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平拋運動 教學(xué)設(shè)計 1 教學(xué)任務(wù)分析 1 內(nèi)容分析 本節(jié)是人教版 物理 必修模塊物理二第一章第三節(jié) 平拋運動是本章的重點內(nèi)容 是 對運動的合成與分解知識具體問題的應(yīng)用 對后面斜拋等曲線運動的學(xué)習(xí)及現(xiàn)實生活中實際 問題的解決都有影響 前面學(xué)生通過運動的合成與分解學(xué)習(xí)已有初步的理論基礎(chǔ) 教材通過 簡單的實驗演示 引導(dǎo)學(xué)生認識平拋運動的初步特征 運用實驗探究與理論相結(jié)合的方法 通過學(xué)生自主學(xué)習(xí) 掌握平拋運動的特點及規(guī)律 所以在本節(jié)教學(xué)中 要注意突出學(xué)生活動 給學(xué)生充分的時間探究 討論 2 課標(biāo)分析 課程標(biāo)準 要求學(xué)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(biāo)和縱坐標(biāo) 描繪做拋體運動的物體的軌跡 要求學(xué)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 教材分析 平拋運動 是新課標(biāo)人教版 物理 必修 2 第五章 曲線運動 中的第二節(jié) 教材對 平拋運動的講述分為三個層次 1 通過討論與交流和生活實際現(xiàn)象的分析 討論 讓學(xué)生 初步了解平拋運動 2 通過實驗的分析和利用已有的運動合成與分解的知識建立研究平拋 運動規(guī)律的物理模型 掌握平拋運動的速度 位移的計算推導(dǎo) 3 通過理論上定性和定量 分析實驗和頻閃照片得出平拋運動的規(guī)律 并且能夠運用物理規(guī)律解決實際問題 教材這樣安排 比較注重體現(xiàn)探究實驗 比較注重數(shù)學(xué)知識和物理知識相結(jié)合 將復(fù)雜的 物理問題簡單化 讓學(xué)生明白 物理規(guī)律不僅可以直接由實驗得到 也可以用已知規(guī)律從理 論上導(dǎo)出 二 教學(xué)對象分析 1 心理特征 1 作為高一下學(xué)期的學(xué)生 學(xué)生對于高中物理的學(xué)習(xí)已經(jīng)掌握了一些方法 具有獨立分析解決 問題的能力 不再懼怕高中物理 而對于新的物理知識 有了更強的求知欲望 2 知識和能力特征 通過前面的學(xué)習(xí) 學(xué)生已經(jīng)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 道了一 般的曲線運動的特點 并有用 運動的合成與分解 的方法來處理曲線運動 通過一 個多學(xué)期的學(xué)習(xí) 學(xué)生已經(jīng)具備了初步的實驗設(shè)計能力和實驗操作能力 學(xué)生可能較難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 學(xué)生 在學(xué)習(xí)中 可能會采取的學(xué)習(xí)策略 分組討論 向教師尋求幫助 實驗探索 總結(jié)反思等 3 教學(xué)目標(biāo) 1 知識與技能 1 理解平拋運動的特點 初速度方向水平 只有豎直方向受到重力作用 運動軌跡是 拋物線 勻變速曲線運動 加速度為 g 注意軌跡是曲線的原因是受力方向與速度方向不在 同一條直線上 2 理解平拋運動可以看成水平的勻速直線運動與豎直方向上的自由落體運動的合成 并且這兩個分運動互相獨立 3 掌握平拋運動的規(guī)律 4 會運用平拋運動的規(guī)律解答實際問題 5 知道分析復(fù)雜運動時分解或合成運動的物理思維方法 培養(yǎng)邏輯思維能力 使問題 簡單化 2 過程與方法 利用生活中實際問題引入 創(chuàng)設(shè)矛盾所在 提出問題 結(jié)合平拋儀實驗 動畫 平拋與 自由落體運動對比的頻閃照片 逐步加深對平拋運動的認識 并根據(jù)實驗結(jié)果在教師引導(dǎo)下 分析平拋運動的處理方法 運動的分解 根據(jù)已有的知識找出平拋運動的規(guī)律 3 情感 態(tài)度和價值觀 1 通過觀察 實驗及探究 交流與討論等學(xué)習(xí)活動 培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀事實 實事求 是的科學(xué)態(tài)度 2 2 經(jīng)歷不同層次的觀察與分析 培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力 綜合分析能力 四 教學(xué)重點和難點 1 教學(xué)重點 1 平拋運動的特點和規(guī)律 2 學(xué)習(xí)和借鑒本節(jié)課的研究方法 2 教學(xué)難點 1 平拋運動的整個過程較快 學(xué)生無法從視覺上直觀看清其運動的軌跡 2 如何進行運動分解 如何引導(dǎo)學(xué)生做這樣的分解 3 平拋運動規(guī)律的探究 5 教學(xué)課時 兩個課時 六 教學(xué)方法 為了發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位 突出重點 突破難點 我主要采取以下的 教學(xué)方法和學(xué)法 教法 探究式教學(xué)法和情景創(chuàng)設(shè)教學(xué)法 學(xué)法 以學(xué)生合作學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)為主 培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力 7 教學(xué)器材 斜槽軌道 小球 木板 白紙 圖釘 鉛垂線 直尺 三角板 鉛筆等 8 教學(xué)過程 3 1 敘述式 一 情境創(chuàng)設(shè) 引入新課 創(chuàng)設(shè)情景 從水平飛行的飛機上空投物資 視頻 引問 請同學(xué)描述上述物體運動的軌跡和運動性質(zhì) 演示 I 用力彈一下放在桌面上的小球 使它以一定的水平初速度離開桌面 讓同學(xué)觀察小球離開桌面 后的運動軌跡 如圖所示 重復(fù)兩次讓同學(xué)們能夠清楚地觀察 提出問題 請同學(xué)們分析一下小球為什么會做曲線運動呢 二 交流 討論及猜想 接著說明剛才的實驗中 我們在觀察小球做平拋運動時 發(fā)現(xiàn)小球在水平向前動的同時 在豎直方向上有 下落的運動 那么 這兩個方向上運動只具有什么特點呢 猜想 平拋運動水平方向是不是勻速直線運動 豎直方向是不是勻加速直線運動 如何驗證我們的猜想 讓學(xué)生思考如何解決問題 三 實驗與探究 1 探究平拋運動水平方向的運動規(guī)律 4 演示 2 在如同 2 所示的裝置中 兩個相同的弧形軌道 M N 分別用于發(fā)射小鐵球 P Q 兩軌道上端分 別裝有電磁鐵 C D 調(diào)節(jié)電磁鐵 C D 的高度 使 AC BD 從而保證小球 P Q 在軌道出口處的水平初速度 VO相等 將小鐵球 P Q 分別放在電磁鐵 C D 上 然后切斷電源 使兩小球能以相同的初速度 VO同時分別 從軌道 M N 的下端射出 實驗結(jié)果是兩球發(fā)生碰撞 增加或者減小軌道 M 的高度實驗結(jié)果都是一樣 教師引入問題 這個實驗結(jié)果得出什么結(jié)論 教師創(chuàng)設(shè)問題 既然平拋物體水平方向上作勻速直線運動那么它在豎直方向上作什么樣的運動 我們?nèi)绾?探究呢 四 實驗與探究 2 演示 3 用平拋運動演示器做實驗 如圖所示 用小錘擊打彈性金屬片 C 使 A 球沿水平方向飛出做平拋運動 與此同時 B 球被松開做自由 落體運動 改變實驗裝置離地面的高度 多次實驗 兩球總是同時落地 用耳朵聽聲音 5 問題創(chuàng)設(shè) A B 兩球同時落地的現(xiàn)象 得出什么結(jié)果 進一步提問 為什么可以下這樣的結(jié)論呢 我們可以運用運動的合成與分解的方法得到平拋物體在任一時刻的位置坐標(biāo) x y 以及水平速度 VO和豎直 速度 Vy 我們設(shè)物體以初速度水平 VO拋出 它在飛行過程中在時間 t 內(nèi)的水平位移 x 和豎直位移 y 應(yīng)如何 表示呢 學(xué)生 x V Ot y gt2 教師 我們要求出物體在 t 秒末的速度 怎么求呢 如圖所示 物體在 t 秒末位于 B 點 課外探究 用攝像機拍攝小球的下落過程 輸入電腦 由視頻工具按幀播放小球下落過程 抓圖 通過 PhotoShop 軟 件處理將各幀圖像疊合 從而得到小球運動軌跡 通過疊合照片與實際實驗裝置的大小比例 可分析小球 的運動 師生共同總結(jié)平拋運動規(guī)律 速度 水平方向 Vx V0 豎直方向 Vy gt 合速度大小 合速度方向 位移 水平方向 X V0t 6 豎直方向 合位移大小 合位移方向 2 表格式 教學(xué)階段 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 一 創(chuàng)設(shè)情境 激發(fā)興趣 通過視頻 圖片例舉生活中常見的拋體運動的實 例 通過 PPT 向?qū)W生展示 運動場面 籃球 壘球 鐵餅 標(biāo)槍 生活場面 噴水槍 扔?xùn)|西 軍事場面 導(dǎo)彈 觀察 PPT 思考這 些運動的共同點 認識到拋體運動 的普遍性 通過 PPT 課件演示 生活中常見的拋體 運動現(xiàn)象 引起學(xué) 生興趣 將學(xué)生帶 入學(xué)習(xí)的情境中 激發(fā)學(xué)生的求知欲 為新課的開展創(chuàng)設(shè) 良好的教學(xué)氛圍 同時培養(yǎng)學(xué)生從物 理的角度觀察生活 思考問題的能力 7 二 探索新知 形成概念 拋體運動的 定義 提問 大家看到的這些運動有什么共同點呢 針對學(xué)生的回答作評價 整理 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出 拋體運動的概念 以一定的速度將物體拋出 物體只在重力作 用下所做的運動 強調(diào)拋體運動概念中的關(guān)鍵詞 初速度 只受重力 請同學(xué)們分析一下拋體運動的軌跡如何 拋體運動的是一種形式的曲線運動 總結(jié)歸納 回答 問題 抓拋體運動的關(guān) 鍵詞 理解拋體 運動的概念 結(jié)合生活實例與 拋體運動的概念 描述拋體運動物 體的軌跡 三 探索新知 形成概念 平 拋運動的定義 提出問題 將物體用一定的初速度沿水平方向拋 出 物體將做什么樣的運動呢 演示實驗 1 用力彈一下放在桌面上的小球 使它以一定的水平初速度離開桌面 讓同學(xué)觀察 小球離開桌面后的運動軌跡 仔細觀察實驗現(xiàn) 象 為下面探究平拋的 性質(zhì)作好準備 培 養(yǎng)學(xué)生觀察 分析 抽象 概括的能力 8 演示實 驗 2 鉆有 孔的塑料瓶向外噴水 Flash 動畫演示平拋運動動畫 建立概念 請同學(xué)們嘗試用自己的語言來描述平 拋運動 將物體用一定的初速度沿水平方向拋出 不考慮空氣阻力 物體只在重力作用下所做的運 動叫做平拋運動 強調(diào)拋體運動概念中的關(guān)鍵詞 初速度沿水平方向 只受重力 平拋運動是拋體運動的特例 讓學(xué)生舉出上生活中平拋運動的實例 如 射擊的子彈 觀察 PPT 的 Flash 動畫演示 并嘗 試描述平拋的定 義 抓拋體運動的關(guān) 鍵詞 理解平拋 運動的概念 聯(lián)系生活 舉出 平拋運動的實例 以形象直觀的動畫 給學(xué)生以清晰的認 識 促進其認知 強化學(xué)生知識與生 活相聯(lián)系的意識 四 引導(dǎo)探索 平拋運動的 特點 通過 PPT Flash 動畫演示平拋運動 結(jié)合演示實 驗一 提出問題 觀察 PPT 的動畫 演示 討論并嘗 試描述平拋運動 的軌跡 9 在演示動畫中 我們在觀察小球做平拋運動 時 發(fā)現(xiàn)小球在水平向運動的同時 在豎直方向 上有下落的運動 那么 這兩個方向上運動具有 什么特點呢 在黑板上畫簡單圖示 對平拋運動的物體做受力 分析 分析其水平方向與豎直方向的受力情況并 結(jié)合運動學(xué)知識 得出平拋運動的特點 分析說明 a 在水平方向上由于不受力 將做勻速直線運 動 b 在豎直方向上物體的初速度為 0 且只 受到重力作用 物體做自由落體運動 結(jié)論 平拋運動是勻變速曲線運動 通過觀察猜想 平拋運動水平方 向是不是勻速直 線運動 豎直方 向是不是勻加速 直線運動 通過討論培養(yǎng)學(xué)生 合作學(xué)習(xí)精神和分 析問題解決問題的 能力 引導(dǎo)學(xué)生分析 促 進理解 五 引導(dǎo)探索 平拋運動的 規(guī)律 1 坐標(biāo)系的建立 引導(dǎo)學(xué)生思考 類比直線運動當(dāng)中欲得到物體的速度與時間 的關(guān)系 要先分析物體受到的力 有合力求物體 的加速度 進而得到物體的速度 引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材 獨立推導(dǎo)拋體運動的位置坐 回想直線運動中 的運動學(xué)知識 F ma 結(jié)合自己所學(xué)知 溫故而知新 與以前學(xué)的知識相 聯(lián)系 是學(xué)生產(chǎn)生 知識的遷移 舊思 想 舊知識引導(dǎo)解 決新問題 通過學(xué)生理解分析 10 標(biāo) 1 應(yīng)該沿什么方向建立坐標(biāo)系 2 應(yīng)以哪個位置作為坐標(biāo)原點 以物體被拋出的位置為坐標(biāo)原點 以初速度 v0 的方向為 x 軸的方向 豎直方向為 y 軸的方 向 建立直角坐標(biāo)系 2 平拋運動的速度 物體拋出后 速度大小和方向時刻變化 我 們?nèi)绾蝸硌芯繏侒w運動的速度呢 根據(jù)平拋運動的特點 嘗試推導(dǎo)出 t 時刻運 動的速度 提示學(xué)生先對平拋物體做受力分析 再結(jié)合 運動學(xué)知識 識 嘗試在練習(xí) 本上建立平面直 角坐標(biāo)系 認真思考 在練 習(xí)本上推導(dǎo)出 t 時刻平拋運動的 速度 提高學(xué)生分析解決 問題的能力 為進一步研究軌跡 方程做好準備 培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué) 知識分析解決實際 問題的能力 11 巡回指導(dǎo) 針對學(xué)生的推導(dǎo)過程 引導(dǎo)學(xué)生 分析 點評 平拋運動的物體 水平方向上不受力 勻速運動 故 0vx 豎直方向上自由落體運動 故 gty 合速度由勾股定理可知 大小為 2202 gtvvyxt 方向 0 tangtxy 其中 為合速度與初速 度間的夾角 3 平拋運動的位移 提問 平拋運動任一時刻的位置如何確定 水平方向 勻速直線運動 t 時間內(nèi)的位移 為 vx0 豎直方向 自由落體運動 t 時間內(nèi)位移為 在練習(xí)本上劃出 運動草圖 分析 求解 在練習(xí)本上推導(dǎo) 出 t 時刻的位移 培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué) 知識分析解決物理 問題的能力 通過推導(dǎo) 體會成 功的喜悅 12 21gty 任一時刻的位置坐標(biāo)為 tv0 21g 提問 t 時間內(nèi)的位移如何計算 2202 1 gttvyxs 與水平方向夾角 4 平拋運動的落地時間 若將一物體以速度 0v從高度為 h 的某點水平 拋出 則物體的落體時間如何確定 根據(jù)分運動與合運動的等時性 我們可以從 x 方向的勻速直線運動規(guī)律中求時間 也可以從 y 方向的自由落體運動規(guī)律中求時間 求出來的時 間是一樣的 水平方向勻速直線運動 豎直方向自由落體運動 牢記 平拋運動的時間由高度決定 思考怎樣求解平 拋運動的落地時 間 13 平拋運動的水平位移由高度 h 和初速度0v 共同決定 5 平拋運動的軌跡 我們已經(jīng)知道平拋運動物體任一時刻的位 置坐標(biāo) 那 xy 間的關(guān)系式是怎樣的 它們描述 的函數(shù)圖象即物體的運動軌跡又是怎樣的 從軌跡方程可以看出 平拋運動的軌跡函數(shù) 圖象是一條拋物線 PPT 演示 噴出的水作斜拋運動 6 拓展問題思考 1 在一次模擬救援活動中 水平飛行的飛機 要將物資準確投放到 A 點 飛機應(yīng)在何處投放 在練習(xí)本上建立 平面直角坐標(biāo)系 利用上面推導(dǎo)出 的位置坐標(biāo) x y 的表達式 消去 時間 t 得到軌跡 方程 即 x 與 y 的關(guān)系式 增加學(xué)生感性認識 14 2 射擊運動員將箭水平正對靶心 箭離弦后 能否射中靶心 運用所學(xué)知識 認真思考 思考 回答問題 通過有趣的問題 引發(fā)學(xué)生思考 增 強學(xué)生運用所學(xué)知 識解決生活實際問 題的意識和能力 激發(fā)學(xué)生求索心新 知的欲望 九 板書設(shè)計 15 5 2 平拋運動 一 拋體運動 以一定的速度將物體拋出 物體只在重力作用下 忽略空氣阻力 所做的運動 二 平拋運動 1 概念 將物體用一定的初速度沿水平方向拋出 不考慮空氣阻力 物體只在重力作用下所做的運動 叫做平拋運動 2 特點 水平方向 勻速直線運動 豎直方向 自由落體運動 3 規(guī)律 方向 受力分析 加速度 初速度 t 時刻速度 t 時刻合速度 vt t 時刻位移 t 時刻合位移 水平方向 不受力 0 V0 V0 V0t 豎直方向 mg g 0 Vy gt 20 gvt 21220 1 gv 4 軌跡 平拋運動的軌跡函數(shù)圖象是一條拋物線 平拋運動是勻變速曲線運動