《實驗：研究平拋運動》教學設(shè)計

1、?實驗：研究平拋運動?教學設(shè)計?實驗：研究平拋運動?教學設(shè)計北京市八一中學楊清源設(shè)計思想本節(jié)教學內(nèi)容的根本特點：本節(jié)是學生動手實驗 ,通過學生實驗描繪平拋物體運動的軌跡 ,在此根底上研究平拋運動的特點。由于有很多的實驗方案可以選擇 ,這為學生探究提供條件。同時本節(jié)涉及很多的物理思想和物理方法 ,是運動學和動力學知識在平拋運動中的具體應用 ,可以多方面培養(yǎng)學生能力 ,提高學生科學素養(yǎng)。本節(jié)內(nèi)容在章或單元中的地位：本節(jié)是一個重要的學生實驗 ,既是用牛頓定律解決問題的方法第一次在曲線運動中的具體應用 ,也是上一節(jié)中運動的合成與分解方法的延續(xù)和應用 ,由于是學生實驗 ,為培養(yǎng)學生的動手動腦能力和科學素

2、養(yǎng)提供很好的時機 ,教師應充分重視此節(jié)課。教學的總體目標、學生的情況：本節(jié)課主要采用的啟發(fā)式教學方式和問題探究的教學模式 ,逐步引導學生認識事物的本質(zhì)。在描繪平拋運動的軌跡 ,研究平拋運動的特點的過程中 ,求初速度是利用物理理論知識 ,但如何準確描繪出軌跡那么是關(guān)鍵。學習中 ,老師引導學生多設(shè)計一些實驗方案 ,鼓勵學生創(chuàng)造新的、簡易可行的實驗方法 ,可以是成品儀器 ,也可以用常見的日常用品組成實驗器材 ,從實驗方法上可能既有簡單、原始的實驗方法 ,也可能有應用現(xiàn)代科技手段數(shù)碼相機的方法 ,并且引導學生對不同方法進行比擬 ,分析不同實驗的優(yōu)缺點 ,同學們通過分析比擬 ,選出本次實驗描繪平拋運動物

3、體軌跡的方法。再在此根底上學生動手實驗 ,描繪平拋運動的軌跡 ,并利用得到的平拋軌跡 ,研究平拋運動的特點。教學過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：本節(jié)課主要分為三大局部：一是引導學生設(shè)計一些實驗方案 ,通過交流 ,分析比擬各實驗方案的優(yōu)點和缺乏 ,并據(jù)此和實驗資源選擇恰當?shù)膶嶒灧桨福欢歉鶕?jù)選擇的實驗方案 ,學生動手實驗 ,描繪平拋運動的軌跡；三是利用得到的平拋運動的軌跡 ,研究平拋運動的特點。三維教學目標知識與技能：1知道平拋運動的條件和相應控制方法；2知道用實驗獲得平拋運動軌跡的方法；3知道判斷運動軌跡是否是拋物線的方法；4知道測量初速度時需要測量的物理量；5會推導平拋初速度的表達式 ,會計算平拋運動的初

4、速度。過程與方法：1通過學生設(shè)計實驗 ,體會物理問題的探究思想和實驗設(shè)計思想 ,了解設(shè)計實驗的根本方法；2會用運動合成與分解的方法分析拋體運動；3進一步掌握可以根據(jù)物體初速度和受力確定物體的運動規(guī)律；4體會并理解在平面上應用牛頓定律的方法；5學會化曲線為直線的物理思想和方法。情感態(tài)度與價值觀：1鼓勵學生去創(chuàng)新和實踐 ,提倡多動腦、動手的創(chuàng)新精神 ,激發(fā)學生創(chuàng)新意識 ,對學生進行創(chuàng)新意識和創(chuàng)新品德的培養(yǎng)；2在探討實驗方案時 ,不同學生可能有不同的想法 ,學生的特長和愛好可以充分發(fā)揮 ,讓學生體驗到提出問題和分析問題的愉悅；3培養(yǎng)學生合作與交流的精神 ,有將自己的見解與他人交流的愿望 ,養(yǎng)成在合作

5、中既堅持原那么又尊重他人的習慣；3在上一節(jié)對平拋運動規(guī)律的學習的根底上 ,通過這一節(jié)學生的動手實驗 ,將感性認識和理性思維相結(jié)合 ,使學生獲得成功的體驗；4體會物理之美 ,儀器之美。教學重點描繪平拋物體運動的軌跡；研究平拋運動的特點教學難點描繪平拋物體運動的軌跡教學資源課文圖542所示器材 ,或課文圖543所示的器材 ,或平拋實驗儀；斜槽、木板、白紙可先畫上坐標格或用坐標紙支架等；刻度尺 ,數(shù)碼相機 ,開口玻璃瓶 ,兩個直玻璃管 ,吸管帽 ,紅墨水等教法設(shè)計啟發(fā)式教學 ,探究模式課時安排1課時教學流程圖生活實例中的留跡法?物理留跡法?實驗方案設(shè)計、分析與選擇?學生動手實驗?得到軌跡點或照片?描

6、繪軌跡?判斷軌跡?應用軌跡求初速度?課堂總結(jié)與回憶教學過程教師活動學生活動設(shè)計意圖課題引入：簡單介紹“留跡法在日常生活中的價值和應用 ,及其在本節(jié)課中的應用第一局部實驗方案探討：學生設(shè)想各種對于平拋運動的留跡法 ,并相互交流討論不同方法的優(yōu)點和缺乏 ,同學們通過分析比擬 ,選出本次實驗描繪平拋運動物體軌跡的方法。第二局部學生動手實驗：在選出本次實驗描繪平拋運動物體軌跡的方法的根底上學生動手實驗 ,描繪平拋運動的軌跡第三局部：研究平拋運動特點：利用得到的平拋軌跡：1判斷平拋運動的軌跡是不是拋物線；2計算平拋物體的初速度課堂練習課堂小結(jié)提問：你們旅游過嗎？請一位同學描述某次旅游經(jīng)過的主要地點。板書

7、學生所述地點圖 ,用粉筆將這些點連起來 ,得到旅游路線圖。小結(jié)：兩種軌跡圖對應兩種繪軌跡方法粉筆的完整軌跡和旅游同學的由一系列點得到的旅游路線軌跡圖。日常生活中還有成長日記 ,生活日記 ,森林迷路時做標記平拋運動在空中一瞬即逝 ,優(yōu)美的曲線隨即成為歷史 ,沒有留下什么具體的可供操作的東西 ,無法研究平拋運動。要詳盡研究平拋運動的特點 ,必須先得到其運動軌跡。提問：我們?nèi)绾蔚玫狡綊佄矬w的運動軌跡？可以從上述兩種留跡法得到啟發(fā)嗎？請設(shè)計實驗方案。學生提出的方案可能有以下幾種 ,引導學生分析各個方案：1小球碰鉛筆尖法：教材P12參考案例1以下圖2細水柱法 ,P12參考案例23連拍照片法 ,教材P12

8、參考案例34用相機增長曝光時間 ,得到一段軌跡的照片5過紙板小孔法 ,6碰撞實驗器 ,教師介紹儀器8磁粉板留跡法完整軌跡總結(jié)：1好的實驗設(shè)計應兼顧哪些問題？歸納總結(jié)：平安人身和儀器、成功率高、儀器簡單 ,操作容易、誤差小、效率高 ,可重復性強等等；2根據(jù)不同方案的分析 ,結(jié)合本校實際 ,選擇恰當?shù)姆桨肝覀冇门鲎矊嶒炂?,和細水柱法。借助PPT文件 ,顯示以下問題為在實驗中得到較準確的軌跡 ,請思考以下問題：1我們的研究對象是什么？如何控制其條件？2如何保證每次實驗v0相同？3小球平拋的拋出點在哪？如何確定？4實驗中與斜面軌道不光滑有關(guān)嗎？為什么？5根據(jù)得到的實驗軌跡點 ,如何描繪平拋運動的軌跡

9、？6實驗需要哪些器材或儀器？教師個別指導 ,隨時解答學生遇到的問題如何判斷平拋運動的軌跡是不是拋物線？提問：還有什么方法知道得到的軌跡是否是拋物線？2計算平拋物體的初速度：1測量初速度時需要測量的物理量有哪些？2如何推導平拋初速度的表達式？3計算平拋運動的初速度這節(jié)課你學到了什么？能否設(shè)計更好的實驗方案？此節(jié)課我們用到了哪些物理方法和思想？回憶 ,思考并答復以下問題學生討論 ,設(shè)計實驗方案學生交流方案 ,1指出各方案的優(yōu)點 ,2指出各方案的缺乏 ,3如何改良方案簡單 ,方便 ,但在確定軌跡點時誤差大 ,可以加豎直線減小誤差如果能保證初速度水平 ,用數(shù)碼照相機拍照 ,效果可能很好提供器材圖象準確

10、 ,但將不同圖片合一需要計算機技術(shù)方法簡單 ,軌跡準確 ,但 長度有限 ,處理不方便簡單 ,方便 ,讓小球速度垂直通過小孔可以減小誤差儀器設(shè)計巧妙 ,誤差較小 ,考慮比擬全面著重理解鉛垂線 ,水平儀 ,擋板的作用完整的軌跡 ,但軌跡不清楚學生思考 ,體會討論并答復：學生動手操作實驗用碰撞實驗器 ,細水柱法學生處理軌跡圖象和處理數(shù)據(jù) ,得出結(jié)論方法1：用碰撞實驗器得到的軌跡在畫出的x軸上由o點起取等距離的點 ,A1 ,A2 ,A3 ,A4 ,再由軌跡曲線測量出各點所對應的下降的高度 ,看這些高度的比值是否近似等于1：4：9從而檢查實驗的結(jié)果誤差的大小。方法2：用細水柱得到的 照片：用事先做好的方

11、格圖套在圖片上 ,可以快速檢驗如圖y一x2圖 ,判斷是否 是過原點直線根據(jù)坐標中軌跡上某點的xy ,結(jié)合下式可求v0 ,得出實驗結(jié)論：1實驗得到的軌跡是否是拋物線；2平拋物體的初速度多大。思考 ,計算 ,得出結(jié)論并且課后動手實驗思考 ,答復創(chuàng)設(shè)輕松愉快的情景讓學生體會“留跡法在日常生活中的價值和應用 ,及其在本節(jié)課中的應用重視方法生發(fā)散思維 ,創(chuàng)新精神交流中培養(yǎng)學生語言表達能力 ,分析問題的能力 ,培養(yǎng)學生合作與交流的精神 ,質(zhì)疑精神和堅持原那么 ,求真務實的態(tài)度鼓勵學生去創(chuàng)新和實踐 ,提倡多動腦、動手的創(chuàng)新精神 ,對學生進行創(chuàng)新意識和創(chuàng)新品德培養(yǎng)過程 ,激發(fā)學生創(chuàng)新意識體會物理方法與生活的緊密聯(lián)系體會此儀器的優(yōu)點 ,體會物理之美注重物理問題的探究思想和實驗設(shè)計思想 ,了解設(shè)計實驗的根本方法眾中選優(yōu)原那么和聯(lián)系實際的原那么知道平拋運動的條件