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1、第三節(jié) 實驗:研究平拋運動教學(xué)設(shè)計
【教材和學(xué)情分析】
一、 教材分析
《平拋物體的運動》這節(jié)內(nèi)容編排在學(xué)生學(xué)習(xí)了直線運動的規(guī)律和牛頓運動定律及《曲線運動》和《運動的合成與分解》這兩節(jié)內(nèi)容之后,它既符合學(xué)生由易到難,由簡到繁的認識規(guī)律,又保持了知識的結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性。
二、學(xué)情分析
1、 高一學(xué)生認識事物的特點是:已經(jīng)開始習(xí)慣抽象邏輯思維,但思維還常常與感性經(jīng)驗直接相聯(lián)系,仍需具體形象的來支持。
2、學(xué)生在沒有學(xué)習(xí)本節(jié)知識之前,已經(jīng)知道了牛頓運動定律、曲線運動、運動的合成與分解等概念和方法,但沒有親身體驗過如何來具體的研究曲線運動。
本節(jié)課主要采用實驗探究的
2、教學(xué)模式,逐步引導(dǎo)學(xué)生認識事物的本質(zhì)。學(xué)生通過對實驗中種種問題的探究,掌握科學(xué)認識物理規(guī)律的方法。
【核心素養(yǎng)】
通過《實驗:研究平拋運動》的探究過程,將感性認識和理性思維相結(jié)合,使學(xué)生獲得成功的體驗,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知的欲望; 鼓勵學(xué)生去創(chuàng)新和實踐,提倡多動腦、動手的創(chuàng)新精神,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新品德。
【教學(xué)目標(biāo)】
(1)能描出平拋運動的軌跡。
(2)會計算平拋物體的初速度。
(3)結(jié)合運動分解的知識,明確兩個分運動的特點。
(4)知道判斷運動軌跡是否是拋物線的方法;
【教學(xué)重點】
平拋運動軌跡的描繪。
【教學(xué)難點】
判斷平拋運動的軌跡
3、是不是拋物線以及計算平拋物體的初速度及拋出點坐標(biāo)。 【教學(xué)方法】
自主學(xué)習(xí)與實驗探究相結(jié)合,加深對平拋運動的感性認識。
【教學(xué)準(zhǔn)備】
實驗器材:斜槽、小球、木板、白紙(可先畫上坐標(biāo)格)、圖釘、鉛垂線、直尺、三角板、鉛筆等。
多媒體:多媒體課件、電子白板、Excel軟件、攝像頭等。
【教學(xué)流程】
【教學(xué)過程】
課前:登陸優(yōu)教平臺,發(fā)送預(yù)習(xí)任務(wù)。根據(jù)優(yōu)教平臺上學(xué)生反饋的預(yù)習(xí)情況,發(fā)現(xiàn)薄弱點,針對性教學(xué)。
一、引入新課
提問:小游戲中,飛機投彈如何才能準(zhǔn)確擊中敵艦?zāi)繕?biāo)呢?
炮彈做平拋運動在空中一瞬即逝,優(yōu)美的曲線隨即成為歷史,沒有留下什么具體的可供操作的東西,
4、無法研究平拋運動。要詳盡研究平拋運動的特點,必須先得到其運動軌跡。引入新課。
設(shè)計意圖:游戲激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、新課教學(xué)
展示學(xué)習(xí)目標(biāo)及實驗探究點(認真閱讀教材并結(jié)合實驗室實際情況選擇合適的實驗器材和研究方法)
探究點1、如何獲得平拋運動的軌跡?
探究點2、如何確定軌跡是否為拋物線?
探究點3、如何根據(jù)已有的軌跡求出平拋的初速度
(一)如何獲得平拋運動的軌跡?
平拋運動演示儀
1、師生交互認識實驗器材:
斜槽、小球、木板、白紙(可先畫上坐標(biāo)格)、圖釘、鉛垂線、直尺、三角板、鉛筆等。實驗裝置如圖。
2、師生互動設(shè)計實驗方案。
利用多媒體功能解決
5、學(xué)生器材和設(shè)計上的難點,順利設(shè)計出實驗方案。
設(shè)計意圖:利用多媒體的強大功能,師生互動,更好的幫助學(xué)生認識器材,學(xué)會使用器材。
3、學(xué)生分組實驗
實驗步驟:
①安裝調(diào)整斜槽:用圖釘把白紙釘在豎直板上,在木板的左上角固定斜槽,并使其末端保持水平;
②調(diào)整木板:用懸掛在槽口的鉛垂線把木板調(diào)整到豎直方向,并使木板平面與小球下落的豎直面平行且靠近,固定好木板;
③確定坐標(biāo)軸:把小球放在槽口處,用鉛筆記下小球在槽口時球心在木板上的水平投影點O,O即為坐標(biāo)原點,再利用鉛垂線在紙上畫出通過O點的豎直線,即y軸;
④確定小球釋放點:選擇一個小球在斜槽上合適的位置由靜止釋放,使小球運動軌
6、跡大致經(jīng)過白紙的右下角;
⑤描繪運動軌跡:把筆尖放在小球可能經(jīng)過的位置上,如果小球運動中碰到筆尖,用鉛筆在該位置畫上一點,用同樣的方法,從同一位置釋放小球,在小球運動路線上描下若干點。
注意事項:
1、應(yīng)保持斜槽末端的切線水平,釘有坐標(biāo)紙的木板豎直,并使小球的運動靠近坐標(biāo)紙但不接觸;
2、小球每次必須從斜槽上同一位置無初速度滾下,在斜槽上釋放小球的高度應(yīng)適當(dāng),使小球以合適的水平初速度拋出,其軌跡在坐標(biāo)紙的左上角到右下角間分布,從而減小測量誤差;
3、坐標(biāo)原點(小球做平拋運動的起點)不是槽口的端點,應(yīng)是小球在槽口時球心在木板上的水平投影點。
(二)如何確定軌跡是否為拋物
7、線?(認真閱讀教材,按照以下步驟進行操作)
小球位置
x/m
y/m
a=y/x2=
y=x2
v0(m/s)
0(m/s)
M1
M2
M3
M4
M5
設(shè)計意圖:利用Excel中的數(shù)據(jù)處理功能分析數(shù)據(jù),輔助理解,體驗成功。
實驗的理論探究:
1、軌跡上各點坐標(biāo)應(yīng)該滿足y = a x2;
2、取一點M的坐標(biāo)代入方程可求出a值;
3、再在軌跡上任取其它的一些點,量出坐標(biāo)代入方程,求出不同的點是a 看看是否一樣,若各組的a值差不多,則說明軌跡是一條拋物線。
請同學(xué)
8、們完成表格,驗證a值:
數(shù)據(jù)處理:白紙左上角即為坐標(biāo)原點O,上邊緣為X軸,左邊緣為Y軸;把各點用平滑曲線連接起來;量出各點的高度和水平距離,計算出初速度,最后算出平均值。
實驗誤差來源:
1、如何保證小球的運動是平拋運動?
2、如何保證小球每一次都以相同的速度水平拋出?
3、如何確定小球平拋的初始位置?
4、小球受空氣阻力。
展示學(xué)生實驗結(jié)果,對比分析。
設(shè)計意圖:利用攝像頭展示學(xué)生實驗描點結(jié)果,對比分析,展示優(yōu)秀,提出不足。
(三)如何根據(jù)已有的軌跡求出平拋的初速度?
實驗的理論探究:
1、在軌跡上取一個點量出它的水平位移x和豎直位移y;
2、由
9、y=gt2/2求出時間;
3、由v0=x/t求出初速度。
總結(jié):
1. 求水平初速度:
2. 求運動時間:
3. 沒有記住原點v0如何求?
課堂訓(xùn)練:
【例】一個同學(xué)在《研究平拋物體的運動》實驗中,只畫出了如圖所示的一部分曲線,于是他在曲線上取水平距離ΔS相等的三點A、B、C,量得ΔS=0.2m。又量出它們之間的豎直距離分別為h1=0.1m,h2=0.2m,利用這些數(shù)據(jù),可求得:
(1)物體拋出時的初速度為 m/s;
(2)物體經(jīng)過B時豎直分速度為 m/s;
(3)拋出點在A點上方高度為 m處。
10、
解析:(1)先求T,據(jù) 求得:T=0.1s
= 2m/s
(2)
(3)設(shè)拋出點在A點上方高度為h,下落到點A的時間為t,則有:
=由此兩式可求得h=0.0125m
三、小結(jié)
1、鞏固了平拋運動的知識;
2、掌握了獲取平拋運動軌跡的方法;
3、探究了研究平拋運動規(guī)律的方法;
4、體驗到了科學(xué)的研究問題的方法。
四、作業(yè)
1、見課本練習(xí)1、2題和導(dǎo)學(xué)案中“練一練”和“選一選”。
2、課下設(shè)計其他實驗方案
五、板書設(shè)計
第三節(jié) 實驗:研究平拋運動
(一)如何獲得平拋運動的軌跡?
(二)如何確定軌跡是否為拋物線?
(三)如何根據(jù)已有的軌跡求出平拋的初速度?
1、由y=gt2/2求出時間;
2、由v0=x/t求出初速度。
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