“平拋運動”教學設(shè)計

吳力云

摘 要：平拋運動是曲線運動的特例，是曲線運動中最基本也是最重要的運動，是曲線運動的重點，是學生在學習了“牛頓運動定律”和“運動的合成與分解”之后的具體應用實例，更是這些知識的遷移和綜合應用。該教學設(shè)計以引導為主，讓學生能輕松掌握本節(jié)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：平拋運動；運動的合成與分解；曲線運動

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）9-0064-4

1 概 述

（1）本節(jié)課是高一物理必修2第三章第三節(jié)的內(nèi)容。

（2）所需課時為1課時。

（3）本節(jié)課主要探究曲線運動的特例——平拋運動，主要是在學生學習了“牛頓運動定律”和“運動的合成與分解”之后的具體應用實例，也是這些知識的遷移和綜合應用。本節(jié)課主要講述研究曲線運動的基本方法——運動的合成與分解，并用這個方法具體研究平拋運動的特點和規(guī)律。

（4）平拋運動是一種最基本、最重要的曲線運動，是曲線運動的重點，是“運動的合成與分解”知識的第一次實際應用，是分析曲線運動的最典型的實例，在以后的學習中會經(jīng)常用到。比如，帶電粒子的類平拋運動等，就要用到本節(jié)知識。本節(jié)知識也是歷年高考的必考題型，要求理解、掌握兩個分運動及規(guī)律并熟練應用該規(guī)律解決問題。

2 教學目標分析

知識與技能：

（1）知道什么是平拋及物體做平拋運動的條件。

（2）知道平拋運動的特點和基本規(guī)律。

（3）引導學生探索如何用實驗來驗證平拋運動是由水平和豎直方向的兩個分運動合成的。

過程與方法：

（1）使學生掌握正確探究平拋運動及其他曲線運動的科學研究方法——運動的合成與分解。

（2）通過本節(jié)課的學習使學生能夠綜合運用已學知識來探究新問題并能夠使用已經(jīng)學習的直線運動規(guī)律來分析曲線運動的規(guī)律。

（3）通過實驗、頻閃照片，讓學生由感性認識到理性認識，培養(yǎng)學生的觀察能力和分析能力。

情感、態(tài)度與價值觀：

（1）在物理教學中培養(yǎng)學生學習科學的興趣及實事求是的科學態(tài)度。

（2）使學生受到“相信科學、熱愛科學”的教育。

（3）激發(fā)學生的學習興趣和勇于探索的精神。

3 學習者特征分析

（1）高一學生活潑、好動、好奇心強，具有較強的探究欲望。

（2）學生具備了一定的分析問題的能力和總結(jié)實驗現(xiàn)象的能力。

（3）學生已初步掌握“牛頓運動定律”和“運動的合成與分解”，并初步了解了什么是曲線運動。

本節(jié)課的學習者特征分析主要是根據(jù)教師平時對學生的觀察和批改作業(yè)中做出的。

4 教學策略選擇與設(shè)計

（1）先行組織者策略：創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學生的學習興趣，設(shè)計問題，引入正題。

（2）實驗探究引導策略：設(shè)計探究實驗，引導學生對實驗進行仔細觀察，引導學生把復雜的曲線問題分解兩個簡單的直線運動。

（3）操練法策略：在學生明確了平拋運動的規(guī)律后及時以習題加以鞏固。

（4）小組討論交流策略：通過小組或全班討論深化對當前所學知識的理解。

其中，第2點實驗探究是重點，通過實驗探究讓學生掌握解決平拋運動的方法，也就是根據(jù)運動的合成與分解的辦法，把平拋運動分解為豎直方向的自由落體運動和水平方向的勻速直線運動。所以，探究引導過程要有耐心，需及時提出有啟發(fā)性的問題。

5 教學資源與工具設(shè)計

（1）魯科版教材高中物理必修二。

（2）多媒體網(wǎng)絡教室。

（3）多媒體課件：課前自制的PowerPoint課件，包括實驗演示視頻和軌跡圖等。

（4）教師演示實驗儀器：平拋豎落儀（附兩個完全相同的小球、小錘），鐵架臺。

6 教學過程

（1）創(chuàng)設(shè)情境

觀看視頻和圖片。分別是飛機投彈，籃球運動員投籃，水平桌上將小球彈出桌面。

（2）提出問題

提問：炸彈、籃球、小球的運動有什么特點？

解析：都具有一定的初速度，在空中的運動過程都只受到重力和空氣阻力。

（物理學研究問題總是先簡單后復雜，忽略次要因素，突出主要因素，對于空中運動的物體由于受空氣阻力的影響較小，我們忽略不計。）

結(jié)論：以一定的初速度將物體拋出，只受到重力作用（或空氣阻力可以忽略）的情況下，物體所做的運動叫拋體運動。當初速度的方向為水平方向的拋體運動就叫“平拋運動”。小球離開桌面所做的運動就是平拋運動。

即平拋運動的條件：①物體具有水平方向的初速度；②運動過程中只受重力作用。

（通過圖片的展示可以激發(fā)學生的興趣，同時了解平拋運動的重要性）

（3）建立模型

提問：對于這樣的曲線問題要如何處理呢？有什么辦法解決曲線問題？

解析：利用運動的合成與分解的辦法，把平拋運動分解為簡單的直線運動。

提問：利用運動的合成和分解，把平拋運動等效為兩個方向的分運動，那么合運動和分運動之間有什么關(guān)系？

等效性、等時性和獨立性。

猜想：引導學生根據(jù)平拋運動的特點把平拋運動分解為兩個簡單的直線運動。

①分解原則：將平拋運動沿豎直方向和水平方向分解。

②豎直方向特點：

水平方向特點：

③最終模型：把平拋運動分解為豎直方向的自由落體運動和水平方向的勻速直線運動。

（4）實驗探究

怎樣驗證我們的猜想呢？

引導學生進行分步驗證，分別驗證平拋運動豎直方向的分運動為自由落體運動和水平方向為勻速直線運動。

①怎樣驗證平拋運動豎直方向為自由落體運動呢？

a.實驗目的：驗證平拋運動豎直方向是自由落體運動。（教師演示）

如圖1所示， 球A運動形式——平拋運動；

球B運動形式——自由落體運動。

如果理論分析正確，那么球A、球B應同時落地；

理論分析錯誤，則球A、球B不同時落地。

觀察重點：球A、球B是否同時落體。

（引導學生根據(jù)聲音來判斷是否同時落地。）

b.改變兩個小球開始運動時的高度和平拋的初速度，發(fā)現(xiàn)它們始終同時落地。

c.結(jié)論：平拋運動的小球和自由落體運動的小球始終同時落地，所以平拋運動豎直方向為自由落體運動。

②怎樣驗證平拋運動水平方向為勻速直線運動呢？

方法：證明在相等的時間發(fā)生的水平位移相等。

a.實驗目的：驗證平拋運動水平方向為勻速直線運動。（觀察課件：頻閃照片法）

b.頻閃照片是采用每隔相等的時間間隔曝光一次的方法，在同一張相片上記錄物體在不同時刻的位置。

c.觀察：平拋運動在相等的時間水平位移是否相等（圖2）。

d.結(jié)論：平拋運動水平方向為勻速直線運動。

③結(jié)論：平拋運動豎直方向為自由落體運動，水平方向為勻速直線運動。

（5）規(guī)律總結(jié)

引導學生根據(jù)各方向分運動的運動規(guī)律總結(jié)平拋運動的規(guī)律：

③平拋運動的性質(zhì)

（6）解決問題

引導學生根據(jù)平拋運動的規(guī)律解決問題，可分小組討論。

①想一想：動物管理員在森林里尋找到了一只丟失的猴子，立即用麻醉槍水平射擊，設(shè)子彈從槍口水平射出的瞬間，精明的猴子便從靜止開始自由下落，猴子跑掉了嗎？為什么？

解析 跑不掉。因為猴子做自由落體運動，子彈做平拋運動，平拋運動豎直方向為自由落體運動，所以跑不掉。

②做一做：一位同學從樓房的陽臺上以2.5 m/s的水平初速度平拋一物體，測得該物體拋出后落在樓前5 m的水平地面上，若不計空氣阻力，g取10 m/s2。求：樓房陽臺的高度？

解析 設(shè)陽臺的高度為h，平拋物體在空中運動的時間為t，則由平拋運動物體位移公式得：

把數(shù)據(jù)代入上式得：

③試一試：請你來當飛行員（圖5）。（模擬投彈視頻，讓學生投彈）

（7）小結(jié)

①知識回顧：平拋運動的概念、條件、性質(zhì)。

②平拋運動的研究方法：等效代替——分解與合成；化繁為簡——化曲為直。

③平拋運動的規(guī)律：位移規(guī)律，速度規(guī)律。

（8）課后思考

①影響運動時間的因素；

②影響落地水平位移的因素；

③影響落地速度的因素；

④任意兩個相等時間間隔內(nèi)的速度變化量。

（9）作業(yè)布置

課本 P58：5、6。

（10）教學過程流程（圖6）

7 教學反思

學生在課堂中能積極思考平拋運動的定義和規(guī)律，大膽猜想并構(gòu)建物理模型，肯動腦，能認真觀察實驗現(xiàn)象并總結(jié)規(guī)律。教師在教學過程中積極引導學生構(gòu)建物理模型并進行實驗探究，實驗過程中積極引導學生觀察實驗現(xiàn)象，并總結(jié)規(guī)律。引導學生利用現(xiàn)學的規(guī)律學以致用，解決問題。

對提出的課后思考問題利用自習時間對學生進行幫助；作業(yè)及時批改，對作業(yè)錯誤率高的同學進行課后輔導；及時調(diào)整教學策略。

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（欄目編輯 鄧 磊）