平拋運(yùn)動教案

平拋運(yùn)動教案(設(shè)計思路：本課程旨在通過體驗(yàn)和經(jīng)歷，構(gòu)建學(xué)生對平拋運(yùn)動模型的新知識，探究其特點(diǎn)、規(guī)律以及處理方法。課程中重視情景、問題、體驗(yàn)、合作、自主、交流等多種教學(xué)手段，既有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，又有分析、推理的過程，最終將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與分析、推理結(jié)合起來，探究平拋運(yùn)動在豎直方向和水平方向的運(yùn)動規(guī)律。本課程還將采用傳統(tǒng)儀器演示實(shí)驗(yàn)和自制儀器等多種實(shí)驗(yàn)手段，旨在提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計能力。教材分析：平拋運(yùn)動是一種重要的運(yùn)動，掌握其規(guī)律不僅可以深化和擴(kuò)展學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，更能夠培養(yǎng)和提高學(xué)生的能力。平拋運(yùn)動相較于直線運(yùn)動更為復(fù)雜，需要將其分解成較簡單的運(yùn)動來研究其速度、位移等變化規(guī)律。本節(jié)課程為高中新課程物理必修②第五章第二節(jié)內(nèi)容，是在學(xué)生學(xué)習(xí)直線運(yùn)動規(guī)律、牛頓運(yùn)動規(guī)律和運(yùn)動合成與分解之后的具體應(yīng)用實(shí)例，也是這些知識的遷移和綜合應(yīng)用。教學(xué)三維目標(biāo)：（一）知識與技能目標(biāo)：1.理解平拋運(yùn)動的特點(diǎn)，即初速度方向?yàn)樗椒较?，只在豎直方向受重力作用，運(yùn)動軌跡為拋物線。2.理解平拋運(yùn)動可以看作水平的勻速直線運(yùn)動與豎直方向的自由落體運(yùn)動的合運(yùn)動，并且這兩個運(yùn)動互不影響。3.能夠運(yùn)用平拋運(yùn)動規(guī)律解答相關(guān)問題。（二）過程與方法目標(biāo)：體驗(yàn)平拋運(yùn)動規(guī)律的探究過程，體會運(yùn)動的合成和分解在探究平拋運(yùn)動規(guī)律中的應(yīng)用。（三）情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：1.通過重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行共性分析、歸納分類，達(dá)到鑒別結(jié)論的教育目的。2.通過實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)，并進(jìn)行有效的理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和求知的欲望。以此滲透刻苦學(xué)習(xí)、勤奮工作精神的美德教育。教學(xué)重點(diǎn)：1.學(xué)會自然科學(xué)的一般研究方法，體驗(yàn)平拋運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)探究過程。2.掌握平拋運(yùn)動的特點(diǎn)和規(guī)律。教學(xué)難點(diǎn)：平拋運(yùn)動的研究方法，即通過將其分解成兩個簡單的直線運(yùn)動來等效替代。教學(xué)策略與手段：本課程采用教師演示、引導(dǎo)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究，討論、交流學(xué)習(xí)成果等多種教學(xué)策略。教具準(zhǔn)備包括平拋運(yùn)動演示儀、平拋豎落儀、平拋水平分解儀、多媒體輔助教學(xué)課件等。教學(xué)過程：新課導(dǎo)入：教師通過將粉筆頭從桌面邊緣水平飛出的實(shí)驗(yàn)引入，讓學(xué)生觀察其在空中的運(yùn)動特點(diǎn)，引出本節(jié)課程的主題。（一）平拋運(yùn)動：1.定義：將物體用一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運(yùn)動，叫做平拋運(yùn)動。2.特點(diǎn)：初速度方向?yàn)樗椒较颍辉谪Q直方向受重力作用，運(yùn)動軌跡為拋物線。3.規(guī)律：平拋運(yùn)動可以看作水平的勻速直線運(yùn)動與豎直方向的自由落體運(yùn)動的合運(yùn)動，并且這兩個運(yùn)動互不影響。4.研究方法：通過將平拋運(yùn)動分解成兩個簡單的直線運(yùn)動來等效替代。（二）實(shí)驗(yàn)探究：教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行平拋運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)探究，通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析數(shù)據(jù)等方式，讓學(xué)生深入理解平拋運(yùn)動的特點(diǎn)和規(guī)律。（三）討論交流：教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論和交流，總結(jié)探究過程中的經(jīng)驗(yàn)和方法，深入理解運(yùn)動的合成和分解在探究平拋運(yùn)動規(guī)律中的應(yīng)用。（四）課堂練習(xí)：教師布置課堂練習(xí)，讓學(xué)生鞏固所學(xué)知識和技能。（五）課堂小結(jié)：教師對本節(jié)課程進(jìn)行小結(jié)，讓學(xué)生對所學(xué)知識和技能進(jìn)行回顧和總結(jié)。（六）課后作業(yè)：教師布置課后作業(yè)，鞏固所學(xué)知識和技能，并鼓勵學(xué)生進(jìn)行拓展性思考和探究。老師：請大家觀察平拋運(yùn)動的軌跡，發(fā)現(xiàn)它是一條曲線。我們可以得出這樣的結(jié)論：平拋運(yùn)動在豎直方向上的分速度是越來越快的，但這個分速度到底是如何變化的，我們還不清楚。現(xiàn)在請大家來分析做平拋運(yùn)動的物體在豎直方向上的受力情況。學(xué)生：在豎直方向上只受到重力的作用。老師：那么，我們前面學(xué)過的運(yùn)動形式有沒有只在重力作用下實(shí)現(xiàn)的呢？學(xué)生：自由落體運(yùn)動只受重力的作用。老師：既然豎直方向上只受重力的作用，與物體做自由落體運(yùn)動的條件相同，根據(jù)我們上節(jié)課學(xué)的分運(yùn)動的獨(dú)立性原理，我們能得出什么樣的結(jié)論呢？學(xué)生：平拋運(yùn)動豎直方向上的分運(yùn)動有可能是自由落體運(yùn)動。老師：既然我們有了這樣的猜想，為了驗(yàn)證它的正確性，我們來做下面這個實(shí)驗(yàn)：（設(shè)計意圖：作出科學(xué)猜想，然后驗(yàn)證猜想，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育。）接下來，我們來看一下平拋運(yùn)動的特點(diǎn)。首先，從受力情況看：豎直的重力與速度方向有夾角，作曲線運(yùn)動；其次，水平方向不受外力作用，是勻速運(yùn)動，速度為V0；最后，豎直方向受重力作用，沒有初速度，加速度為重力加速度g，是自由落體運(yùn)動?？偨Y(jié)起來，做平拋運(yùn)動的物體，在水平方向上由于不受力，將做勻速直線運(yùn)動；在豎直方向上物體的初速度為，且只受到重力作用，物體做自由落體運(yùn)動，加速度等于g。接下來，我們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。使用對比實(shí)驗(yàn)法：如右圖所示，用小錘打擊彈簧金屬片，金屬片把A球沿水平方向拋出，同時B球被松開，自由下落。A、B兩球同時開始運(yùn)動。老師：請大家先分析一下兩個小球分別做的是什么運(yùn)動。學(xué)生：A球在金屬片的打擊下獲得水平初速度后只在重力作用下運(yùn)動，所以做的是平拋運(yùn)動。B球被松開后沒有任何初速度，只受到重力的作用，因此做的是自由落體運(yùn)動。老師：現(xiàn)在觀察兩球的運(yùn)動情況，看兩球是否同時落地。這個地方教給大家一個判斷兩球是否同時落地的小技巧。不要用眼睛看，而是用耳朵聽，兩個小球落地后會不止蹦一下，我們只聽它們落地的第一聲響。如果我們只聽到一聲響，說明兩個小球同時落地，如果聽到兩個落地聲，說明兩個小球先后落地。在做實(shí)驗(yàn)之前我們先來聽一下一個小球落地的聲音。（拿一個和實(shí)驗(yàn)用的小球一樣的球讓其做自由落體運(yùn)動，讓學(xué)生仔細(xì)聽其落地的聲音。以便判斷實(shí)驗(yàn)中的落地聲）老師：同學(xué)們聽到了幾個落地聲音？學(xué)生：一個。老師：如果A和B兩個小球從同一高度開始運(yùn)動，同時落地，這說明了什么問題？學(xué)生：這說明A球在豎直方向上的運(yùn)動和B球的自由落體運(yùn)動是一樣的。老師：我們能否從這個實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論？也許我們所設(shè)置的高度是特殊的，正好滿足自由落體和平拋運(yùn)動時間相等的條件?；蛘?，由于我們的打擊力度不同，A球的初速度恰好滿足這個條件。你們怎么看？學(xué)生：有可能。老師：那我們應(yīng)該怎么做？學(xué)生：多次改變小球的下落高度和打擊力度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生活動：1.有代表性的學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，改變高度和打擊力度來擊打A球。2.其他同學(xué)觀察A球和B球的運(yùn)動特點(diǎn)。老師活動：提醒學(xué)生觀察現(xiàn)象（或聽落地的聲音）1.觀察A球和B球落地的先后。2.觀察不同力度下A球的水平射程有什么不同。學(xué)生活動：1.無論A球的水平速度大小如何，它總是與B球同時落地。2.A球的水平初速度越大，走過的水平距離也越大。3.A球水平初速度的大小并不影響平拋物體在豎直方向上的運(yùn)動。老師活動：幫助總結(jié)、點(diǎn)評實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體在做平拋運(yùn)動的過程中，沿豎直方向的分運(yùn)動的性質(zhì)為自由落體運(yùn)動。通過實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀察能力和學(xué)習(xí)探究未知規(guī)律的興趣。老師：我們已經(jīng)研究了豎直方向上的運(yùn)動，現(xiàn)在來看看水平方向上的分運(yùn)動。首先，我們來分析做平拋運(yùn)動的物體在水平方向上的受力情況。學(xué)生：做平拋運(yùn)動的物體只受重力作用，方向是豎直向下的，所以物體在水平方向上不受力。老師：根據(jù)運(yùn)動的獨(dú)立性，我們知道水平方向上的運(yùn)動不會受到豎直方向上運(yùn)動的影響。根據(jù)牛頓第一定律，我們能得出什么結(jié)論？學(xué)生：如果一個物體處于不受力或受力平衡狀態(tài)，它將靜止或做勻速直線運(yùn)動。在平拋運(yùn)動中，物體水平方向上不受力，并且水平方向上有一個初速度，所以物體在水平方向上應(yīng)該是勻速直線運(yùn)動。老師：那么，我們應(yīng)該如何驗(yàn)證這個猜想？【實(shí)驗(yàn)探究】1.定性比較通過自制的“平拋運(yùn)動水平分解儀”裝置，將兩個相同的弧形軌道上的小球吸在電磁鐵上，然后切斷電源，兩球同時開始運(yùn)動，反復(fù)實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象——兩球總是在落點(diǎn)相撞。2.定量探究刪除明顯有問題的段落。改寫每段話，使其更加清晰易懂。老師：我們可以從另一個角度來探究水平方向的運(yùn)動規(guī)律。如果我們能夠知道平拋運(yùn)動物體在相等的時間間隔內(nèi)水平方向的位移，就可以判斷它的水平運(yùn)動規(guī)律。要進(jìn)行這樣的處理，我們需要解決以下幾個問題：1.通過實(shí)驗(yàn)得到平拋運(yùn)動的軌跡。2.在平拋運(yùn)動的軌跡上找到每隔相等時間物體所到達(dá)的位置。3.測量兩相鄰位置間的水平位移，分析這些位移的特點(diǎn)。另外，利用頻閃照相可以更精細(xì)地研究平拋運(yùn)動。如課本圖5-17所示，可以看出，兩個物體在豎直方向上經(jīng)過相等的時間后，落到相同的高度，即在豎直方向上都是自由落體運(yùn)動。而在水平方向上，通過相等的時間前進(jìn)的距離相同，即水平分運(yùn)動是勻速的。由此說明平拋運(yùn)動的兩個分運(yùn)動是同時、獨(dú)立進(jìn)行的，豎直方向的運(yùn)動與水平方向的運(yùn)動互不影響。平拋運(yùn)動的規(guī)律如下：1.拋出后t秒末的速度以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平方向?yàn)閤軸（正方向和初速度v的方向相同），豎直方向?yàn)閥軸，正方向向下，則水平分速度：Vx＝Vcosθ豎直分速度：Vy＝Vsinθ-gt合速度：Vt＝√(Vx2+Vy2)tanθ＝Vy/Vx＝-gt/Vx2.平拋運(yùn)動的物體在任一時刻t的位置坐標(biāo)以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平方向?yàn)閤軸（正方向和初速度v的方向相同），豎直方向?yàn)閥軸，正方向向下，則水平位移：x=Vtcosθ豎直位移：y=Vtsinθ-1/2gt2合位移：S＝x＋y＝Vt(sinθ/2-1/2gt)運(yùn)用該公式我們可以求得物體在任意時刻的坐標(biāo)并找到物體所在的位置，然后用平滑曲線把這些點(diǎn)連起來，就得到平拋運(yùn)動的軌跡，這個軌跡是一條拋物線。例如，一架老式飛機(jī)在高出海面45m的高處，以80m/s的速度水平飛行，為了使飛機(jī)上投下的炸彈落在停在海面上的敵船，應(yīng)該在與轟炸目標(biāo)的水平距離為240m的地方投彈（不計空氣阻力）。在實(shí)踐中，我們可以進(jìn)行“實(shí)戰(zhàn)模擬演練”來更好地理解和應(yīng)用這些規(guī)律。另外，如果一架老式飛機(jī)在高出海面45m的高處，以80m/s的速度水平飛行，尾追一艘以15m/s逃逸的敵船，為了使飛機(jī)上投下的炸彈正好擊中敵船，應(yīng)該在與轟炸目標(biāo)的水平距離為多遠(yuǎn)的地方投彈（不計空氣阻力）。在實(shí)施轟炸的時候，我們應(yīng)該在目標(biāo)的什么位置開始投放炸彈，這