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人教版必修2 探究平抛运动的规律江苏省如皋中学 宗红梅一、教学目标1.知识与技能 （1）了解抛体运动和平抛运动的概念。 （2）从实验中知道平抛运动在水平方向和竖直方向的运动规律。（3）能自己制定方案、设计实验、分析实验注意点以及实验中误差产生的原因，并能针对误差原因采取不同的措施减小实验误差。2.过程与方法（1）让学生体验科学探究的基本方法。（2）培养学生设计实验、分析实验现象，从中得出规律的能力。（3）培养学生运用已有知识解决新的问题的能力。3.情感、态度、价值观（1）培养学生认真严谨的科学探究品质、科学的实验方法。（2）使学生在团结协作、统筹安排的过程中体验团队精神。（3）通过学生自己设计实验，得出规律培养学生学习物理的兴趣。二、设计思路 探究平抛运动的规律是曲线运动这一章的重点、难点内容。而且平抛运动这种运动模型在电学中也常见到。学生只有在老师的指导下参与探究的全过程，才能深刻理解平抛运动的规律，同时提高分析问题、解决问题的能力以及运用知识的能力。 本课题设计的另一思路旨在让学生亲身体验科学探究的基本步骤。这也是这次新课改的重要内容。三、教学重点、难点和教学策略（1）重点：如何通过制定方案、设计实验，探究平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律。 教学策略：教师的引导，学生讨论、评议，教师再点拨，得出实验的方案、步骤以及如何由数据得出结论。（2）难点：如何对曲线运动进行分析、处理；提出问题之后如何设计实验方案。 教学策略：让学生充分思考、大胆设想、集体讨论，教师点拨。得出合理可行的方案。四、教学资源 （1）演示仪器：课文图6.3-2所示的自制器材；课文图6.3-3平抛竖落仪，（2）学生实验仪器：课文图6.3-5自制器材，木板，图钉，白纸,直尺。五、教学设计教师活动学生活动点评引入新课：演示:拿出一张纸片和一个纸团以一定的速度向空中抛出提问：运动轨迹是直线还是曲线？哪一个运动轨迹更具有规律性？并请简要说明原因。学生：轨迹都是曲线。 纸团的运动更具有规律性。纸片在空中运动时不能把它作为质点，受到的阻力比较大，相对重力来说阻力不能忽略不计。而纸团受到的阻力比较小，在运动过程中可以认为只受到重力作用。轨迹比较具有规律性。讲授新课：阐述：今天这一堂课我们就来一起讨论第二种阻力可以忽略不计的这种抛体运动。能否给抛体运动下一个简单的定义？板书：抛体运动：将物体以一定的初速度向空中抛出，在不计空气阻力的情况下物体所做的运动学生：将物体以一定的初速度向空中抛出，在不计空气阻力的情况下，物体所做的运动。在研究物理问题中要让学生懂得重视什么和忽略什么。提问：我手中有一小球，放手后物体所做的运动是否为抛体运动(同时演示)？刚才仍出去的小纸片是否为抛体运动？为什么？学生：两个都不是。小球是因为没有初速度，小纸片是因为所受空气阻力不能忽略不计。让学生从具体的例子中得出抛体运动必须具备什么条件。而不要作为一个知识点硬塞给学生，否则没有感性认识，容易忘记。阐述:既然抛体运动具备一定的初速度。那么初速度可以沿任何方向。我们今天只讨论初速度沿水平方向的抛体运动的规律。板书：平抛运动：初速度沿水平方向的抛体。老师：我手里有一套输液用的仪器，当每一滴水从被举高的瓶中经过末端水平放置的输液管中喷射而出时，所做的是什么运动？老师演示平抛运动的实验并提问。提问：轨迹为什么是曲线？学生：每一滴水都做平抛运动。无数个水滴会成的水流径迹显示出平抛运动的轨迹。根据物体做曲线运动的条件：物体所受到的合力即重力与初速度不在同一条直线上，所以物体做曲线运动。阐述：对于这种比较复杂的曲线运动我们还是第一次接触，并且要探究其规律。我们是不是可以用已学过的知识先对它进行简化？学生：可以用运动的分解的知识把这个曲线运动分解到两个方向上的直线运动进行处理。提问：分解到哪两个方向上？为什么这样分解？学生：分解到水平和竖直方向上。因为物体在水平和竖直方向上都有位移；而且初速度沿水平方向重力沿竖直方向。老师：我们可以先讨论竖直方向物体做什么运动？大家不妨大胆的猜想一下。经过讨论学生们形成了一致意见，都认为物体在竖直方向上的分运动是自由落体运动。既然有了这个猜想，大家应该设计一个实验方案来验证你们的猜想，可以互相讨论。学生1：可以根据物体在竖直方向上发生的位移以及所需要的时间，算出平均加速度是否为重力加速度，从而得到验证。学生2：可以借助于数码照相机或数码摄象机对它的运动进行拍照，分析其在竖直方向上的运动规律是否和自由落体运动一样。学生3：可以让两个完全相同的小球处于同一高度同时运动看是否同时落地。如果同时落地说明猜想正确。对学生们的积极发言及时肯定和赞赏，一定会在他们的内心产生积极的影响。老师：大家说的都很有道理。尤其以第三位同学说的更有可行性。那么我这里就有这样的一套仪器。 简要介绍平抛竖落仪，突出放上去的两个小球能够同时运动。 老师：如果平抛运动的竖直方向上的分运动是自由落体的话，那么应该有什么样的结果，而且观察时应该注意什么？演示学生：两个小球将同时落地。要注意听它们的第一次落地声是否同步。提问:实验得到预期的结果。但是这结果是不是具有偶然性？我们可以多次实验。同时我们要注意改变哪些因素，才能够使结果更具有说服力。学生们很快就说出：改变物体运动的高度和锤子的打击力度。在这里给学生一定的自由讨论空间，尽可能的拓展学生的思维，让学生主动与同学交流，加强合作。经过多次实验，以及学生的阐述。教师总结并板书：板书：竖直方向上的分运动是自由落体运动。提问：讨论了竖直方向上的运动，大家再来看水平方向上物体做什么运动？请大家猜想一下。学生1：做加速运动。学生2：一定做匀速运动，因为在水平方向上物体不受到其他作用力。其他的学生都同意第二位的说法。阐述：在结论还没有出来时，应该每种情况都有可能。所以我们必须要通过实验来验证我们的猜想。请大家讨论一下实验方案。问题提出之后可以让学生在相互分析和讨论之后教师及时的提醒大家：物体如果做匀速运动的话，运动应该符合什么规律？学生：任意相等的时间内物体发生的位移应该相等。阐述：所以我们设计的实验方案中要把位移和时间这两者重点突出来。那么第一步我们就是要通过实验动手描绘运动的轨迹。提问：通过什么实验可以描绘到轨迹呢？学生1：可以借助于数码相机把做平抛运动的小球的全过程记录下来。由于数码相机大都具有摄像的功能，每秒钟拍摄约15帧照片。由于相邻两帧照片间的时间间隔时相等的，只要测量相邻两照片上小球的水平位移，就很容易判断小球在水平方向上的运动特点。学生2：可以借助于老师刚才演示实验所做的那样。当水从被举高的输液瓶中经过末端水平放置输液管中喷射而出时形成的细水柱显示了平抛运动的轨迹，如果设法把它描绘出来，我们就找到水平方向上发生的位移了。然后在找到位移于时间的关系，就可以判断小球在水平方向上的运动特点。在分析和讨论的过程中，教师要注意宏观调控，穿插适当的指引和归纳，做到放得开，收得拢。阐述：刚才两位同学说的都非常好。而且都具有可行性。但是由于实验条件的限制，我们采用第二种。所以接下来的事情就是通过实验来描绘轨迹。在做实验之前大家先讨论一下实验的注意点。经过同学们的激烈讨论总结出了如下注意点：（1）输液瓶要举得尽可能的高和稳；（2）输液管末端一定要保持水平和稳定；（3）描点时要快和准；（4）要描出的点中一定要有起始点；（5）描绘用的纸要固定在较低的某一竖直平面上；等等。同学们同时还说出了理由。课堂气氛异常活跃。 讨论之后同学们很快就描绘出平抛运动的轨迹。在做实验之前让学生讨论实验注意点，有很多好处：（1）可以自己分析实验步骤；（2）经过自己考虑、总结出来的一定比老师灌输的要印象深刻，同时还知道之所以要注意这些问题的原因；（3）能够让学生体会到交流合作的乐趣，感受到分析研究的成就感，这符合新课程的教学理念。阐述：运动的轨迹描绘出来了，物体在水平方向上发生的位移也就有了。提问：如何找出它和时间的关系？经过若干个学生的回答之后，一位学生总结出：通过前面的实验探究我们已经知道，平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，而自由落体运动下落的高度h是与时间t的二次方成正比的，因此在我们已经做出来的轨迹上以起始点为原点，沿水平和竖直方向建立坐标系，在竖直坐标轴y上，从原点开始向下任取一个坐标为h的点，在找到坐标为4h，9h，16h，的点。在物体运动的过程中，纵坐标从其中一个位置运动到下一个位置所用的时间都是相等的。过这些点作水平线与轨迹相交，交点就是每经过相等时间物体到达的位置。在经过这些位置我们就能分析出物体在水平方向上发生的位移是否相等。从而判断出物体在水平方向上的分运动。根据刚才这一位同学的阐述，要求学生分析实验数据，得出实验结论。并把他们的实验结果用实物投影仪展现给大家看。学生：在水平方向上我组取了四组数据，在误差允许的范围内，我们认为水平方向上的分运动是匀速直线运动。 把学生们所做实验结果展现出来，有利于发现问题，共同讨论解决的办法。板书：水平方向上的分运动是匀速直线运动。阐述：根据刚才的实验探究我们知道平抛运动是竖直方向上为自由落体运动和水平方向上为匀速直线运动的合运动。提问：你能否从理论上证明物体的这种运动性质？学生：在竖直方向上物体只受到重力的作用，所以做自由落体运动；在水平方向上物体不受到其它作用力，所以做匀速运动。从实验到理论都分析出平抛运动的性质，使我们讲究问题更具有严谨性。给学生树立一个榜样。小结：今天这一堂课，我们应用运动的分解的知识通过实验探究的方法得到了平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，在水平方向上的分运动是匀速直线运动，这为我们今后处理平抛运动做好了理论上的准备。而更为重要的是大家要学学用探究方法来获得新的知识。作业：完成教材后的练习1、2题板书设计： 第三节 探究平抛运动的规律一 、抛体运动 以一定的初速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体所做的运动叫做抛体运动。二、 平抛运动 （1）平抛运动是初速度沿水平方向的抛体运动。水平方向上的分运动是自由落体运动。 （2）平抛运动在 竖直方向上的分运动是匀速直线运动。六、课后反思 正如设计思路中所谈到的一样，本课是高中阶段的第三堂实验探究课，内容重要且实验设计方案又比较多，并且要很好的体现新课程理念。上好本堂课就显得比较困难，所以必须注意下面几点： （1）改变传统的教师做实验、学生看实验，教师提问题、学生回答问题的单一做法。教师可创设情景，让学生发