《探究平拋運動的規(guī)律》教學設計教學教材

《探究平拋運動的規(guī)律》教學設計精品文檔《探究平拋運動的規(guī)律》教學設計一、設計思想1．設計思想：本節(jié)課的教學力求貫徹新課程體驗，采用探究式教學，引導學生通過實驗探究形成對拋體運動的認識；讓學生在獲得知識的同時，體驗科學探究過程，了解科學研究方法，發(fā)展探索自然的興趣與熱情，培養(yǎng)實驗探究能力和交流協作能力。2．理論依據：探究教學理論、《物理課程標準》中的課程基本理念和科學探究及物理實驗能力要求。3．設計特色：本節(jié)課是以實驗設計和實驗操作為主的探究教學，它改變了幾個傳統(tǒng)實驗的教學功能。二、教材分析1．本節(jié)內容是通過實驗探究平拋運動的規(guī)律，它既是前一節(jié)運動的合成與分解方法的具體實踐應用，也是后一節(jié)拋體運動的規(guī)律得出的前提，更是學生自主設計、探索的好素材，在本章中有著重要的地位。收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔2．《課程標準》要求學生會用合成與分解的方法分析拋體運動；能分別以物體在水平方向和豎起方向的位移為橫坐標和縱坐標，描繪做拋體運動的物體的軌跡。要求學生知道平拋運動的受力特點；知道用實驗方法得到平拋運動軌跡的方法；理解確定平拋運動在水平方向做勻速直線運動、豎直方向做自由落體運動所用的方法；知道水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的獨立性和同時性；體會研究曲線運動的基本方法。3．平拋運動知識在初中不曾出現過。三、學情分析1．通過前面的學習，學生已經知道了合運動、分運動以及運動的合成與分解所遵循的規(guī)律；知道了運動的合成與分解是處理曲線運動的基本方法；通過一個多學期的學習，學生已經具備了初步的實驗設計能力和實驗操作能力；已經能用數碼相機來研究物體的運動。2．學生可能遇到的困難：設計不出驗證平拋運動在豎直方向是自由落體運動的實驗裝置。收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔3．學生在學習中可能會采取的學習策略：分組討論，向教師尋求幫助，實驗探索，總結反思等。四、教學目標1．知識與技能目標（1）知道什么是平拋運動；（2）知道平拋運動的受力特點；（3）理解平拋運動在水平方向做勻速直線運動和在豎直方向做自由落體運動；（4）知道用描點的方法得到平拋運動軌跡；（5）會用數碼相機來研究物體的運動；（6）知道利用平拋運動軌跡來分析平拋運動規(guī)律的方法。收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔2．過程與方法目標（1）通過設計驗證拋運動在水平方向做勻速直線運動和在豎直方向做自由落體運動的實驗，培養(yǎng)學生的實驗設計能力；（2）通過對平拋軌跡的分析，培養(yǎng)學生數據分析與處理能力；（3）經歷實驗探究過程，發(fā)現規(guī)律，讓學生認識到科學探究的意義；（4）通過分組實驗培養(yǎng)學生的交流、合作能力。3．情感態(tài)度與價值觀目標（1）通過展示自然、生活和生產中平拋運動的例子，使學生認識到平拋運動的普遍性，同時認識到物理知識的社會價值；（2）通過實驗設計探究，培養(yǎng)學生的設計探究興趣與熱情；體驗到探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅；培養(yǎng)學生主動與他人合作的精神。收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔五、教學重點和教學難點1．教學重點：平拋運動在水平方向是勻速直線運動和在豎直方向是自由落體運動。2．教學難點：平拋運動在水平方向是勻速直線運動和在豎直方向是自由落體運動的實驗探索過程。六、教學方法和教學手段1．教學方法：運用物理“科學探究”教學模式實施教學。2．教學手段：實驗、多媒體輔助。七、課前準備1．學生復習力的合成與分解知識。收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔2．教師準備好實驗器材和多媒體課件。3．教學環(huán)境：多媒體實驗室，將準備好的實驗器材置于學生看不到的地方。4．教學用具：平拋運動和自由落體運動對比演示儀一套，平拋運動描軌跡演示儀、平拋運動水流演示儀和平拋運動數碼拍攝儀器各四套；多媒體課件。八、教學過程1．結合生活、生產實際，引入新課（1）通過視頻、圖片展示生活、生產中的拋體現象，展示拋體現象的普遍性。視頻：飛機投彈，運動員推鉛球圖片：農民拋秧苗收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔（2）利用對比實驗，結合物理學的研究方法，揭示平拋運動的特點[對比實驗]一只手一起拋出的兩個金屬球運動情況基體本相同；一只手一起拋出一個金屬球和一個松軟的紙團，它們的運動情況差異很大。[提出問題]造成兩次實驗差異的原因是什么？即為什么第二次實驗的紙團為什么比金屬球拋得近多了？[分析原因]空氣阻力對紙團的影響大。[歸納總結]空氣阻力使拋體運動變得復雜，根據從簡單到復雜的原則，我們先研究最簡單的情況：將物體水平拋出，物體只在重力作用下的運動，即平拋運動。2．運用“科學探究”教學模式，引導學生探究平拋運動規(guī)律（1）分析討論，確定研究方法收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔[師生對話]和直線運動相比，平拋運動顯然要復雜得多，怎樣才能將復雜的運動化簡為簡單的運動進行研究？根據上一節(jié)的知識，可以將曲線運動分解為兩個直線運動。那么如何來分解平拋運動比較好？因為小球受的力在豎直方向，初速度又是在水平方向，所以將平拋運動分解到水平方向和豎直方向比較好。（2）探究平拋運動在豎直方向的運動規(guī)律[提出問題]如果將平拋運動視為水平方向的運動和豎直方向的運動的合運動，那么，平拋運動在豎直方向應是什么運動？[分析猜想] 豎直方向受重力作用，應是自由落體運動。[實驗論證]引導性提問：能否設計對比實驗來驗證猜想？說明：教師提出這個問題，是充分發(fā)揮教師的主導作用，引導研究方向，掌控教學進程，有利于課堂探究教學的順利開展。收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔分析討論：讓兩個物體同時開始運動，一個做自由落體運動，一個做平拋運動，看它們是否同時著地；同時落地則證實猜想。啟發(fā)性問題：實驗的關鍵是要解決兩物體同時開始平拋運動和自由落體運動。能否利用如圖所示彈性金屬片，加上其他裝置，實現一個動作同時控制兩個小球的運動？說明：因為學生是首次碰到類似問題，要設計出兩物體同時開始平拋運動和自由落體運動是有難度的，所以要進行針對性強的引導，給定器材的實驗設計方向明確，可以降低難度。實驗設計：（學生提出、交流方案；集體討論、修改完善，確定最佳設計；與現成儀器對比，借鑒優(yōu)良設計。）收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔實驗操作：學生代表利用平拋運動和自由落體運動對比演示儀驗證猜想，如圖所示。生成性問題：如何判斷兩個小球是否同時落地？分析討論：①看；②利用數碼相機拍頻閃照片；③聽。課堂上聽的方式最簡單易行，所以用聽的方式。實驗操作：一位同學演示，全體同學聽。說明：在驗證平拋運動在豎直方向是自由落體運動的教學過程中，讓學生參與儀器的設計探究過程，激發(fā)了學生實驗探究的動機和創(chuàng)造性思維的火花，培養(yǎng)了學生的設計探究能力和創(chuàng)新能力。收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔[探究結論]平拋運動在豎直方向應是自由落體運動。（3）探究平拋運動在水平方向的運動規(guī)律[提出問題] 平拋運動在水平方向應是什么運動？[分析猜想] 水平方向不受力，應是勻速直線運動。[實驗驗證]①討論研究方向：可以通過對比實驗或定量測量實驗進行驗證。對比實驗，即是讓兩個小球同時以相同的速度開始運動，一個平拋，一個在水平面上勻速運動，看相同的時間內，水平方向位移是否相等；相同則證實猜想。定量測量實驗，測出做平拋運動的物體在幾段相等時間內的水平位移；依據水平位移是否相等來判斷猜想是否正確。收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔生成問題：實驗中物體平拋運動時間很短，如何測時間和水平位移？分析討論：要充分利用它在豎直方向是自由落體運動的特點。設法通過實驗得到平拋運動的軌跡；在平拋運動的軌跡利用自由落體規(guī)律找到每隔相等時間物體所達到的位置。測量出兩相鄰位置間的水平位移，看這些位移是否相等。說明：在討論過程教師通過提問方式引導教學進程，學生則通過思考、發(fā)表見解來發(fā)揮其主體作用。②選擇實驗器材，設計實驗方案用幻燈展出可供選擇的實驗器材：Ⅰ．用以下器材設計一個對比實驗：收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔兩個完全相同的斜槽，一要規(guī)格相同的水平槽，兩個小球，兩個電磁鐵（含導線和電源）；Ⅱ．用以下器材設計一個或多個實驗來得到平拋運動的軌跡：斜面小槽，小鋼球，粘了方格紙的木板，鉛筆，數碼照相機，帶水平噴嘴的瓶子，玻璃板。實驗設計：給出足夠的時間，分小組設計。③交流設計方案：設計同學介紹方案，其他同學進行質疑或提出改進建議。方案一：對比實驗，將兩個斜槽水平對齊，上下放置，如圖所示，用電磁鐵控制兩個小球同時開始運動，它們以相同大小的速度同時離開斜槽，上面的小球做平拋運動，下面的小球在水平軌道上做勻速直線運動，若它們在水平軌道上相碰，則驗證猜想。收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔方案二：讓小球從斜槽上滑下，從末端水平拋出，用數碼相機拍頻閃照片。用頻閃照片記錄了小球所經過的多個位置，連起來就得到小球做平拋運動的軌跡。建議：在平軌跡后方應加一個方格背景，如圖所示。方案三：讓水平噴出的細水流來顯示平拋的運動軌跡，在水流后面豎直放置一塊玻璃板，用彩筆描出水流的軌跡。收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔方案四：讓小球每次從斜槽上同一高度滑下，從末端水平拋出，用鉛筆描出小球經過的位置，通過多次實驗，在豎直的背景方格紙上記錄了小球所經過的多個位置，連起來就得到小球做平拋運動的軌跡。如圖所示。說明：給定儀器的目的是為了設計方向更加明確，降低難度；前三種方案是學生容易想到的，第四種方案受數碼相機影響不易想到；因為方案四可以很好地培養(yǎng)學生的實驗技能，所以可以由教師引導學生提出。學生可能還有其他方案，教師可以和學生一起進行分析評價。④分組實驗收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔將學生分成12組，每種方案都安排三個小組進行實驗，拿出事先準備好的儀器，學生進行實驗。實驗主要器材如下。⑤數據處理：描軌跡的如何確定時間？如何判斷水平方向是否是勻速運動？收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔說明：教師事先準備好十二組實驗，可以提高課堂效率。對于學生提出的新方案，可以安排學生課后進行操作。收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔在平拋運動的軌跡上，取縱坐標為 h，4h，9h的點，由于豎直方向是自由落體運動，則從拋出點到這幾點所用的時間應分別為 t，2t，3t；如果水平方向是勻速運動，則則從拋出點到這幾點的水平位移應分別是 x，2x，3x。如下圖所示。數碼相機拍照的則直接根據頻閃間隔相等確定時間。⑥交流評價每種方案請一個小組匯報實驗情況，另外兩個小組可進行補充。分析誤差原因。說明：學生常出現的問題是背景板放置不夠豎直；槽口末端沒調水平；沒有確定好拋出點；沒有及時確定y軸等。實驗操作前沒有提醒學生，目的是增強學生的體驗，培養(yǎng)學生的實驗操作能力。出現失誤的同學可以課后再做。收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔[探究結論] 平拋運動在水平方向是勻速直線運動。3．小結提高在日常生活中觀察現象發(fā)現問題，則用實驗的方法進行研究，是物理學研究中常經歷的過程。今天我們再一次體驗從問題開始，經歷假設猜想、設計論證方案、實驗探索，到發(fā)現規(guī)律的過程。在這過程中，我們不僅研究出了平拋物體的運動規(guī)律，而且我們體驗到了對比實驗的簡便快捷，并再次運用“留跡法”和“連續(xù)體法”將瞬間的運動化為永恒。九、知識結構與板書設計收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔十、作業(yè)設計1．研究平拋運動的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長L=1．25cm，若小球在平拋運動途中的幾個位置如圖 a、b、c、d所示，如果小球在在豎直方向應是自由落體運動，在水平方向是勻速直線運動；則小球平收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔拋的初速度的計算式為 v0=________（用L、g表示），其值是________（取g=9．8m/s2）本題的目的：改變數據條件（拋出點未知）來培養(yǎng)學生的數據處理方法，深化學生對描軌跡法研究平拋運動的方法的理解。2．某同學設計了一個研究平拋運動的實驗。實驗裝置示意圖如左圖所示，A是一塊平面木板，在其上等間隔地開鑿出一組平行的插槽（左圖中 、），槽間距離均為 。把覆蓋復寫紙的白紙鋪貼在硬板 B上。實驗時依次將B板插入A板的各插槽中，每次讓小球從斜軌的一同位置由靜止釋放。每打完一點后，把 B板插入后一槽中并同時向紙面內側平移距離 。實驗得到小球在白紙上打下的若干痕跡點，如右圖所示。收集于網絡，如有侵權請聯系管理員刪除精品文檔（1）實驗前應對實驗裝置反復調節(jié)，直到 _______________。每次讓小球從同一位置由