探究平拋運動的規(guī)律

探究平拋運動的規(guī)律 教學(xué)案例設(shè)計 教學(xué)內(nèi)容分析： 普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)共同必修模塊“物理 2”中的第二個二級主題“拋體運動與圓周運動”中有兩個條目涉及本節(jié)內(nèi)容。條目 1：“會用運動合成與分解的方法分析拋體運動”；條目 4：關(guān)注拋體運動（和圓周運動）的規(guī)律與日常生活的聯(lián)系。這兩個條目在本節(jié)要求學(xué)生知道什么是平拋運動，會用運動合成與分解的方法分析平拋物體的運動；要求學(xué)生關(guān)注平拋運動的規(guī)律與日常生活的聯(lián)系，體現(xiàn)“加強課程內(nèi)容與生產(chǎn)、生活聯(lián)系的指導(dǎo)思想”。 本節(jié)認(rèn)識平拋運動采用的是運動的合成與分解的方法，它是一種研 究問題的方法，這種方法在“力的合成與分解”的學(xué)習(xí)中學(xué)生已有基礎(chǔ)，因此，在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生主動嘗試應(yīng)用這種方法來解決平拋物體運動規(guī)律這個新問題。這一學(xué)習(xí)過程的經(jīng)歷，能激發(fā)學(xué)生探究未知問題的樂趣，領(lǐng)悟怎樣將復(fù)雜的問題化為簡單的問題，將未知問題化為已知問題。讓學(xué)生真正理解運動合成與分解這種方法的意義，理解為什么平拋運動可以分解成水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。日常生活中平拋運動的現(xiàn)象也較多，通過與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系，可以使學(xué)生更深入了解這兩種運動的規(guī)律。 教學(xué)設(shè)計思想： 現(xiàn)代學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)生進(jìn)入課堂學(xué) 習(xí)之前對世界和事物有先入為主的認(rèn)識，教師的教學(xué)要引導(dǎo)學(xué)生闡發(fā)他們已有的理解，激起新舊知識的矛盾，進(jìn)行有針對性的教學(xué)，如果在教學(xué)中沒有考慮到學(xué)生原有的認(rèn)識和理解，他們就不能夠掌握所學(xué)的內(nèi)容，或者僅僅為了應(yīng)付考試而學(xué)習(xí)，一離開課堂就又回到原有認(rèn)識。因此，在教學(xué)中，我們應(yīng)將現(xiàn)實的問題情境呈現(xiàn)給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生對其進(jìn)行分析，抓住主要矛盾，抽象出研究對象。 在新的教學(xué)大綱中已經(jīng)將研究性學(xué)習(xí)列為必修課程，我們認(rèn)為，研究性學(xué)習(xí)不僅要作為一種課程開設(shè)，而且這種探究精神和探究意識、方法的培養(yǎng)也應(yīng)該體現(xiàn)在課堂教學(xué)中，將課堂教學(xué)和 研究性學(xué)習(xí)密切融合，課堂教學(xué)的知識、方法可以是研究性學(xué)習(xí)的起點、支持和基礎(chǔ)，研究性學(xué)習(xí)的過程可以是課堂教學(xué)的外延和深化，是知識和能力在實踐或?qū)嶋H上的應(yīng)用（千萬不要做成補課）。以研究性學(xué)習(xí)思想改造課堂教學(xué)，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性，從而培養(yǎng)探究意識和能力，拓展思維空間，啟迪智慧。 信息技術(shù)不僅在改變著課堂教學(xué)模式，也改變著教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)結(jié)構(gòu)。應(yīng)用信息技術(shù)，將思維過 程可視化，展示知識的產(chǎn)生過程，學(xué)生從中學(xué)習(xí)到更深層更本質(zhì)的知識， 使教學(xué)過程、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法都產(chǎn)生了根本性的變化 。 教學(xué)目標(biāo)： （一）知識與技能 1、 知道平拋運動的特點是 ：（ 1）初速度方向為水平方向（ 2）只受重力作用（ 3） 運動軌跡是 曲 線。 2、理解平拋運動可以看作水平 方向 的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動，并且這兩個 分 運動互不影響。 （二）過程與方法 1、 體會平拋運動規(guī)律的探究過程，體會運動的合成和分解在探究平拋運動規(guī)律中的應(yīng)用。 2、通過觀察演示實驗，概括出平拋運動的特點。培養(yǎng)學(xué)生觀察，分析能力 3、 利用已知的直線運動規(guī)律來研究復(fù)雜的曲線運動，滲透物理學(xué)中 化繁為簡 的思想。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 1、 通過實驗探究平拋運動的規(guī)律，激發(fā)學(xué) 習(xí)興趣，增強求知的欲望。 2、 培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察、認(rèn)真思考、積極參與、勇于探索的精神。 3、 培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實事求是的科學(xué)作風(fēng)。 教學(xué)重點 平拋運動規(guī)律的探究過程 教學(xué)難點 1、平拋運動的研究方法 2、平拋運動規(guī)律 的探究過程 教學(xué)方法 教師演示、引導(dǎo)，學(xué)生實驗探究，討論、交流學(xué)習(xí)成果。 教學(xué)工具 平拋運動演示器，鋼球作平拋運動的實驗裝置，多媒體等 教學(xué)過程 （一）引入新課 我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了物體作曲線運動的條件和特點，并學(xué)習(xí)了處理復(fù)雜運動的物理方法運動的合成和分解，從這節(jié)課開始，我們來探究一類特殊的曲 線運動即平拋運動的規(guī)律。 （二）進(jìn)行新課 1、拋體運動 與平拋運動 教師活動：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材， 理解什么是拋體運動，什么是平拋運動？舉出生活中物體做平拋運動的例 子。 將一張小紙片水平拋出，小紙片的運動能否看成是平拋運動？為什么？ 學(xué)生活動：快速閱讀教材，回答出拋體運動的概念，列舉生活實例。思考拋出的紙片的運動是不是拋體運動，通過對紙片運動的分析，理解拋體運動的條件空氣阻力相對物體的重力可以忽略不計。 點 評：通過實例分析，理解拋體運動的條件。增強學(xué)生的感性認(rèn)識，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣 。 2、豎直方向的運動規(guī)律 教師活動：演示課本圖 6.3-2的實驗，噴出的水柱顯示了平拋運動的軌跡。 提出問題，引導(dǎo)學(xué)生觀察：平拋運動的軌跡是一條曲線，我們?nèi)绾窝芯窟@個曲線運動的規(guī)律呢？根據(jù)物體做平拋運動的條件，對豎直方向上的運動能否作出猜測？ 學(xué)生活動：認(rèn)真思考，分組討論，選出代表回答。 用運動的合成和分解的方法來研究，將平拋運動分解成水平方向和豎直方向上的兩個直線運動，分別研究這兩個分運動的規(guī)律，最后再合成。 豎直方向： 物體只受到重力作用 且初速為 零，與以前學(xué)習(xí)的自由落體運動條件吻合。由此猜測豎直方向分運動可能 為 自由落體運動。 教師活動：傾聽學(xué)生回答，點評。 點 評：作出科學(xué)猜想，然后驗證猜想，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育。 教師活動：實驗演示教材 38 頁圖 6.3 3 實驗，實驗探究豎直方向上的運動規(guī)律。 介紹實驗裝置如右 圖所示 介紹實驗做法 ： 因彈簧片 C 受到小錘 D 的打擊， C 向前推動小鋼球具有水平初速度，使 A 做平拋運動， 同時 (強調(diào) )松開小鋼球 B，使 B 從孔中自由落下，做自由落體運動 . 學(xué)生活動： 1、請學(xué)生代表做實驗，用不同的力來擊 打 C. 2、其他同學(xué)注意觀察 A球、 B球的運動特點。 教師活動：提醒學(xué)生觀察現(xiàn)象 1、 A 球和 B 球落地的先后 （提醒學(xué)生注意用耳朵聽兩球落地的聲音） 。 2、用力大小不同時， A球 運動 的水平 距離 有什么不同。 學(xué)生活動：學(xué)生描述實驗現(xiàn)象 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動。 教師活動：幫助總結(jié)、點評實驗結(jié)論：物體在做平拋運動的過程中，沿 豎直方向的 分 運動可看作 自由落體運動 。 教師活動：利用多媒體動畫展示實驗現(xiàn)象，學(xué)生觀察強化感性認(rèn)識。 強調(diào) ：物體在空中運行的時間只與拋出點距離地面的高度有關(guān)。h=gt2 /2 t= 2/hg 點 評：通過實驗探究，得出平拋運動在豎直方向上的分運動是自由落體運動。培養(yǎng)學(xué)生實驗觀察能力和學(xué)習(xí)探究未知規(guī)律的興趣。 2、水平方向的運動規(guī)律 教師活動：提出問題：水平方向的分運動 又如何 研究 呢？ 學(xué)生 活動： 思考：物體初速度沿水平方向且在水平方向不受外力，根據(jù)牛頓第一定 律水平方向的分運動可能 為勻速直線運動。 學(xué)生可能會仿照豎直方向的研究方法： 讓一球做平拋運動的同時讓另一球以與平拋運動的初速度相同的速度做勻速直線運動，然后將 平拋運動與勻速直線運動相比較。 師生共同討論此種方法在實驗室是否可行。 教師活動： 引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材 39 頁有關(guān)內(nèi)容，掌握實驗探究的思路。參考教材上提供的“參考案例”選用其中的某一方法，或自行設(shè)計一種實驗方案，探究水平方向上的運動規(guī)律。 點 評：探究實驗一定要讓學(xué)生親自動手，在實踐中培養(yǎng)學(xué)生的求知欲望，激發(fā)學(xué)生的探究未知規(guī)律的動機。這比學(xué)到具體知識更重要。 學(xué)生活動：選擇實驗方案，分組動手實驗。 教師活動：指導(dǎo)學(xué)生完成探究過程，了解學(xué)生的實驗情況。 師生互動，得出結(jié)論：水平方向 的分運動為 勻速直線運動。 教師活動：利用多媒體動畫展示研究過程與方法、實驗注意事項、實驗現(xiàn)象。強化學(xué)生對自行探究問題的過程與方法的理解。 （三）課堂總結(jié)、點評 教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。 學(xué)生活動：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好， 好在什么地方。 點 評 ：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。 教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。 （四）實例探究 1、下圖所示的是平拋運動和自由落體運動的閃光照片，你能得出什么結(jié)論 ? 解析：從閃光照片中可以測出，平拋運動的小球，在相等時間內(nèi)的水平位移總相等，所以，它的水平分運動為勻速直線運動，平拋運動的小球和自由下落的小球總是在同一水平線上，說明它們在同一段時間的豎直位移總是相等的，即平拋運動的豎直分運動跟自由落體運動遵循相同的規(guī)律，所以，平拋運動的 豎直分運動為自由落體運動。 2、一架飛機水平勻速飛行，從飛機上每隔一秒釋放一個鐵球，若不計空氣阻力，則這些鐵球（ ） A在空中任何時刻總排成拋物線，它們的落地點是等間距的 B在空中任何時刻總排成拋物線，它們的落地點是 不 等間距的 C在空中的任何時刻總在飛機的正下方 排成豎直的直線，它們的落地點是等間距的 D在空中的任何時刻總在飛機的正下方排成豎直的直線，它們的落地點是不等間距的 師生評析之后，利用多媒體動畫展示，學(xué)生觀察強化感性認(rèn)識。 3、某同學(xué)根據(jù)平拋運動原理設(shè)計粗測玩具手槍彈丸的發(fā)射速度的實驗方案： （ 1）實驗中需要的測量器材是 ； （ 2）用玩具手槍發(fā)射彈丸時應(yīng)注意 ； （ 3）實驗中需要測量的量是 ； （ 4）彈丸的發(fā)射速度的表達(dá)式是 。 課后 作業(yè) 1、 某同學(xué)設(shè)計了一個探究平拋運動特點的實驗裝置。在水平桌面上放置一個斜面，每次都讓鋼球從斜面上同一位置滾下，滾過桌邊后鋼球便做平拋運動。在鋼球拋出后經(jīng)過的地方水平放置一塊木板（還有一個用來調(diào)節(jié)木板高度的支架），木板上放一張 白紙，白紙上有復(fù)寫紙，這樣便能記錄鋼球在白紙上的落點。桌子邊緣鋼球經(jīng)過的地方掛一條重垂線。已知平拋運動的豎直分運動是自由落體運