《平抛运动》教学设计.docx

《平抛运动》教学设计.docx

《《平抛运动》教学设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《平抛运动》教学设计.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

《平抛运动》教学设计

本科毕业论文（设计）

题目《平抛运动》教学设计

学院物理科学与技术学院

专业

年级2008级

学号

姓名

指导教师

成绩

2012年4月24日

目录

摘要2

关键词2

Abstract2

Keyword2

●文献综述2

●学情分析4

●课程标准分析4

●教材分析5

●教学目标5

●教学重点、难点5

●教学过程6

1　复习引入6

2　情景创设、引入课题6

2.1　创设情景6

2.2　建立模型7

2.3　引入课题7

3　平抛运动规律8

3.1　平抛运动的速度8

3.2　平抛运动的位移13

4　一般的抛体运动15

5　课堂小结16

6　课堂巩固练习16

7　课后作业17

8　板书设计17

9　教学反思18

●参考文献18

●致谢19

《平抛运动》教学设计

Xxx

西南大学物理科学与技术学院重庆400715

摘要：

本节课是新课标人教版高中物理必修２第五章第２节的内容《平抛运动》，由于教材的不断更新，关于现行版本教材内容的教学设计较少，并且难于符合新课程标准的要求。

因此，在新课改的推动下，本节课在教学设计上，将通过师生互动，运用探究式教学，引导学生分组合作，用运动合成与分解的方法对平抛运动的规律进行实验探究。

通过实验探究，使学生形成对平抛运动的认识；让学生在获得知识的同时，体验科学探究过程，了解科学研究方法；培养学生科学探究能力和交流协作能力；使学生学会学习。

关键词：

平抛运动；教学设计；科学探究；课程标准

HorizontalProjectileMotionInstructionalDesign

Xxx

TheSchoolofPhysicalScienceandTechnology,SouthwestUniversity,Chongqing,400715,China

Abstract:

ThislessonisthehighschoolphysicsRequired2Chapter5,Section2ofThenewcurriculumstandardsPEP“HorizontalProjectileMotion”,duetotheconstantlyupdatedtextbooks,teachingmaterialsonthecurrentversionoftheinstructionaldesignsmallanddifficulttocomplywiththerequirementsofthenewcurriculumstandards.Therefore,undertheimpetusofthenewcurriculum,thislessononinstructionaldesign,throughteacher-studentinteraction,theuseofinquiryteaching,andguidethestudentsintogroupingcooperation,HorizontalProjectileMotionofthelawsofmotionsynthesisanddecompositionexperimentstoexplore.Throughtheexperimentalexploration,enablestudentstoformtheunderstandingoftheHorizontalProjectileMotion;enablestudentstoacquireknowledgeatthesametime,toexperiencetheprocessofscientificinquiryandunderstandthescientificmethod;students'scientificinquiryabilityandACcollaboration,sothatstudentslearnhowtolearn.

Keyword:

HorizontalProjectileMotion;InstructionalDesign;Scientificinquiry;Curriculumstandards

●教学内容：

新课标人教版高中物理必修２第五章第２节《平抛运动》

●科目：

物理

●年级：

高中一年级（下册）

●教学时间：

２课时（９０分钟）

●文献综述

本节教学设计通过搜索ｃｎｋｉ、万方、维普数据库，查询到共１３篇符合平抛运动教学设计的文献，在人民教育出版社网站上查询到4篇关于平抛运动一节的教学设计以及课程标准高中物理教科书（人教版）必修1、必修2编写思想一篇。

另外查阅了高中物理课程标准。

通过阅读查询到文献，总结出这些文献存在的一些优点和不足之处，现归纳如下：

一、科学探究思想进入了教学设计。

从文献中的教学思想来看，相比以前的课堂教学设计，所有教师都在教学设计中加入了科学探究的思想和安排，不在是以前的照搬教材里面的实验，用教材中原有的实验设计来生搬硬套的进行教学，生硬的将知识注入学生的大脑。

而这些教学设计中，都加入了科学探究的思想，运用了科学探究的７个要素来设计实验从而进行教学，这样使学生能够对知识有更好的认识，并且培养了学生的创新能力和自学能力。

二、科学探究中对科学探究要素的理解到位。

课程标准给出了科学探究的几个要素，这些“要素”不是“环节”。

环节缺一不可，链条缺了一个环节就要断裂，而要素只要存在一些就体现了科学探究的精神。

多数探究活动都不会包括所有这些要素，例如，不一定都包括实验。

谁都不会否认爱因斯坦的工作是科学探究，但谁能找出他亲手做实验的证据？

我们说实验是物理学的基础，是说实验可以为物理学提出问题，而且物理学理论的正确与否最终必须接受实验的检验；但不是说每个物理学家都要做实验，更不是说高中物理的内容都要通过实验得出来。

在实际的高中物理课堂探究教学中，针对高中物理课程各个模块所安排的一些典型的科学探究或物理实验，并不一定要严格遵循以上７个步骤，某些探究过程可能只含有其中的几个要素，而且也不一定按固定的顺序展开。

探究过程只要能使学生领悟科学探究的思想，培养学生进行科学探究所需的能力，增进对科学探究方法和过程的理解，都有合理存在的必要。

在这些教学设计中，所有教师都根据本节课的需要来进行设计，并在科学探究中参照科学探究的几大要素，自己设计符合本节课实验的探究过程，对几大要素的选择非常到位。

三、新课程标准理念下的教师与学生的角色还未完全转换过来。

在新课程标准理念的推动下，教师教学观念有了很大的改变和进步，在进行教学设计的同时，一改以往的教师主体角色，将教师主导，学生主体的思想带入到了课堂教学设计中。

但是，在这些教学设计中，能够很好的做到这点的很少，很多老师都是大概的设计了引导学生思考、学习的环节，但是从整体来说，引导的不是很恰当，显得有点过于追求结果，而不注重过程，导致教师的主导不是很明显，有点形式主义。

四、针对最新版教材中《平抛运动》的教学设计文献少。

从人教版最近的五个版本的高中物理教材来看，从以前的《平抛物体的运动》到《探究平抛运动的规律》再到２０１０年修订的《平抛运动》来看，平抛运动一节的内容以及教材设计都有很大的变动。

许多的教学设计文献都是针对以前版本教材进行的教学设计，仅有两三篇是针对最新版《平抛运动》教材的教学设计。

五、一些教学设计过于复杂，探究实验过多。

针对目前的教育现状，我国的教育仍然处于应试教育阶段，学校教育要在有限的时间内完成规定的教学内容，那么真正用于探究式教学的时间很少。

这就要求教师来设计适当的探究式教学设计，才能在有限的时间完成教学任务，并能让学生体会科学探究的过程。

在查阅到的文献中，有许多教学设计中设计了很多探究式实验，然而设计时并未考虑教学时间的限制，他们所设计的内容在规定的一节课时间是无法完成的，即使完成了也是一种形式主义，走走过场，学生并未能够真正的学到探究的精神。

●学情分析

1．通过前面的学习，学生已经知道了合运动、分运动以及运动的合成与分解所遵循的规律；知道了运动的合成与分解是处理曲线运动的基本方法。

2．通过一个多学期的学习，学生虽然已经具备了初步的实验设计能力、实验操作能力和分析问题能力、归纳实验现象的能力。

但是，教学中还是需要教师进行适当的引导提示，才能使学生找到正确合适的方法。

3．学生可能遇到的困难：

设计不出验证平抛运动在竖直方向是自由落体运动和水平方向是匀速直线运动的实验装置。

4．学生在学习中可能会采取的学习策略：

分组讨论，向教师寻求帮助，实验探索，总结反思等。

●课程标准分析

原来的高中物理教学大纲对抛体运动的要求是“平抛运动（B）”，这是一个干巴巴的知识点；《高中物理课程标准》对“抛体运动”规定的内容标准为“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动”。

运动的合成与分解是处理复杂运动时常用的一种方法，“探究平抛运动的规律”一节正是该方法的典型应用。

在学习本节内容之前，学生已经掌握了运动的合成与分解方法，所以，以此为基础加以引导启发，学生即可应用已学知识去解决新问题。

●教材分析

《平抛运动》是高一物理必修２第五章第２节的内容。

这节课要探究的内容比较丰富，是在学生学习了直线运动规律、牛顿运动规律和运动合成与分解的基础上，给出了什么叫抛体运动、什么叫平抛运动，提出了探究的问题：

探究平抛运动的规律。

探究的过程既有实验现象的观察。

又有分析、推理的过程，还将实验现象与分析、推理结合起来，探究出平抛运动在水平方向和竖直方向的运动规律。

课程标准的内容为：

“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动”。

运动合成与分解方法是一种重要的物理方法，是本章的重点。

平抛运动是该方法的实例应用，是学生学习运动由直线到曲线的一个转折点。

本节课通过实验让学生真正理解平抛运动。

平抛运动规律的探究是本节的难点，需要学生进行一定的猜想假设，设计实验从而验证假设，得到平抛运动的规律，使学生对平抛运动有更好的理解。

●教学目标

一、知识与技能

1．理解抛体运动和平抛运动的定义及特点。

2．理解平抛运动的规律。

3．会用平抛运动规律解答有关实际问题。

二、过程与方法

1．体会平抛运动规律的探究过程，掌握运动的合成和分解方法在探究平抛运动规律中的应用。

2．体味物理学“化曲为直”、“化繁为简”的方法及“等效代换”、“正交分解”的思想方法。

3．以两个演示实验为载体，培养学生观察、分析和归纳的能力。

三、情感、态度与价值观

1．通过课堂讨论，培养学生的团队合作精神。

2．通过实际情景培养学生关注物理、关注生活的意识，并且培养学生在生活中应用物理知识的意识；使学生爱物理、爱生活。

●教学重点、难点

教学重点：

1．平抛运动的特点和规律。

教学难点：

1．利用运动的合成与分解的方法将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

2．设计实验方案，探究平抛运动的规律。

●课型

新授课

●教学方法

讲解法、引导法、实验探究法、分组讨论法、理论分析法。

●教学资源

平抛竖落仪、平抛水平仪、多媒体课件、多媒体教室等。

●教学过程

第１课时教学活动（４５分钟）

1　复习引入

师生问答，复习，巩固相关知识（做曲线运动的条件以及运动的合成与分解）

师：

前面我们学习了曲线运动的相关知识以及研究曲线运动基本方法——运动的合成与分解，在学习新课之前我们先来回顾一下。

在什么情况下物体会做曲线运动?

生：

当物体所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。

师：

对于曲线运动，我们通常会如何处理?

生：

用运动合成与分解的方法，把它分解为两个方向的分运动来研究，两个分运动的共同效果与合运动效果是一样的。

师：

运动的合成和分解遵循什么原理?

生：

平行四边形定则。

师：

合运动和各分运动具有什么关系?

生：

等时性和独立性。

2　情景创设、引入课题

2.1　创设情景

师：

在一次模拟救援活动中，水平飞行的飞机要将救援物资准确投放到A点，飞机应在何处投放？

如图1所示。

少数学生回答在Ａ点的正上方，多数学生回答在Ａ点的左侧。

师：

到底应该怎样投放物资呢？

让我们来看看被投放的物资在空中运动的轨迹。

（在多媒体课件中展示被空投的物资在空中的运动）

图1水平飞行的飞机投放物资

Figure1Levelflyingaircraftputmaterials

教师模拟飞机投放物资的情景：

用手拿着一粉笔头水平运动，并模拟飞机投放物资将粉笔头投出去，让学生观察粉笔头在空中的运动轨迹。

（提醒学生注意观察，因为粉笔头的运动时间很短）

2.2　建立模型

师：

通过刚刚的模拟演示，我们知道投放物资的运动轨迹是曲线，那为什么物资在空中运动的轨迹是曲线呢？

引导学生联系物体做曲线运动的条件。

生：

因为物资所受合力方向与速度方向不在同一直线上。

师：

被投放的物资在空中受到那些力的作用？

生：

重力和空气阻力。

师：

物理学研究问题总是先简单后复杂，忽略次要因素，突出主要因素，对于空中运动的物资由于空气阻力的影响较小，我们忽略不计。

因此，理想情况下物资只受到重力的作用。

投放物资只受到重力作用，受力方向竖直向下，速度方向明显不是竖直向下，满足物体做曲线运动的条件，因此投放物资在空中做曲线运动。

2.3　引入课题

师：

像救援物资，以一定的速度将物体抛出，如果物体只受重力的作用，这时的运动叫做抛体运动。

师：

如果我们将抛体运动的初速度方向改变成水平方向上，那么具有水平初速度并只受到重力作用的这种运动称为平抛运动。

这就是我们本节课所要学习的重要内容——平抛运动。

（板书平抛运动的定义）

师：

请同学们认真分析平抛运动的定义，从中提取出物体做平抛运动的条件。

学生思考归纳，请一位同学发言：

平抛运动的条件：

（1）物体具有水平方向的初速度；

（2）运动过程中只受重力作用。

（板书平抛运动的条件，且画出示意图，如图2所示）

图2做平抛运动的条件

Figure2TheconditionstodoHorizontalProjectileMotion

在生产生活中有很多运动可以看作平抛运动。

引导学生利用已有日常生活知识寻找相似实例，让学生更好的理解平抛运动的定义及条件。

如水平扔出的粉笔头、水平管中喷出的水流、桌面上水平方向弹出的小球等。

（在多媒体课件中展示物体做平抛运动例子的图片）

3　平抛运动规律

3.1　平抛运动的速度

3.1.1　大胆猜想

师：

对于平抛运动这样的曲线运动我们如何来处理？

到今天为止我们学过匀速直线运动和匀变速直线运动以及运动的分解和合成的知识，我们能不能将平抛运动运用前面所学过的运动相关知识来进行分析？

生：

可以利用运动的合成与分解的方法，将平抛运动进行分解从而来分析平抛运动。

师：

我们应该怎样分解平抛运动，并且要能够更好更容易的对平抛运动进行分析？

（将学生按座位就近的４－６人为一组进行分组，让学生分组讨论应该如何分解平抛运动。

教师应鼓励学生进行大胆分解，并注意引导学生猜想应该将平抛运动分解到什么方向比较容易处理。

）

每个小组派出一个代表表达本小组的讨论结果。

教师应对每组学生的观点给予肯定与表扬。

教师总结：

平抛运动由于初速度方向水平且水平方向不受外力作用，竖直方向又只有重力作用。

因此，为了更容易处理，我们采用×小组的分解方法，将平抛运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动。

（多媒体课件展示以物体被抛出的位置为原点建立平面直角坐标系）

师：

平抛物体在这两个分运动方向上分别做什么运动？

（板书猜想结果）

引导学生分组大胆猜想：

水平方向做匀速直线运动

竖直方向做自由落体运动

3.1.2　理论分析

师：

为什么猜想平抛物体水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动？

（请学生自愿举手回答问题）

生：

物体水平方向不受力，初速度不为0，所受重力方向与速度方向垂直，因此水平方向做匀速直线运动；竖直方向初速度为0，只受重力作用，因此做自由落体运动。

（回答情况根据学生情况不同，高一学生语言组织能力差，言之有理即可）

师：

水平方向：

由于物体受到的重力是竖直向下的，它在x方向的分力为0，所以物体在x方向的加速度是0；又由于物体在x方向的分速度

在运动开始的时候是

，所以它将保持不变，与时间t无关，做匀速直线运动，有（平抛运动速度分析如图3所示）

图3研究平抛运动的速度

Figure3StudyingthespeedofHorizontalProjectileMotion

竖直方向：

在y方向，由于物体受到的重力是沿着y轴的，所以重力在y方向的分力等于mg。

以a表示物体在y方向的加速度，应用牛顿第二定律得到mg＝ma，由此知道a＝g，即物体在竖直方向的加速度总是等于自由落体加速度；物体的初速度

沿x方向，它在y方向的分速度是0，即竖直方向的初速度为0，做自由落体运动，有

师：

我们知道运动的合成与分解也遵循平行四边形法则，知道了分运动，我们就可以利用平行四边形法则求出合运动的速度

平抛物体速度的方向

3.1.3　实验探究

师：

前面我们用学过的动力学知识分析证实了平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，并且推导出了平抛运动速度的大小和方向。

但物理学中要求用实验事实说话，一切理论成果都要经过实验的验证才能得以肯定，那么我们的猜想以及理论分析是否真的正确呢？

下面我们就来自己设计实验，探究我们的猜想是否正确。

（强调这是我们本节课学习的难点所在）

师：

我们应该怎样来设计实验？

请同学们分组讨论，提出你们觉得能够验证我们的假设的实验方案。

教师注意引导学生，实验应该分别来验证平抛运动水平方向上是匀速直线运动，竖直方向上是自由落体运动。

提醒学生应根据匀速直线运动相等时间内的位移相同来设计探究实验，以及自由落体运动相同时间内的位移成1∶3∶5∶……的比例、相同时间内位移差ΔS＝gt2等特点来设计探究实验。

学生讨论后得出以下几种实验方案：

（这几种是学生很容易想到的）

（1）运用平抛竖落仪来探究平抛运动竖直方向的运动为自由落体运动。

（教材中提出的方法，学生很容易用到）

（2）用相机拍摄平抛运动的频闪照片，从照片上相同时间间隔的点测水平方向和竖直方向的位移，判断水平方向是否是匀速运动，竖直方向是否是自由落体运动。

（3）同理

（1），可以对比水平方向的运动，设计相同两个物体，一个物体做平抛运动，一个物体做初速度相同的匀速直线运动，两物体相碰，说明水平方向运动相同，即平抛运动水平方向为匀速直线运动。

教师补充：

（4）可以从方案

（1）得到平抛运动竖直方向为自由落体运动，再想法得到平抛运动的轨迹。

在轨迹上运用自由落体运动的特点找到时间间隔相同的点，再测量水平方向相同时间间隔的位移，判断水平方向是否做匀速直线运动。

如图4所示

图4验证平抛运动水平方向做匀速直线运动

Figure4VerifyHorizontalProjectileMotionhorizontaldirection,theuniformlinearmotion

师：

我们提出了四种方案，有些简单，有些复杂。

下面我们就用同学们提出的

（1）（3）两个对比实验方案，来进行探究，这两个实验的原理和操作都很简单，其他的方案同学们可以在课下自己去操作一下，看能否验证我们的猜想。

对比实验一

（1）演示平抛运动物体与自由落体运动的小球同时落地

仪器介绍：

A、B为两个完全相同的金属球，用小锤击打弹性金属片C，使A球沿水平方向飞出做平抛运动，与此同时，B球被松开做自由落体运动，A、B两球同时开始运动。

如图5所示

图5平抛竖落仪

Figure5HorizontalProjectileverticaldropinstrument

实验过程中需要改变实验装置离地面的高度和打击的力度，多次重复实验，观察两球哪个先落地。

师：

下面请甲、乙两位同学上台做实验，甲同学操作，乙同学观察。

注意仔细观察两球哪个先落地。

其他同学在下面也仔细观察。

让甲同学操作一次，问乙同学：

看清楚哪个球先落地了吗？

乙：

看的不是很清楚，有点不敢肯定。

师：

那么我们怎么才能肯定呢？

有什么好的方法可以让我们更准确的判断两球是否同时落地？

生：

用耳朵听声音，如果两球同时落地的话，那就只有一声，不同时落地的话就有两声。

师：

所以我们需要用耳朵听声音，同时眼睛也注意观察，耳朵和眼睛并用来判断。

下面按照要求，请甲乙两同学开始实验。

（提醒同学们一定要仔细观察）

思考：

它们在空中是否始终在同一高度？

如何去验证？

生：

改变两个小球开始运动的高度，不同的高度，两球仍然同时落地的话，就说明它们在空中始终在同一高度。

反之，则不在同一高度。

实验现象：

改变两个小球开始运动的高度和平抛的初速度（打击的力度不同），发现它们始终同时落地。

结论：

平抛运动的小球和自由落体运动的小球始终同时落地，即：

平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动。

对比实验二

（3）演示平抛运动物体与匀速直线运动的小球相碰

仪器介绍：

在如图6所示的装置中，两个相同的弧形轨道M、N分别用于发射质量和

图6平抛水平仪

Figure6HorizontalProjectileLevel

大小都相同的两个小铁球P、Q；两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小球P，Q在轨道出口处的水平初速度VO＝V，将小铁球P、Q分别放在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的末端水平射出（BE板近似光滑，忽略小球Q运动时所受阻力）

实验过程中需要改变P、Q两球的高度（电磁铁C、D的高度），多次重复实验，观察P球落地时能否与Q球相碰。

请丙、丁两位同学上台做实验，丙同学操作，丁同学观察。

注意仔细观察两球能否相碰。

其他同学在下面也仔细观察。

（教师在一旁指导、监督，提醒两位同学改变电磁铁的高度，重复实验）

实验现象：

改变两个小球开始运动的高度，发现它们始终能够相碰。

结论：

平抛运动的小球和水平方向做匀速直线运动的小球始终相碰，即：

平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动。

3.1.4　结论

师：

到此我们做了两个对比实验，得到平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动，且两个方向上的分运动同时进行、相对独立、互不干扰。

我们还有其他的两个实验方案，同学们可以课后自己动手操作一下，加深一下对平抛运动分解为水平和竖直方向的两个分运动的理解。

3.1.5　问题解决

例题1　如图7所示，将一个物体以10m/s的速度从10m的高度水平抛出，落地时它的速度方向与地面的夹角

是多少（不计空气阻力，取g=10m/s2）？

图7人抛物体示意图

Figure7Theschematicdiagramofpeoplethrowingobjects

（例题1的详解过程，参见教材第9页）

第２课时教学活动（４５分钟）

3.2　平抛运动的位移

3.2.1　平抛运动的位移

师：

上节课我们学习了平抛运动的定义，并进行试验探究得知平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，得到平抛运动的速度。

这