(yuǎn)的線上正對網(wǎng)前豎直跳起把球水平擊出（不計空氣阻力，g=10m/s2）（1）設(shè)擊球點的高度為2.5m，問球被水平擊出后的速度在什么范圍內(nèi)才能使球既不觸網(wǎng)也不出界？（2）若擊球點的高度小于某個值，那么無論球被水平擊出的速度多大，球不是觸網(wǎng)就是出界，求此高度？【例3】拋體運動在各類體育運動項目中很常見，如乒乓球運動現(xiàn)討

11、論乒乓球發(fā)球問題，設(shè)球臺長2L、網(wǎng)高h(yuǎn)，乒乓球反彈前后水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反，且不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力(設(shè)重力加速度為g) （1）若球在球臺邊緣O點正上方高度為h1處以速度v1水平發(fā)出，落在球臺的P1點(如圖實線所示)，求P1點距O點的距離x1。（2）若球在O點正上方以某一速度v2水平發(fā)出，恰好在最高點時越過球網(wǎng)落在球臺的P2點(如圖虛線所示)，求 速度v2的大?。?）若球在O正上方水平發(fā)出后，球經(jīng)反彈恰好越過球網(wǎng)且剛好落在對方球臺邊緣P3處，求發(fā)球點距O點的高度h3【例4】(選用)如圖，一位運動員在距籃下4m遠(yuǎn)跳起投籃，球出手時離地面2m，速度仰角為60°

12、;，球做斜上拋運動，籃框距地面3.2m，問籃球出手時速度為多少時剛好投進(jìn)去(設(shè)重力加速度，阻力忽略不計) 附錄2-落點在斜面上的平拋運動專題訓(xùn)練v0圖1【例1】如圖1所示，以v0=15m/s的初速度水平拋出的物體，不計空氣阻力，飛行一段時間后，垂直地撞在傾角為=370的斜面上。求（1）物體完成這段飛行所用的時間（2）拋出點到落點的豎直高度v0HABCD圖2【拓展1】如圖2所示，在斜面ABC，B點的正上方H=1.7m高處的D點以水平初速度v0平拋一個小球，正好垂直地撞在傾角為=370的斜面上。求小球從D點水平拋出時的速度大小？ v0 A B v0530 370圖3 【例2】、如圖3所示，相對的左

13、、右兩個斜面的傾角分別為530和370，在斜面頂點把兩個小球以同樣大小v0o圖4的初速度分別向左、右兩邊水平拋出，小球均落在斜面上，若不計空氣阻力，則兩小球在空中飛行時間之比為多少？【拓展2】如圖4所示，在斜面上的O點先后以v0和2v0水平拋出A、B兩小球，則從拋出至第一次著地，兩小球的水平位移大小之比可能為： v0 A圖5A 1：2 B 1：3 C 1：4 D 1：5【例3】如圖5所示，斜面的傾角=300，一小球從斜面頂點以v0=10m/s的初速度做平拋運動，若不計空氣阻力且斜面足夠長。求從拋出開始經(jīng)過多少時間，小球離斜面的距離最大，最大值為多少？v0v圖6【拓展3】（選用）如圖6所示，以v

14、0的初速度水平拋出的物體，不計空氣阻力，飛行一段時間后，撞在傾角為的斜面上。試證明物體撞在斜面上時的速度v與斜面之間的夾角為一常數(shù)且與初速度v0無關(guān)。0h53°s【例4】如圖1所示，一小球自平臺上水平拋出，恰好落在臨近平臺的一傾角為 =53°的光滑斜面頂端，并剛好沿光滑斜面下滑，已知斜面頂端與平臺的高度差h=0.8m，重力加速度g=10m/s2，sin53° = 0.8，cos53° = 0.6，求小球水平拋出的初速度v0是多少？斜面頂端與平臺邊緣的水平距離s是多少？若斜面頂端高H = 20.8m，則小球離開平臺后經(jīng)多長時間t到達(dá)斜面底端？附錄3-平拋運

15、動實驗題訓(xùn)練1如圖4所示，用頻閃照相法測當(dāng)?shù)刂亓铀俣葧r， 用10次/秒的閃光照相機對正在做平拋運動的球拍攝的照片背景是每格邊長為5cm的正方形格子試分析照片求出當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?2一個學(xué)生做平拋物體運動的實驗時，只在白紙上畫出水平方向x，忘記在紙上記下斜槽末端的位置，并且只在白紙上畫出如圖5所示的一段曲線，試用一根刻度尺算出這個物體的初速度。 BCA圖73.如圖7所示為一小球做平拋運動的閃光照片的一部分，圖中背景方格的邊長均為5cm，g=10m/s2，求：（1）閃光頻率；（2）小球運動的初速度的大?。唬?）小球經(jīng)過B點時的速度大小4、某同學(xué)做平拋運動實驗時，在白紙上只畫出了表示豎直向下方向的

16、 Y軸和平拋物體運動軌跡的后一部分，而且漏標(biāo)了拋出點的位置， 如圖所示.這位同學(xué)希望據(jù)此圖能測出物體的初速度，請你給他出出主意：（1） 簡要說明據(jù)此圖測定該物初速度的方法_.（2） 需要增加的測量工具有_.（3） 用測量出的物理量表示測量的結(jié)果：v0=_5、（2009年全國卷）23某同學(xué)得用圖1所示裝置做“研究平拋運動”的實驗，根據(jù)實驗結(jié)果在坐標(biāo)紙上描出了小球水平拋出后的運動軌跡，但不慎將畫有軌跡圖線的坐標(biāo)約丟失了一部分，剩余部分如圖2所示，圖2中水平方向與豎直方向每小格的長度均代表0.10m，P1、P2和P3是軌跡圖線上的3個點，P1和P2、P2和P3之間的水平距離相等。完成下列填空：（重力

17、加速度取9.8m/s2）（1）設(shè)P1、P2、和P3的橫坐標(biāo)分別為x1、x2和x3，縱坐標(biāo)分別為y1、y2和y3，從圖2中可讀出y1 y2=_m，y1 y3=_m，x1 x2=_m（保留兩位小數(shù)）。（2）若已測知拋出后小球在水平方向做勻速運動，利用（1）中讀取的數(shù)據(jù)，求小球從P1運動到P2所用的時間為_s，小球拋出后的水平速度為_m/s（均可用根號表示）。，圖1 水平方向P1P2P3圖2附錄4-適合高一學(xué)生訓(xùn)練的近三年對拋體運動考查的高考題收集1、（2009年廣東理科基礎(chǔ)）6船在靜水中的航速為v1，水流的速度為v2。為使船行駛到河正對岸的碼頭，則v1相對v2的方向應(yīng)為2、（2009年廣東理科基礎(chǔ)

18、）7滑雪運動員以20m/s的速度從一平臺水平飛出，落地點與飛出點的高度差3.2m。不計空氣阻力，g取10m/s2。運動員飛過的水平距離為s，所用時間為t，則下列結(jié)果正確的是 As=16m，t=0.50s Bs=16m，t=0.80s Cs=20m，t=0.50s Ds=20m，t=0.80svs目標(biāo)靶射擊槍3、（2009年福建卷）20如圖所示，射擊槍水平放置，射擊槍與目標(biāo)靶中心位于離地面足夠高的同一水平線上，槍口與目標(biāo)靶之間的距離s=100 m，子彈射出的水平速度v=200m/s，子彈從槍口射出的瞬間目標(biāo)靶由靜止開始釋放，不計空氣阻力，取重力加速度g為10 m/s2，求：（1）從子彈由槍口射出開始計時，經(jīng)多長時間子彈擊中目標(biāo)靶？（2）目標(biāo)靶由靜止開始釋放到被子彈擊中，下落的距離h為多少？4、（2008年廣東文基）關(guān)于做平拋運動的物體，正確的說法是 A.速度始終不變 B.加速度始終不變 C.受力始終與運動方向垂直 D.受力始終與運動方向平行5、（2008全國1理綜）如圖所示，物體自傾角為的固定斜面頂端沿水平方向拋出后落在斜面上，物體與斜面接觸時速度與水平方向的夾角滿足：A. tansin B. tanco