高中教育物理人教版必修2 《平抛运动》的教学设计.docx

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高中教育物理人教版必修2《平抛运动》的教学设计

《平抛运动》的教学设计

一、教学内容分析

《平抛运动》是人教版普通高中课程标准教科书《物理》必修2第五章《曲线运动》中的第二节。

纵览整个教材结构，我们不难发现：

在前几章中，学生主要学习的是直线运动，而在本章之后，安排的是曲线运动。

显然，本章在整个教材结构中承担了由“直线”向“曲线”过渡的任务，《平抛运动》是曲线运动中安排的第一个运动，它是最基本最重要的曲线运动，它也是运动的合成和分解知识的第一次实践性应用，它还是理解和掌握其它曲线运动的基础；它的处理方法与思想也是以后学习带电粒子在电场中做“类平抛运动”的处理方法与思想,可见平抛在曲线中的地位。

二、教学对象分析

学生们目前已经学过自由落体运动规律和运动的合成与分解知识，为学生理解平抛运动中两个方向上的分运动上奠定了一定的知识基础。

学生在平常的学习和生活中已经接触到过一些零碎的关于平抛运动的例子。

三、教学目标分析（三维目标）

（一）知识与技能目标

1．能准确说出平抛运动的定义和特点；

2．能够用运动的分解合成的方法研究平抛运动，掌握平抛运动的规律

3．关注平抛运动的规律与日常生活的联系，能够利用平抛运动的规律解决实际问题。

（二）过程与方法

1．通过演示实验、并结合实验视频和课件完成同学们从感性到理性的认识，增强他们的观察能力分析能力和运用数学解决物理问题的能力。

2．渗透物理学研究方法：

认识平抛运动的处理方法是先分解再合成，这个规律是物理学研究的重要方法；用两个简单的直线运动来等效替代，利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动,渗透物理学等效替代的思想。

3．带领同学们体会平抛运动的探究过程，尝试运用先猜想再验证的方法研究和解决物理问题。

4．发挥多媒体在教学工具的作用。

（三）情感、态度、价值观

1．通过平抛运动规律的研究，在用实验得出结论的过程中，能认真思考,积极参与,勇于探索，逐步树立严谨科学的求知态度；

2．在探究合作过程中，增强探究意识与合作意识，增强与人交流的意识；

3．通过平抛运动规律的实践性问题的应用，体会物理规律在现实生活中的重要作用，增强物理知识与实际生活联系的能力，增强对物理学习的兴趣。

四、教学重点和难点

（一）重点：

1．体验平抛运动规律的探究过程。

2．掌握平抛运动的规律和如何利用运动的合成与分解的方法分析平抛运动。

（二）难点：

1．平抛运动的研究方法——可以用两个简单的直线运动来等效替代曲线运动。

2．应用数学勾股定理并结合合成分解知识分析归纳平抛运动的轨迹,利用分解与合成的方法求平抛运动的速度和位移。

五、教学过程

（一）创设情境，引入新课

新课引入之后动画展示生活中的平抛运动，在动画中运动员击打网球，网球做抛体运动，但是教师在此要强调：

视频中网球的运动只能近似的看成平抛运动，为什么说是近似看成呢？

在此设置悬念。

然后动画展示平抛运动，在动画展示平抛运动过程中教师要强调：

平抛是理想化模型，它并不考虑空气阻力，就是这个原因前面视频中网球的运动只能近似的看成平抛运动，而不是课本定义中的平抛运动，由此引出平抛运动的定义。

动画展示平抛运动

（二）平抛运动

1．平抛运动的定义：

不考虑空气阻力，物体只在重力作用下以一定的初速度沿水平方向抛出所做的运动。

让同学们从研究定义中归纳得到平抛运动的特点

2．平抛运动的特点

（1）初速度方向为水平

（2）不计阻力，只受重力作用

（3）运动轨迹是曲线（实为抛物线）

3．平抛物体的性质：

加速度恒为g的匀变速曲线运动

学生再列举生活中有关平抛运动的事例。

（三）、平抛运动的规律

提出问题：

既然抛运动是曲线运动，那我们该如何来研究平抛运动的规律？

再次利用动画展示平抛运动轨迹，让同学们认真观察：

它既有沿速度方向上的运动还有沿竖直方向的运动。

学生讨论、教师引导：

可以借助上节课的研究方法——运动的合成与分解，不妨我们就沿着竖直和水平两个方向来研究平抛运动。

1．平抛运动竖直方向的运动规律

猜想：

平抛运动在竖直方向作什么运动？

理论探究：

（请同学分析得出）

竖直方向：

无竖直的初速度，而且竖直方向只受重力，所以竖直方向可能是自由落体运动

（设计意图：

作出科学猜想，然后验证猜想，对学生进行科学方法教育。

）

师：

那我们应该怎样来验证这个猜想呢?

演示实验：

让学生利用平抛与自由落体演示仪进行分组实验：

平抛运动与自由落体运动。

在实验前给学生补充知识：

两个质量相等的小球互相碰撞时交换速度。

师：

观察两球的运动情况，看两球是否同时落地。

生：

（实验观察）判断两球是否同时落地的小技巧：

不要用眼睛看，因为整个过程时间非常短，而是要用耳朵听，只要听到一个声响，说明两个小球同时落地。

运动中实验现象因演示实验一闪即逝而难以观察，而且无法放慢镜头，更无法看清整个过程，只能用耳朵听，做完实验之后再观看这个实验视频，在视频中可以将两个球的运动情况放慢镜头，而将整个过程看的清清楚楚,体现多媒体的优越性。

结论：

平抛运动竖直方向上的分运动是自由落体运动。

（设计意图：

通过实验探究，再结合多媒体视频，放慢整个实验过程得出平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。

培养学生实验观察能力和学习探究未知规律的兴趣。

）

2．平抛运动水平方向的运动规律

猜想：

水平方向做什么运动呢？

理论探究：

（请同学分析得出）

因为水平方向不受任何力作用，又有水平初速度，所以水平方向可能作匀速直线运动。

师：

那我们应该怎样来验证这个猜想呢?

（电脑模拟）

平抛运动与水平匀速直线运动。

实验结论：

平抛运动与水平匀速直线运动每时每刻的水平位移相等，这说明：

平抛运动水平方向上的分运动是匀速直线运动。

总结：

平抛运动可分解为

（1）水平方向上的分运动是匀速直线运动；

（2）竖直方向上的分运动是自由落体运动。

然后利用动画将竖直的自由落体运动与水平的匀速直线运动合在一起，形象的展示其合运动就是平抛运动的轨迹，增强学生们的感性知识。

从动画中观看到：

将水平方向的匀速直线运动和竖直方向自由落体合在一起就是小球的平抛运动。

3．平抛运动规律（研究平抛的规律其实就是研究其位移和速度）

a．平抛运动物体的位移：

师：

如何确定平抛物体t时刻所在的位移？

根据合成与分解的知识引导学生讨论：

以抛出点为坐标原点，水平抛出的方向为x轴的正方向，竖直向下的方向为y轴正方向，以抛出物体的瞬时开始计时，（画出下面坐标）分别沿水平和竖直两个方向来研究其分位移

水平方向的位移位匀速直线运动的位移：

x=v0t

竖直方向的位移为自由落体的位移：

根据运动的合成的知识可以得到位移的合成遵循着平行四边形法则，那么可以得到其合位移为：

位移的方向:

师:

加强对公式的理解,提问：

能否用v2－v02＝2gX求OP的位移?

让学生讨论

（结论：

不能，此公式只适用于匀变速直线运动，而平抛运动是曲线运动）

b．平抛运动的速度：

师：

学习了平抛运动位移的求法，那么该如何确定平抛物体任意时刻t的速度？

学生讨论得出：

同样根据运动合成分解的知识，先研究其分速度

水平方向分速度为匀速运动的速度：

vx＝v0

竖直方向分速度为自由落体运动的速度：

vy＝gt

然后根据速度的合成依然遵循平行四边形法则知识求合速度的大小：

方向：

教师再次追问求速度能不能用V=V0+gt求平抛运动的速度呢?

（不能，此公式只适用于匀变速直线运动，而平抛运动是曲线运动）

加深学生对学过知识的理解。

c．平抛运动的轨迹：

师：

平抛运动的轨迹是一条曲线，是什么样的曲线？

师：

也可以从理论上推导

由位置坐标:

x=v0t和

消去公式中的t得:

这符合中学我们学过的抛物线的方程，

结论：

平抛运动的轨迹是一条抛物线

例题分析，强化意识

一、平抛运动的理解

例1

　关于平抛物体的运动，以下说法正确的是（　　）

A．做平抛运动的物体，速度和加速度都随时间增大

B．做平抛运动的物体仅受到重力的作用，所以加速度保持不变

C．平抛物体的运动是匀变速运动

D．平抛物体的运动是变加速运动

解析　做平抛运动的物体，速度随时间不断增大，但由于只受恒定不变的重力作用，所以加速度是恒定不变的，选项A、D错误，B、C正确．

答案　BC

二、平抛运动规律的应用

例2

　一架飞机以200m/s的速度在高空沿水平方向做匀速直线运动，每隔1s先后从飞机上自由释放A、B、C三个物体，若不计空气阻力，则（　　）

A．在运动过程中A在B前200m，B在C前200m

B．A、B、C在空中排列成一条抛物线

C．A、B、C在空中排列成一条竖直线

D．落地后A、B、C在地上排列成水平线且间距相等

解析　刚从飞机上落下的每一个物体都具有跟飞机一样的水平初速度，因此它们在空中排列成一条竖直线，故A、B错误，C正确．因不计空气阻力、物体在水平方向上的速度均为200m/s且落地间隔时间为1s，故落在地面上排列成水平线且间距均为200m，故D正确．

答案　CD

六、板书设计

第二节平抛运动

1．平抛运动定义：

2．平抛运动的特点和性质：

3．平抛运动的规律：

①水平方向上做匀速直线运动；

②竖直方向上做自由落体运动。

（1）平抛运动物体的位置坐标

任意一点的位置坐标:

水平方向：

x=v0t

　　　　竖直方向:

任意时间t内的位移大小:

位移方向:

（2）平抛运动的速度

平抛运动水平方向做匀速直线运动：

Vx=V0

平抛运动竖直方向做竖直落体运动：

Vy=gt

平抛运动物体的速度：

速度的大小：

速度方向：

（3）平抛运动的轨迹

平抛运动的轨迹是一条抛物线

多媒体在本节课教学中的作用：

A.提供事实，建立经验；B.创设情境，激发兴趣；C.举例验证，建立概念；D.提供示范，正确操作；E.呈现过程，加深印象；F.演绎原理，启发思维；G.归纳总结，复习巩固。