《探究平拋物體的運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、?探究平拋物體的運(yùn)動(dòng)?教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)概述 本節(jié)為高中新課程物理必修和中五節(jié)探究課的第五節(jié) ,需要探究?jī)?nèi)容多方法較全面 ,結(jié)合了理論推理和實(shí)驗(yàn)證實(shí)雙方面。是在學(xué)生學(xué)習(xí)了直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、牛頓運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)合成與分解之后的具體應(yīng)用實(shí)例 ,也是這些知識(shí)的遷移和綜合應(yīng)用。 本節(jié)內(nèi)容重點(diǎn)應(yīng)落實(shí)在“探究上而不是“規(guī)律上 ,課堂教學(xué)過(guò)程以探究為主要線索。讓學(xué)生體驗(yàn)掌握化曲為直 ,化繁為簡(jiǎn)處理曲線運(yùn)動(dòng)的根本方法。 探索規(guī)律總是從問(wèn)題入手 ,建立模型、大膽猜測(cè)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、得出總結(jié)規(guī)律的過(guò)程。通過(guò)本節(jié)探究不僅掌握了處理平拋運(yùn)動(dòng)的方法 ,同時(shí)也是處理其他曲線運(yùn)動(dòng)和處理未知問(wèn)題的一般思路和方法。 物理概念和物理規(guī)律的形

2、成是由現(xiàn)象到本質(zhì)的過(guò)程 ,對(duì)它們的理解和掌握不可能一蹴而就 ,怎樣才能夠讓學(xué)生不是機(jī)械化的記住 ,而是真正理解其實(shí)質(zhì)所在 ,將是這節(jié)課要突破的難點(diǎn)。因此采用實(shí)驗(yàn)探究的方法 ,讓學(xué)生先通過(guò)理論分析和猜測(cè) ,再通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和細(xì)致的實(shí)驗(yàn)及仔細(xì)的觀察 ,采用比照平拋運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)找到豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)。通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡分析 ,歸納得到平拋運(yùn)動(dòng)水平方向?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)。由于實(shí)驗(yàn)包含的規(guī)律往往隱藏在較深的層次 ,需要學(xué)生去挖掘 ,因此這一局部的自主探究活動(dòng)可以讓學(xué)生親自感受到實(shí)驗(yàn)探究問(wèn)題的過(guò)程 ,正是對(duì)學(xué)生觀察、分析、歸納等各項(xiàng)綜合素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。 自主探究以學(xué)生為主體 ,課堂探究教師要配合學(xué)生活動(dòng)

3、并給予指導(dǎo) ,在描繪平拋運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)方法很多：水平噴出恒定的水流、平拋演示儀演示、火花描繪跡、頻閃照相、數(shù)碼照相和數(shù)碼攝相等 ,教師可以采用追問(wèn)并予以指導(dǎo)使設(shè)計(jì)方案逐步完善。 二、教學(xué)目標(biāo) 1.知識(shí)與技能 (1)研究和探索平拋運(yùn)動(dòng)及兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)的過(guò)程。分解成哪兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng) ,兩個(gè)方向是怎樣來(lái)確定。 (2)引導(dǎo)學(xué)生探索如何用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)是由水平和豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)合成的。 2.過(guò)程與方法 (1)使學(xué)生掌握正確探究平拋運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)科學(xué)研究的方法。 (2)但凡合外力為恒力 ,且初速度與合力垂直的運(yùn)動(dòng) ,稱為類平拋運(yùn)動(dòng) ,都遵循與平拋運(yùn)動(dòng)相類似的規(guī)律。處理平拋運(yùn)動(dòng)的方法是解決曲線運(yùn)動(dòng)的一般方法

4、。 3.情感、態(tài)度、價(jià)值觀 (1)在物理教學(xué)中使學(xué)生受到相信科學(xué)、熱愛(ài)科學(xué)的教育。 (2)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣及實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。 (3)激發(fā)學(xué)生積極的學(xué)習(xí)興趣和勇于探索的精神。 三、學(xué)習(xí)者特征分析 本節(jié)課的學(xué)習(xí)者特征分析主要是根據(jù)教師平時(shí)對(duì)學(xué)生的了解而做出的： (1)學(xué)生為高一的孩子 ,好奇心強(qiáng) ,具有較強(qiáng)的探究欲望. (2)學(xué)生有過(guò)較多的小組合作經(jīng)驗(yàn)。 (3)學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)牛頓第二定律和牛頓第三定律。 四、教學(xué)策略的選擇與設(shè)計(jì) (1)探究引導(dǎo)策略：探討式學(xué)習(xí);教師啟發(fā)引導(dǎo)。 (2)自主合作探究式學(xué)習(xí)策略：建立小組討論、交流、合作的課堂氣氛。 (3)、情景創(chuàng)設(shè)策略：運(yùn)用生活中與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)

5、的情景 ,設(shè)計(jì)問(wèn)題 ,設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn) ,組織教學(xué)內(nèi)容 ,提出有啟發(fā)性的引申問(wèn)題 ,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 ,積極地參與到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)猜測(cè)、探究規(guī)律的學(xué)習(xí)當(dāng)中。 五、教學(xué)資源 (1)人教版新課標(biāo)教材高中物理必修二。 (2)相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材 ,如平拋與自由落體實(shí)驗(yàn)器、數(shù)碼相機(jī)、塑料瓶、直角彎管 ,直管道等。 (3)專門(mén)為本課設(shè)計(jì)的多媒體課件。 (4)多媒體網(wǎng)絡(luò)教室。 六、教學(xué)過(guò)程 1.復(fù)習(xí)提問(wèn)引入： A.到今天為止我們掌握并會(huì)處理的運(yùn)動(dòng)形式有那些? 勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng) B.要使物體作勻速直線運(yùn)動(dòng)或勻變速直線運(yùn)動(dòng)應(yīng)具備什么條件? C.如果物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的合外力不為零且與速度方向不在同一條直線上

6、物體將做什么運(yùn)動(dòng)? D.如何處理曲線運(yùn)動(dòng)。 將復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分解為簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)來(lái)處理 E、分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)具有什么特性? 等時(shí)性 ,分運(yùn)動(dòng)有獨(dú)立性互不干擾。 引入新課： 今天我們就用前面學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)來(lái)處理一種具體的曲線運(yùn)動(dòng)。 2.問(wèn)題驅(qū)動(dòng) 問(wèn)題：在一次模擬救援活動(dòng)中 ,水平飛行的飛機(jī)要將物資準(zhǔn)確投放到A點(diǎn) ,飛機(jī)應(yīng)在何處投放? 先看大致位置在A點(diǎn)左側(cè)。 為什么要在左側(cè)投放呢?讓我們來(lái)看看被投放的物資在空中運(yùn)動(dòng)的軌跡。 模擬運(yùn)動(dòng)：水平扔出粉筆頭 大屏幕展示被空投的物資在空中的運(yùn)動(dòng)。 3.建立模型 提問(wèn)：它為什么在空中運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線? 引導(dǎo)學(xué)生注意曲線運(yùn)動(dòng)的條件 提問(wèn)：被投放的物資在空中受到那些力的作用

7、? 重力和空氣阻力 物理學(xué)研究問(wèn)題總是先簡(jiǎn)單后復(fù)雜 ,忽略次要因素 ,突出主要因素 ,對(duì)于空中運(yùn)動(dòng)的物資由于空氣阻力的影響較小 ,我們忽略不計(jì)。 物體具有水平初速度并只受到重力作用的這種運(yùn)動(dòng)稱為平拋運(yùn)動(dòng)。 平拋運(yùn)動(dòng)的條件：(1)物體具有水平方向的初速度;(2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受重力作用。 在生產(chǎn)生活中有很多運(yùn)動(dòng)可以看作平拋運(yùn)動(dòng)。引導(dǎo)學(xué)生利用已有日常生活知識(shí)尋找相似實(shí)例 ,感知學(xué)習(xí)目標(biāo)。 教師利用大屏幕展示一些平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)例 ,創(chuàng)設(shè)情境 ,激發(fā)學(xué)生興趣 ,讓學(xué)生意識(shí)到研究平拋運(yùn)動(dòng)的必要性。 對(duì)于這樣的曲線運(yùn)動(dòng)我們?nèi)绾蝸?lái)處理?我們總是根據(jù)去推知未知 ,到今天為止我們學(xué)過(guò)勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng) ,

8、我們能不能把平拋運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為前面所學(xué)過(guò)的運(yùn)動(dòng)來(lái)處理。 4.大膽假設(shè) 啟發(fā)學(xué)生根據(jù)題設(shè)條件大膽猜測(cè)平拋運(yùn)動(dòng)為： 引導(dǎo)學(xué)生猜測(cè)分解到什么方向比擬容易處理。 平拋運(yùn)動(dòng)由于水平方向不受外力作用 ,豎直方向又只有重力作用。 水平方向：勻速直線運(yùn)動(dòng) 豎直方向：自由落體運(yùn)動(dòng) (該局部?jī)?nèi)容根據(jù)學(xué)生反映可以逐步引導(dǎo)) 5.實(shí)驗(yàn)探究 (1)定性比擬 平拋運(yùn)動(dòng)看成水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)同時(shí)驗(yàn)證比擬困難。能否可以用分步驗(yàn)證?怎樣驗(yàn)證比擬方便? 引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到容易找到的比擬方法： 實(shí)驗(yàn)一：演示平拋運(yùn)動(dòng)物體與自由落體運(yùn)動(dòng)的小球同時(shí)落地 介紹并演示實(shí)驗(yàn) ,得到在同一高度做自由落體和平拋運(yùn)動(dòng)的小球同時(shí)落地。

9、 思考：它們?cè)诳罩惺欠袷冀K在同一高度?如何去驗(yàn)證? 改變兩個(gè)小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的高度和平拋的初速度 ,發(fā)現(xiàn)它們始終同時(shí)落地。 結(jié)論：平拋運(yùn)動(dòng)的小球和自由落體運(yùn)動(dòng)的小球始終同時(shí)落地 ,即：平拋運(yùn)動(dòng)可以看成是豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng) 如何尋找平拋運(yùn)動(dòng)的水平運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)的證據(jù)? 引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)尋找平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的必要性。 學(xué)生討論得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法。 總結(jié)學(xué)生得到的分析方法 ,介紹學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)。 (2)定量探究 實(shí)驗(yàn)二：學(xué)生實(shí)驗(yàn) ,通過(guò)描跡法 ,描繪出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。 根據(jù)學(xué)生提出方案介紹學(xué)生探究實(shí)驗(yàn) 學(xué)生探究 ,尋找平拋運(yùn)動(dòng)軌跡。 通過(guò)學(xué)生描繪的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)豎直運(yùn)動(dòng)來(lái)尋找相等時(shí)間。 根據(jù)

10、豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)由于h=gt2/2那么在時(shí)間t ,2t ,3t內(nèi)下落的高度分別為h ,4h ,9h ,比擬下落h ,4h ,9h時(shí)所對(duì)應(yīng)的水平距離。如果水平方向是勻速運(yùn)動(dòng) ,問(wèn)它們之間滿足什么關(guān)系? 學(xué)生活動(dòng)：研究平拋水平方向的運(yùn)動(dòng)是不是勻速運(yùn)動(dòng)。 提出問(wèn)題：本實(shí)驗(yàn)要經(jīng)過(guò)屢次實(shí)驗(yàn)才能描繪出平拋運(yùn)動(dòng)軌跡 ,能不能尋找更簡(jiǎn)捷的方法來(lái)描繪平拋運(yùn)動(dòng)軌跡? 學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 實(shí)驗(yàn)三：展示恒定的水平的水流 提出問(wèn)題：如果既能顯示軌跡又能記錄它運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是不是更方便。 由學(xué)生提出的方案可能還有： a.頻閃照相 ,每隔相等時(shí)間暴光一次?？梢悦扛粝嗟葧r(shí)間記錄一次位置。 b.數(shù)碼相機(jī)或者數(shù)碼攝相機(jī)的可以記錄

11、出平拋運(yùn)動(dòng)軌跡。 實(shí)驗(yàn)三：火花描跡儀描繪平拋運(yùn)動(dòng)軌跡并通過(guò)大屏幕展示平拋運(yùn)動(dòng)軌跡。 ABmm B-Cmm C-Dmm D-Emm x y =yn-yn-1 通過(guò)打在坐標(biāo)紙上的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡測(cè)量平拋運(yùn)動(dòng)相鄰的兩點(diǎn)的水平距離 ,通過(guò)對(duì)水平距離的分析得到平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)。 提問(wèn)：我們?nèi)绾蝸?lái)通過(guò)對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的分析判斷平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)? 測(cè)量平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向上相鄰的兩點(diǎn)的豎直距離并計(jì)算出相鄰的兩點(diǎn)之間的距離差 ,判斷出是勻變速運(yùn)動(dòng)并通過(guò) y=aT2計(jì)算出豎直方向的加速度 ,得到平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上可以看成是自由落體運(yùn)動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 平拋運(yùn)動(dòng)的物體可以看成是豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)。 例題分析： 例題：射擊運(yùn)發(fā)動(dòng)將箭水平正對(duì)靶心 ,箭離弦后能否射中靶心? 思考：射擊運(yùn)發(fā)動(dòng)正對(duì)了靶心 ,在箭離弦的同時(shí)靶開(kāi)始下落 ,問(wèn)箭能否射中靶心? 插入子彈打擊模型人實(shí)驗(yàn)錄象親身體驗(yàn) 6.解決問(wèn)題： 例題2：一架飛機(jī)在h=2019m的高空以v=200m/s的速度水平飛行 ,為使飛機(jī)投放物資到地面上指定地點(diǎn)A ,那么飛機(jī)應(yīng)在距指定地點(diǎn)多遠(yuǎn)的地方開(kāi)始釋放物體?g=10m/s2 實(shí)驗(yàn)演示 課后作業(yè)： 思考：如果物體被拋出時(shí)速度方向沿與水平方