人教版高中物理必修2第五章第二节平抛运动教学设计

平抛运动教学设计三门中学 刘堂锦一、教学设计思路以人民教育出版社全日制普通高级中学教科书物理必修2第五章第二节“平抛运动”为教学内容，在前期分析的基础上，制定教学目标，设计学习环境和教学策略，进行教学设计。吴加澍老师提出的“教学重演律”指学生从“未知”达到“真知”，需要经历一定的教学过程，而这一过程同样是以浓缩的方式，短暂而迅速地重演着人类漫长的认识发展历程，学生的学习过程是对人类文化发展的一种认知意义上的重演，他们学习科学的心理顺序差不多就是前人探索科学的历史顺序。物理教学应尽量让学生去重演知识的发生过程，将教学过程转变成学生的“亚研究”和“再创造”过程，使他们在获取物理知识的同时，启迪心智，培育品格，全面落实新课程的三维目标。因此，本节课的设计思路着重放在如何让学生经历平抛运动模型建立的发生、发展过程。二、前期分析平抛运动是曲线运动一章的重点，是一种最基本、最重要的曲线运动，是运动学和动力学知识的具体应用，是学生所学运动学和动力学知识的进一步拓展和延伸，平抛运动研究方法的学习也是为带电粒子在电场中的偏转等类平抛运动的学习打下基础，起到了承上启下的作用。教材首先提出抛体运动以及平抛运动的概念，然后把平抛运动作为抛体运动的特例进行研究，选用水平抛出的物体作为研究对象，以物体被抛出的位置为原点，以初速度的方向为x轴的方向、竖直向下的方向为y轴的方向，建立平面直角坐标系，进一步分析其在两个坐标轴上的运动规律，然后将两个方向的规律进行结合得到平抛运动的规律，并用数学方法得到平抛运动的轨迹是一条抛物线。教材的这种编写思路清晰，重视理论分析和演绎思维，但是有三个地方不是很明确，其一，没有明确提出“运动的合成与分解”这一研究曲线运动的重要方法；其二，竖直方向的运动的理论依据牛顿第二定律和水平方向的运动的理论依据牛顿第一定律没有明确给出；其三，对两个方向的位移公式进行数学处理，但是为什么可以消去时间t，即数学技巧背后的物理本质也没有提及。同时也有几个问题值得思考：1、平抛运动是抛体运动的特例，为什么要先研究平抛；2、平抛运动是一种曲线运动，这种运动是不是也需要从受力的角度进行研究？怎样让学生体会到用分解的方法能够化繁为简；3、需要怎样的实验验证平抛运动的分运动；4.平抛运动模型的建立要经历怎样的过程。以上这些问题的解决也是本节课的重点和难点高一学生在学习本节课之前，已经比较熟练掌握直线运动的运动学知识和动力学知识，同时通过本章第一节对曲线运动的知识有定的了解，同时他们对高中物理学习有很强的好奇心和求知欲，但思维能力不够，尤其逻辑思维能力和综合分析能力不是很强，所以在教学中要结合教学内容，利用他们的积极性，让他们体验思维的展开过程和解决问题的方法。教学重点1. 平抛运动模型的建立2. 平抛运动的规律及应用教学难点1 利用分解的方法的思维方式的建立三、教学目标（一）知识与技能1.知道什么是抛体运动，知道抛体运动是匀变速曲线运动，知道什么是平抛运动2.知道平抛运动的一般特征和本质特征3.会用运动的合成与分解方法分析平抛运动4.理解平抛运动的规律，知道平抛运动的轨迹是一条抛物线5.能利用平抛运动规律解决简单问题6.会确定平抛运动的速度和位移（二）过程与方法1.通过小活动、实验、视频完成感性到理性的认识过程，增强观察能力和分析能力2.通过理论分析和实验验证渗透利用分解化繁为简、化曲为直的思想与方法3.经历平抛运动模型的建立过程，尝试运用科学的方法研究和解决问题4.经历小组合作学习过程，提高自我表达能力、信息交流能力和协作能力（三）情感态度与价值观1.在平抛运动模型建立中，逐步树立严谨科学的实验态度和正确的人生观2.在多种学习方式中，增强探究意识与合作意识四、教学流程创设活动情境，通过分类、比较、理想化方法提出抛体运动和平抛运动创设问题情境，引导学生采用分解的方法对平抛运动进行研究通过理论演绎推理得到平抛运动的分运动通过实验验证平抛运动的分运动利用本质特征总结规律解决问题小结平抛运动模型的建立过程及规律五、教学过程（一）创设活动情境，引出课题活动一：打弹珠活动二：飞纸飞机活动三：现实版愤怒的小鸟问：同学们，以上物体的运动轨迹是怎样？生：曲线问：物体都做曲线运动，但是纸飞机的运动看起来更复杂，是什么原因呢？生：空气阻力师：确实，是由于空气的作用，那其他几个物体就没有受到空气的作用吗？生：也有师：那为什么他们的运动相对简单些？生：空气阻力影响小是呀，空气作用影响越小的话，运动越简单，如果空气作用影响小到可以忽略的话，我们可以通过理想化的方法建立了一个类似于自由落体运动的模型抛体运动（板书：抛体运动）问：在我们的生活中，哪些运动可以看做抛体运动？生：投篮、扔铅球、投标枪、扔铁饼等等抛体运动在生活中还是非常常见，比如说飞机投弹，怎样能够投中目标；扔铅球怎么扔能更远等等都是基于对抛体运动的研究，所以我们很有必要去研究抛体运动。演示：将小鸟以一定的速度分别斜着抛和水平的抛师：如果大家选择，哪一种更方便研究？生：水平抛出师：行，那我们接下来着重研究水平抛出的运动，我们称之为平抛运动（板书：平抛运动）（二）创设问题情境，进行理论探究问：平抛运动的物体有什么特点？生：初速度水平，只受重力，变速曲线运动（板书：1.初速度水平，2.只受重力，3.变速曲线运动）平抛运动还有没有其他的特征，这种运动有怎样的规律，怎么去寻找它的规律，这些都是我们需要解决的问题。师：将物体以初速度v0抛出，请同学们大致画出平抛运动的轨迹。（请一位同学在黑板上画，其他的同学在座位上尝试画）轨迹画好后，经过一段时间t，物体运动到P点，请该同学画出物体经过P点的速度。问：这个速度怎么求解呢？分小组讨论，引导学生从动力学角度，从已有的认知基础上去展开分析和讨论，最终让学生知道直接求解是求不出来的。需要先求速度在水平和竖直两个方向的分运动。联系受力考虑水平方向：F=0，v= v0（依据牛顿第一定律）竖直方向：F=G，a=g，v=gt（依据牛顿第二定律）这里，水平方向的规律与匀速直线运动的规律一样，竖直方向与自由落体运动的规律是一样的。师：同学们我们暂且不论这种方法是否可行，结论是否正确，就为他非常富有创造力的想法必须点一个赞，因为他确实给我们开辟了一条新的道路，至于说这条道路是一片黑暗还是一片光明，只有通过实验的检验才知道。（对学生独创性的使用分解的方法研究平抛运动给予激励和评价）（三）创设实验情境，验证猜想，总结规律对比实验一学生利用平抛竖落仪进行分组实验：平抛运动与自由落体运动师：观察两球的运动情况，看两球是否同时落地。生：（实验观察）判断两球是否同时落地的小技巧：不要用眼睛看，而是用耳朵听，只听到一声响，说明两个小球同时落地对比实验二把实验过程拍摄下来，然后视频处理逐帧播放对比两小球是否在同一高度结论：平抛运动在竖直方向做自由落体运动。 图1-1 二维平抛运动实验装置DISlab二维平抛运动实验1、如图1-1搭建实验装置；使用水平泡调整二维运动传感器（接收端）斜角面和平抛轨道水平；多次释放试抛器，并将缓冲装置放置在试抛器落点范围。2、连接计算机及二维运动传感器（接收端）；点击二维系列软件主界面上的实验条目“平抛运动”，打开软件。3、打开二维运动传感器（发射端）电源开关，将其放置于平抛轨道水平一端的边缘紧靠调零装置，点击软件“零点设置”（图1-2）；将二维运动传感器（发射端）沿平抛轨道水平端移动水平距离约36cm，点击“水平校准”（图1-3）。4、将二维运动传感器（发射端）放置于轨道抛体释放区，点击“开始记录”后将释放，系统自动记录下二维运动传感器（发射端）平抛运动的轨迹（图1-4）。5、依次点击界面“X”、“Y”可模拟出平抛运动在水平方向和竖直方向的分运动轨迹，点击“二次拟合”按钮对平抛进行二次拟合。（图1-5）图1-4 二维平抛运动轨迹图1-5 平抛分运动轨迹及其拟合曲线图1-2 零点设置图1-3 水平校准结论：平抛运动可看作水平方向的匀速直线运动以及竖直方向的自由落体运动的合运动。 师：那物体经过P点的速度大小多少？方向怎样呢？由于：水平方向 vxv0 竖直方向 vygt实际速度的大小:速度的方向师：那物体的位移怎么求解？水平方向：x = v0 t 竖直方向： 位移的大小：位移的方向:师：刚才实验中拟合的是一条抛物线，能不能利用其规律推导出平抛运动的轨迹方程？由位置坐标: x = v0 t 和 消去公式中的t得: （四）创设问题解决情境，应用规律通过自制平抛运动展示台，让小球以一定的初速度水平抛出。请同学们注意观察小球