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2019-2020年高中物理 3.4 斜拋運動 教案 魯科版必修2 教學(xué)課題 斜拋運動 學(xué)習任務(wù)分析 本課題是在學(xué)完運動的合成與分解、豎直方向上的拋體運動和平拋運動的基礎(chǔ)上,來探究斜拋運動的問題。不僅使學(xué)生對拋體運動有完整的認識，且能進一步理解運動的獨立性、運動的合成與分解。對斜拋運動可以從運動軌跡和射高、射程兩方面理解。斜拋運動的運動軌跡是一條拋物線，可以把斜拋運動看成是水平方向的勻速直線運動與豎直方向的豎直上拋運動的合運動；射高與射程和初速度及拋射角有關(guān)。斜拋運動是學(xué)生生活中比較熟悉的現(xiàn)象，因此教學(xué)時盡量貼近生活，從生活中來，到生活中去，在教學(xué)過程盡量創(chuàng)設(shè)情景讓學(xué)生有切身的體會，以加深對斜拋運動的理解。 重點難點分析 重點：1.斜拋運動的規(guī)律的推導(dǎo)。 2.用運動的的合成與分解方法處理斜拋運動。 難點：1.斜拋運動的規(guī)律的推導(dǎo)。 2.影響射高、射程的因素。 學(xué)情分析 學(xué)生已學(xué)過用運動的合成與分解來研究平拋運動，知道在研究曲線運動時可采用化曲為直的方法，但不是很熟悉；雖然日常生活中常見斜拋運動，能知道斜拋運動的軌跡是拋物線，但不知道射程與射高，也不知射程與射高和初速度及拋射角有關(guān)。 教學(xué) 目標 知 識 與技能 1.知道斜拋運動，知道斜拋運動可以分解成水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋運動。 2.通過實驗探究斜拋運動的射高和射程跟初速度和拋射角的關(guān)系，并能將所學(xué)的知識應(yīng)用到生產(chǎn)、生活中。 3.了解彈道曲線。 過 程 與方法 1. 經(jīng)歷斜拋運動的探究過程，嘗試運用科學(xué)探究的方法研究和解決斜拋運動問題。 2.能運用運動的合成與分解方法解決日常生活中有關(guān)的斜拋問題，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際、運用理論解決實際問題的能力。 3.嘗試通過物理實驗解決實際問題，在實驗中能考慮實驗的變量及其控制方法。 情感態(tài)度與價值觀 使學(xué)生領(lǐng)略斜拋運動的對稱與和諧，發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲；通過對斜拋運動規(guī)律的探究，培養(yǎng)學(xué)生探究自然界奧秘的熱情，并從中體驗到探究過程中的艱辛與喜悅；使學(xué)生勇于探究日常生活有關(guān)的斜拋問題；通過合作實驗認識到合作的重要性，培養(yǎng)合作意識，在合作中能堅持原則又尊重他人，具有團隊精神。 教學(xué)媒體運用 1. 頻閃照片、印有方格坐標的透明塑料紙、玩具熊、玩具手槍、鐵架臺、細線、細玻璃容器、紅墨水9號1注射針頭、一端帶有軟木塞的軟管（粗細各一條）、演示用量角器、1米長的木尺、鐵架臺、水槽、底部已開幾個小孔的1.25升的礦泉水瓶、滴管、鐵夾子、水。 2．計算機、投影儀。 3．視頻錄像剪接。 PPT教學(xué)演示課件 教 學(xué) 程 序 設(shè) 計 教 學(xué) 程 序 教 師 活 動 學(xué) 生 活 動 教學(xué) 資源 創(chuàng) 設(shè) 情 境 引 入 新 課 播放一段視頻(含有：節(jié)日夜空的禮花；運動場上運動員投擲出的鏈球、鉛球、鐵餅；高爾夫球場上已擊出的高爾夫球在空中的運動；籃球場上教練員指導(dǎo)運動員在練習投籃的角度和球投出的速度) 。 視頻播放完后提出以下問題： 1.視頻中的各物體做什么運動？ 2.運動員在投擲以上各種球類時怎樣才能獲得更好的成績？ 為了解決這些問題，就需要學(xué)習斜拋運動。 [板書] 第四節(jié) 斜拋運動 學(xué)生觀看視頻。 視頻中含有：節(jié)日夜空的禮花；運動場上運動員投擲出的鏈球、鉛球、鐵餅、高爾夫球場上已擊出的高爾夫球在空中的運動；籃球場上教練員指導(dǎo)運動員在練習投籃的角度和球投出的速度。 新 課 教 學(xué) 首先什么是斜拋運動？ 請同學(xué)們根據(jù)以下幾個問題進行討論、交流。 1.禮花剛在空中散開時；鏈球、鉛球、鐵餅、高爾夫球及籃球剛要在空中運動時，是否具有一定的初速度？ 2.這個初速度是沿水平方向還是其他方向？ 3.禮花、鏈球、鉛球、鐵餅、高爾夫球及籃球在空中的運動軌跡是什么樣的？ 4.這些物體在空中運動的過程中受到什么力的作用？ 引導(dǎo)學(xué)生分析并歸納得出斜拋運動的概念。 [板書] 1.斜拋運動：以一定的初速度將物體與水平方向成一定的角度斜向上拋出，物體僅在重力作用下所做的曲線運動。 學(xué)生對問題進行討論、交流。 分析并歸納得出斜拋運動的概念：以一定的初速度將物體與水平方向成一定的角度斜向上拋出，物體僅在重力作用下所做的曲線運動叫斜拋運動。在這里忽略空氣阻力對物體運動的影響，這是一種理想情況。 投影問題 講述：如果用帶有頻閃光源的相機將小球做斜拋運動的過程拍攝下來就得到頻閃照片，從照片中可看出這是一條的曲線，我們把這樣的曲線稱為拋物線。用什么方法研究這類運動較方便？ 投影頻閃照片 回顧：前面已學(xué)過的平拋運動也是曲線運動，我們是用什么方法來研究、分析的？ 有的學(xué)生答化曲為直，有的學(xué)生答用分解，有的不知道該怎樣回答。 講述：根據(jù)運動的獨立性，把平拋運動正交分解為沿水平方向的勻速直線運動和沿豎直方向的自由落體運動。我們也將采用類似的方法研究斜拋運動。 新 課 教 學(xué) 將頻閃照片和印有方格坐標的透明塑料紙分給學(xué)生，讓學(xué)生按要求進行分析。 要求：1.將塑料紙覆蓋在頻閃照片上，用描跡法在塑料紙上畫出斜拋運動的軌跡圖. 2.在坐標紙上建立平面直角坐標系，畫出小球所受的力。 3.標出小球的初速度V0方向，并將初速度V0進行正交分解，討論、分析小球沿水平方向及豎直方向各做什么樣的運動。 學(xué)生將塑料紙覆蓋在頻閃照片上，用描跡法在塑料紙上畫出斜拋運動的軌跡圖，并建立平面直角坐標系，畫出小球所受的力及初速度方向，將初速度V0進行正交分解，和同桌討論、分析小球沿水平方向及豎直方向各做什么樣的運動。 每人一張頻閃照片和一張印有方格坐標的透明塑料紙 取幾份學(xué)生做的分析圖進行投影，并根據(jù)學(xué)生所做圖的情況，在黑板上畫出正確的圖,引導(dǎo)學(xué)生對小球沿水平方向及豎直方向所做的運動進行分析。 y V0 o θ vx vy x [板書] 2. 斜拋運動分解為: 水平方向——勻速直線運動 豎直方向——豎直上拋運動 分析歸納得出： 1 物體拋出方向與X軸正方向之間的夾角稱為拋射角，用θ表示。 2斜拋運動物體在水平方向不受力，以水平初速度VX做勻速直線運動；在豎直方向有方向向上的初速度vy，且受到重力的作用，因此做初速度為vy的豎直上拋運動。 投影學(xué)生做的分析圖 引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出速度公式和位移公式來描述斜拋運動規(guī)律。 [板書]3. 學(xué)生在老師的引導(dǎo)下推導(dǎo)速度和位移公式。 講述：從公式中可看出：當vy=0時，小球達到最高點，所用時間；小球自最高點自由落下所需時間，與上升到最高點所需時間相等，因此小球飛行時間為。小球能達到的最大高度（h）叫做射高；從拋出點到落地點的水平距離(s)叫做射程。 [板書] y x V0 o s θ h 新 課 教 學(xué) 講述：為了解決運動員在投擲以上各種球類時怎樣才能獲得更好的成績這個問題，下面要先用玩具手槍做一個精彩的游戲：槍口A瞄準懸掛于高處B處的一只玩具熊，當子彈以初速v0射出時，B處的玩具同時自由落下。 問題：1.子彈能否射中玩具熊？ 2.射中與否跟初速度v0、拋射角θ及射程是否有關(guān)？ A B 讓學(xué)生先猜想、議論再請兩個學(xué)生上臺做游戲，一個用玩具手槍從同一水平線上的不同角度、不同的位置做射擊，同時另一個學(xué)生剪斷吊玩具熊的細線。 從游戲中看到的現(xiàn)象是：子彈不一定能打中玩具熊；能否射中與初速度v0、拋射角θ及射程有關(guān)。 玩具手槍、玩具熊、鐵架臺、細線 講述：為了進一步定性分析斜拋運動中的射高和射程的大小與初速度v0、拋射角θ的關(guān)系，請同學(xué)們用實驗進行探究。在實驗中采用控制變量法，即先保持拋射角θ不變，探究射高、射程與初速度的關(guān)系；再保持初速度v0不變，探究射高、射程與拋射角的關(guān)系。 探究實驗一：探究射高、射程與初速度的關(guān)系。 h θ s 學(xué)生六人為一組探究射高和射程與初速度和拋射角的關(guān)系： 1. 探究射高h和射程s與初速度v0的關(guān)系： （1）細玻璃容器內(nèi)裝有水，滴入幾滴紅墨水，用橡皮塞塞緊容器口，倒置于鐵架臺上；用注射針頭連接軟管組成噴水嘴，再與細玻璃容器相接。 （2）將木尺、量角器及噴水嘴固定在鐵架臺上，（噴水口與水平木尺等高，且盡量讓容器口離固定點遠點）在木尺末端的地面上放一水槽，如圖所示。 3 保持噴水嘴方向不變，即拋射角不變，觀察隨著容器中水位的降低，噴出水流的初速度減小，水流的射程、射高的變化。 實驗現(xiàn)象：水流的射程和射高都變小。 每組的器材：細玻璃容器、9號注射針頭（事先將針頭截去、磨平）及一端帶有軟木塞的軟管、演示用量角器、1米長的木尺、鐵架臺、水槽。 投影實驗圖 新 課 教 學(xué) 探究實驗二：探究射高、射程與拋射角的關(guān)系。 s h θ 2.探究射高h和射程s與拋射角θ的關(guān)系。 （1）將實驗一的細玻璃容器、軟管、注射針頭取下，換成：事先已在底部開幾個小孔的容積為1.25升的礦泉水瓶裝滿水，用連接有軟管的軟木塞塞緊后固定在鐵架臺上，軟管的另一端連接著滴管作為噴水嘴，用一鐵夾子夾住軟管作為開關(guān)。（如圖所示） （2）放開鐵夾子，從小到大逐漸改變噴水嘴的與方向，觀察水流的射程和射高的變化。 實驗現(xiàn)象：在拋射角小于450范圍內(nèi)，隨著拋射角的增大，水流的射程增大，射高也增大；當拋射角等于450時，射程達到最大；當拋射角超過450，隨著拋射角的增大，射程反而減小，射高仍增大；當拋射角等于900時，射程為0，而射高達到最大；拋射角等于300和等于600時，射程一樣。 每組的器材：底部已開幾個小孔的1.25升的礦泉水瓶、一端帶有軟木塞的軟管、去掉捏頭的滴管、演示用量角器、1米長的木尺、鐵架臺、鐵夾子、水槽。 投影實驗圖 歸納實驗結(jié)論：斜拋運動中的射高和射程的大小與初速度和拋射角都有關(guān)，且初速度不變，當拋射角等于450時，射程達到最大。 [板書]4.影響射高和射程的因素:初速度、拋射角 θ=300 θ=600 θ=450 講述：自然界里許多動物雖然不懂什么是射高、什么是射程，卻在不自覺地在應(yīng)用，比如青蛙跳躍時，常常取45角，以便跳得更遠。如圖所示。 學(xué)生觀看圖片。 投影青蛙跳的圖片。 講述：如圖摘自——本遠程彈道學(xué)方面的專著。圖中顯示了一個質(zhì)量為6.9kg、直徑為7.7cm的錘型柱體作斜拋運動的軌道曲線，初速＝550m／s；仰角θ＝45。圖中虛線為理論結(jié)果；實線是在空氣中的實際結(jié)果。 y/km x/km 5 3 3 6 投影圖片 新 課 教 學(xué) 設(shè)問：為什么實際上物體在運動過程中的射程和射高都比理論上來得?。? 引導(dǎo)學(xué)生進行分析。 理論 拋物線 彈道 曲線 學(xué)生先議論，師生再共同分析：在前面討論斜拋運動時，忽略了空氣阻力的影響，如當物體的初速度較小時就可以忽略空氣阻力的影響；當物體的初速度很大時，如射出的子彈、炮彈，空氣阻力的影響很大，既影響了射高，也影響了射程，子彈或炮彈的運動軌跡不再是拋物線，通常稱為彈道曲線。如圖所示。 投影彈道曲線圖 拓展：在前面的探究實驗中，我們所探究的是忽略空氣阻力且拋體的拋擲點和落回點在同一水平線上，這種情況下射程是以拋射角為450時最大；如果拋體的拋擲點和落回點不在同一水平線上，比如在前面視頻中看到的鏈球、鉛球、鐵餅、標槍，它們的投擲點都是離地面一段高度，當它們落回地面時，不再是拋射角為450時射程最大；不同的投擲類的最大射程的拋射角是不同的，比如推鉛球為380~420、擲鐵餅為300~350、拋鏈球為420~440。有興趣的同學(xué)可以在課后和體育老師研究看看。 小結(jié) 并布置作業(yè) 問題討論： 1．平拋運動和豎直上拋運動都可看成斜拋運動的特例。這句話怎樣理解? 2.在一次投籃游戲中，小剛同學(xué)調(diào)整好力度，將球從A點向籃筐B(yǎng)投去，結(jié)果球如圖所示劃著一條弧線飛到籃筐后方，已知A、B等高，請問：（1）下次再投時，他應(yīng)如何調(diào)整？ B A （2）若保持力度不變，要把球投入籃筐，他有幾種投法？ 根據(jù)學(xué)生的討論，對本節(jié)課所學(xué)的知識進行小結(jié)： 1.斜拋運動是曲線運動，可以把斜拋運動分解成水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋運動。 2. 斜拋運動的射高、射程跟初速度和拋射角有關(guān)。 投影問題 作業(yè)：1. 課本P60的作業(yè)。 2. 課后找一個球，練習從不同角度及不同的速度進行投擲，體驗射程、射高與拋射角及初速度的關(guān)系。 教學(xué)流程圖 情境 （視頻） 斜拋運動的射高、射程與初速度、拋射角的定性關(guān)系 知識 小結(jié) 實驗探究 抽象、分析、歸納 斜拋運動的特征 斜拋運動的概念 游戲?qū)? 學(xué)生作圖、分析、推導(dǎo)、歸納 問題 討論 問題2 問題1 拓展 教學(xué)設(shè)計點評 1.本節(jié)課突出學(xué)生主體特征，在學(xué)生原有知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過情景、問題、實驗、體驗、合作、自主、交流等教學(xué)元素，注重探究式學(xué)習過程，讓學(xué)生構(gòu)建關(guān)于斜拋運動知識并注意知識目標的落實，緊扣課程標準要求，達成預(yù)定的三維教學(xué)目標。 2.注重創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)疑問，有效導(dǎo)學(xué)。課題引入階段，通過播放一段精心剪接的視頻，提出貫穿本節(jié)課的二個問題，這二個問題的分析和解決便構(gòu)成了整節(jié)課的邏輯主線，從而得以有效實施學(xué)習。 3.精心設(shè)計實驗教學(xué)，注重全體學(xué)生動手、動腦。比如，在探究射程、射高與初速度的關(guān)系時，在水中加了幾滴紅墨水以解決因水流較小不易觀察的問題；在探究射程、射高與拋射角的關(guān)系時，將整套輸液裝置改用1.25升的礦泉水瓶、滴管及一端帶有軟木塞的軟管替代，不但使實驗現(xiàn)象更明顯，而且實驗器材易找，還能廢物利用，有利于環(huán)保。 注重聯(lián)系生活，聯(lián)系實際。視頻中的各種日常生活中常見的物體的斜拋運動、學(xué)生射玩具熊的游戲、青蛙跳躍的例子、彈道曲線以及最后的問題討論中的投籃問題，不但說明生活中物理無處不在，也能促使學(xué)生不斷地關(guān)注社會、關(guān)注生活、關(guān)注自己身邊發(fā)生的事情。在教學(xué)過程中注重滲透物理思想、物理方法的教學(xué)。在教學(xué)手段的設(shè)計和使用方面，優(yōu)化組合多種教學(xué)媒體，有學(xué)生分組探究實驗、有多媒體課件演示，既能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習積極性，也有利于重、難點的突破。 整個教學(xué)過程，努力創(chuàng)設(shè)情景，充分讓學(xué)生成為學(xué)習的主人。強調(diào)學(xué)生通過分析、討論、總結(jié)、實驗，獲得親身體驗，產(chǎn)生努力求知的欲望。