探究平抛运动的规律

探究平抛运动的规律 教学案例设计 教学内容分析： 普通高中物理课程标准共同必修模块“物理 2”中的第二个二级主题“抛体运动与圆周运动”中有两个条目涉及本节内容。条目 1：“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动”；条目 4：关注抛体运动（和圆周运动）的规律与日常生活的联系。这两个条目在本节要求学生知道什么是平抛运动，会用运动合成与分解的方法分析平抛物体的运动；要求学生关注平抛运动的规律与日常生活的联系，体现“加强课程内容与生产、生活联系的指导思想”。 本节认识平抛运动采用的是运动的合成与分解的方法，它是一种研 究问题的方法，这种方法在“力的合成与分解”的学习中学生已有基础，因此，在教学中应让学生主动尝试应用这种方法来解决平抛物体运动规律这个新问题。这一学习过程的经历，能激发学生探究未知问题的乐趣，领悟怎样将复杂的问题化为简单的问题，将未知问题化为已知问题。让学生真正理解运动合成与分解这种方法的意义，理解为什么平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。日常生活中平抛运动的现象也较多，通过与生产、生活的联系，可以使学生更深入了解这两种运动的规律。 教学设计思想： 现代学习理论认为学生进入课堂学 习之前对世界和事物有先入为主的认识，教师的教学要引导学生阐发他们已有的理解，激起新旧知识的矛盾，进行有针对性的教学，如果在教学中没有考虑到学生原有的认识和理解，他们就不能够掌握所学的内容，或者仅仅为了应付考试而学习，一离开课堂就又回到原有认识。因此，在教学中，我们应将现实的问题情境呈现给学生，引导学生对其进行分析，抓住主要矛盾，抽象出研究对象。 在新的教学大纲中已经将研究性学习列为必修课程，我们认为，研究性学习不仅要作为一种课程开设，而且这种探究精神和探究意识、方法的培养也应该体现在课堂教学中，将课堂教学和 研究性学习密切融合，课堂教学的知识、方法可以是研究性学习的起点、支持和基础，研究性学习的过程可以是课堂教学的外延和深化，是知识和能力在实践或实际上的应用（千万不要做成补课）。以研究性学习思想改造课堂教学，充分体现学生的主体性，从而培养探究意识和能力，拓展思维空间，启迪智慧。 信息技术不仅在改变着课堂教学模式，也改变着教学内容和教学结构。应用信息技术，将思维过 程可视化，展示知识的产生过程，学生从中学习到更深层更本质的知识， 使教学过程、教学内容、教学方法都产生了根本性的变化 。 教学目标： （一）知识与技能 1、 知道平抛运动的特点是 ：（ 1）初速度方向为水平方向（ 2）只受重力作用（ 3） 运动轨迹是 曲 线。 2、理解平抛运动可以看作水平 方向 的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动，并且这两个 分 运动互不影响。 （二）过程与方法 1、 体会平抛运动规律的探究过程，体会运动的合成和分解在探究平抛运动规律中的应用。 2、通过观察演示实验，概括出平抛运动的特点。培养学生观察，分析能力 3、 利用已知的直线运动规律来研究复杂的曲线运动，渗透物理学中 化繁为简 的思想。 （三）情感、态度与价值观 1、 通过实验探究平抛运动的规律，激发学 习兴趣，增强求知的欲望。 2、 培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。 3、 培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。 教学重点 平抛运动规律的探究过程 教学难点 1、平抛运动的研究方法 2、平抛运动规律 的探究过程 教学方法 教师演示、引导，学生实验探究，讨论、交流学习成果。 教学工具 平抛运动演示器，钢球作平抛运动的实验装置，多媒体等 教学过程 （一）引入新课 我们已经学习了物体作曲线运动的条件和特点，并学习了处理复杂运动的物理方法运动的合成和分解，从这节课开始，我们来探究一类特殊的曲 线运动即平抛运动的规律。 （二）进行新课 1、抛体运动 与平抛运动 教师活动：引导学生阅读教材， 理解什么是抛体运动，什么是平抛运动？举出生活中物体做平抛运动的例 子。 将一张小纸片水平抛出，小纸片的运动能否看成是平抛运动？为什么？ 学生活动：快速阅读教材，回答出抛体运动的概念，列举生活实例。思考抛出的纸片的运动是不是抛体运动，通过对纸片运动的分析，理解抛体运动的条件空气阻力相对物体的重力可以忽略不计。 点 评：通过实例分析，理解抛体运动的条件。增强学生的感性认识，激发学习物理的兴趣 。 2、竖直方向的运动规律 教师活动：演示课本图 6.3-2的实验，喷出的水柱显示了平抛运动的轨迹。 提出问题，引导学生观察：平抛运动的轨迹是一条曲线，我们如何研究这个曲线运动的规律呢？根据物体做平抛运动的条件，对竖直方向上的运动能否作出猜测？ 学生活动：认真思考，分组讨论，选出代表回答。 用运动的合成和分解的方法来研究，将平抛运动分解成水平方向和竖直方向上的两个直线运动，分别研究这两个分运动的规律，最后再合成。 竖直方向： 物体只受到重力作用 且初速为 零，与以前学习的自由落体运动条件吻合。由此猜测竖直方向分运动可能 为 自由落体运动。 教师活动：倾听学生回答，点评。 点 评：作出科学猜想，然后验证猜想，对学生进行科学方法教育。 教师活动：实验演示教材 38 页图 6.3 3 实验，实验探究竖直方向上的运动规律。 介绍实验装置如右 图所示 介绍实验做法 ： 因弹簧片 C 受到小锤 D 的打击， C 向前推动小钢球具有水平初速度，使 A 做平抛运动， 同时 (强调 )松开小钢球 B，使 B 从孔中自由落下，做自由落体运动 . 学生活动： 1、请学生代表做实验，用不同的力来击 打 C. 2、其他同学注意观察 A球、 B球的运动特点。 教师活动：提醒学生观察现象 1、 A 球和 B 球落地的先后 （提醒学生注意用耳朵听两球落地的声音） 。 2、用力大小不同时， A球 运动 的水平 距离 有什么不同。 学生活动：学生描述实验现象 1、无论 A球的水平速度大小如何，它总是与 B球同时落地。 2、 A球的水平初速度越大，走过的水平距离也越大。 3、 A 球水平初速度的大小并不影响平抛物体在竖直方向上的运动。 教师活动：帮助总结、点评实验结论：物体在做平抛运动的过程中，沿 竖直方向的 分 运动可看作 自由落体运动 。 教师活动：利用多媒体动画展示实验现象，学生观察强化感性认识。 强调 ：物体在空中运行的时间只与抛出点距离地面的高度有关。h=gt2 /2 t= 2/hg 点 评：通过实验探究，得出平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。培养学生实验观察能力和学习探究未知规律的兴趣。 2、水平方向的运动规律 教师活动：提出问题：水平方向的分运动 又如何 研究 呢？ 学生 活动： 思考：物体初速度沿水平方向且在水平方向不受外力，根据牛顿第一定 律水平方向的分运动可能 为匀速直线运动。 学生可能会仿照竖直方向的研究方法： 让一球做平抛运动的同时让另一球以与平抛运动的初速度相同的速度做匀速直线运动，然后将 平抛运动与匀速直线运动相比较。 师生共同讨论此种方法在实验室是否可行。 教师活动： 引导学生阅读教材 39 页有关内容，掌握实验探究的思路。参考教材上提供的“参考案例”选用其中的某一方法，或自行设计一种实验方案，探究水平方向上的运动规律。 点 评：探究实验一定要让学生亲自动手，在实践中培养学生的求知欲望，激发学生的探究未知规律的动机。这比学到具体知识更重要。 学生活动：选择实验方案，分组动手实验。 教师活动：指导学生完成探究过程，了解学生的实验情况。 师生互动，得出结论：水平方向 的分运动为 匀速直线运动。 教师活动：利用多媒体动画展示研究过程与方法、实验注意事项、实验现象。强化学生对自行探究问题的过程与方法的理解。 （三）课堂总结、点评 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。 学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好， 好在什么地方。 点 评 ：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。 教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。 （四）实例探究 1、下图所示的是平抛运动和自由落体运动的闪光照片，你能得出什么结论 ? 解析：从闪光照片中可以测出，平抛运动的小球，在相等时间内的水平位移总相等，所以，它的水平分运动为匀速直线运动，平抛运动的小球和自由下落的小球总是在同一水平线上，说明它们在同一段时间的竖直位移总是相等的，即平抛运动的竖直分运动跟自由落体运动遵循相同的规律，所以，平抛运动的 竖直分运动为自由落体运动。 2、一架飞机水平匀速飞行，从飞机上每隔一秒释放一个铁球，若不计空气阻力，则这些铁球（ ） A在空中任何时刻总排成抛物线，它们的落地点是等间距的 B在空中任何时刻总排成抛物线，它们的落地点是 不 等间距的 C在空中的任何时刻总在飞机的正下方 排成竖直的直线，它们的落地点是等间距的 D在空中的任何时刻总在飞机的正下方排成竖直的直线，它们的落地点是不等间距的 师生评析之后，利用多媒体动画展示，学生观察强化感性认识。 3、某同学根据平抛运动原理设计粗测玩具手枪弹丸的发射速度的实验方案： （ 1）实验中需要的测量器材是 ； （ 2）用玩具手枪发射弹丸时应注意 ； （ 3）实验中需要测量的量是 ； （ 4）弹丸的发射速度的表达式是 。 课后 作业 1、 某同学设计了一个探究平抛运动特点的实验装置。在水平桌面上放置一个斜面，每次都让钢球从斜面上同一位置滚下，滚过桌边后钢球便做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方水平放置一块木板（还有一个用来调节木板高度的支架），木板上放一张 白纸，白纸上有复写纸，这样便能记录钢球在白纸上的落点。桌子边缘钢球经过的地方挂一条重垂线。已知平抛运动的竖直分运动是自由落体运