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《實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動》的教學(xué)設(shè) 東光縣第一中學(xué) 鄭樂樂  一、設(shè)計思路 為了讓學(xué)生積極參與、樂于探究、勇于實(shí)驗(yàn)、勤于思考，并且通過多樣化的教學(xué)方式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識與技能；培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，合作學(xué)習(xí)的能力，針對研究問題——平拋運(yùn)動，我利用小組討論、匯報交流、相互合作的方法來全面體驗(yàn)和感悟?qū)嶒?yàn)探究，描繪平拋運(yùn)動的軌跡，并計算物體的初速度。以學(xué)生為中心，注重生生互動、師生互動，在教師引導(dǎo)下充分讓學(xué)生大膽猜想、自主設(shè)計，設(shè)計出既與教材相聯(lián)系，又不被教材所束縛的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案，突出學(xué)習(xí)與創(chuàng)新相結(jié)合的探究式教學(xué)理念。 二、教學(xué)目標(biāo) （1） 、知識與技能 1、研究平拋運(yùn)動的軌跡 2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計算平拋運(yùn)動的初速度 3、對設(shè)計出的方案進(jìn)行評價與創(chuàng)新 （二）、過程與方法 學(xué)生自主設(shè)計的實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)生與生間的交流、討論，教師再進(jìn)行引導(dǎo)得出較合理的多種方案。 （三）、情感、態(tài)度與價值觀 通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計探究，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計探究興趣與熱情，體驗(yàn)到探究自然規(guī)律的艱辛與喜悅，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與他人合作精神。 三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：1、如何提出實(shí)驗(yàn)方案并使實(shí)驗(yàn)方案合理可行 2、學(xué)會設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案 難點(diǎn)：設(shè)計方案 四、教學(xué)資源 書籍、資料、網(wǎng)絡(luò)等。 5、 教學(xué)流程圖 知識回顧 提出問題：如何得到運(yùn)動軌跡及初速度 處理問題：實(shí)驗(yàn)探究 設(shè)計方案 分組實(shí)驗(yàn) 處理數(shù)據(jù) 描述軌跡 計算初速度 六、教學(xué)過程 （一）、新課引入 提問：通過上一節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了平拋運(yùn)動，下面一起回顧一下： （1）什么是平拋運(yùn)動？ （2）平拋運(yùn)動的軌跡是什么？(給學(xué)生總結(jié)一下） （3）那么平拋運(yùn)動的軌跡我們怎樣通過實(shí)驗(yàn)來得到呢？ 下面我們通過實(shí)驗(yàn)描繪出平拋運(yùn)動軌跡并計算初速度，請同學(xué)們自主設(shè)計出實(shí)驗(yàn)方案，并且進(jìn)行討論計算，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 （二）、進(jìn)行新課 提出問題：(1)如何得到平拋運(yùn)動的軌跡？ （2）如何判斷平拋運(yùn)動的軌跡是不是拋物線？ （3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如何計算平拋運(yùn)動的初速度？ （三）、制定計劃與設(shè)計實(shí)驗(yàn) 提問：同學(xué)們，你們有哪些方案來研究平拋運(yùn)動呢？ 小組討論、閱讀教材、交流，匯總設(shè)計的方案。 結(jié)論： 方案（1）：利用斜面小槽等器材，讓鋼球從斜槽上滾下，沖過水平槽飛出后做平拋運(yùn)動 方案（2）：用數(shù)碼相機(jī)記錄平拋運(yùn)動的軌跡 方案（3）：將裝滿水的飲料瓶倒置，在瓶塞內(nèi)插入兩根細(xì)管，其中一根彎成水平向外噴水 由于器材有限，以方案(1)來做探究實(shí)驗(yàn)，方案(2)(3)有條件的同學(xué)可以課后進(jìn)行 問題1:如何確保初速度水平 問題2:實(shí)驗(yàn)中需要多次描點(diǎn)，如何保證軌跡的一致性？ 問題3：在實(shí)驗(yàn)中需要測哪些物理量？需要用到什么器材？ 通過教師引導(dǎo)，同學(xué)交流、討論。 結(jié)論：讓小球每次從斜槽上同一高度滑下，從末端水平拋出，由于在水平方向是勻速直線運(yùn)動，確定運(yùn)動時間相等的一些點(diǎn)的坐標(biāo)，研究物體在豎直方向運(yùn)動的位移隨時間的變化規(guī)律，證實(shí)或驗(yàn)證猜測，通過多次實(shí)驗(yàn)，在豎直的背景方格紙上記錄了小球所經(jīng)過的多個位置，用平滑曲線連接起來就能得到小球做平拋運(yùn)動的軌跡；并記錄數(shù)據(jù)計算初速度。 實(shí)驗(yàn)裝置： （1）用以下器材設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)方案來得到平拋運(yùn)動的軌跡： 斜面小槽、小鋼球、粘了坐標(biāo)紙的木板 提問：同學(xué)們自己設(shè)計方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 結(jié)論： 方案的實(shí)驗(yàn)步驟： ① 安裝斜槽軌道，使其末端保持水平 ； ② 固定木板上的坐標(biāo)紙，使木板保持豎直狀態(tài)，小球的運(yùn)動軌跡與板面 平行，坐標(biāo)紙方格橫線呈水平方向； ③ 以斜槽末端為坐標(biāo)原點(diǎn)沿 鉛垂線畫出y軸； ④ 讓小球從斜槽上適當(dāng)?shù)母叨扔伸o止釋放，用鉛筆記錄小球做平拋運(yùn)動經(jīng)過的位置； ⑤ 重復(fù)步驟④ ，在坐標(biāo)紙上記錄多個位置； ⑥ 在坐標(biāo)紙上作出x軸，用平滑的曲線連接各個記錄點(diǎn)，得到平拋運(yùn)動的軌跡； 利用v=x/t,h=1/2gt2,求出小球的初速度。 （四）、分組實(shí)驗(yàn)： 老師巡回指導(dǎo)，參與到各小組的實(shí)驗(yàn)中。根據(jù)不同小組的情況，給予不同的指導(dǎo)。 提示學(xué)生將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中： 坐標(biāo)記錄 x y v 1 2 3 4 5 （五）、數(shù)據(jù)處理 圖像法（圖像處理技巧） 由圖可見豎直方向位移與水平方向位移的關(guān)系圖線為曲線，很難看出它們之間的關(guān)系，提示學(xué)生化曲為直的思想，做出豎直方向位移與水平方向位移的平方之間的關(guān)系圖,可見y與x2成正比。 5、 實(shí)驗(yàn)過程注意事項(xiàng)： ① 保證斜槽末端的切線水平，方木板豎直且與小球下落的軌跡平面平行，并使小球運(yùn)動時靠近木板，但不接觸； ② 小球每次都從斜槽上同一位置滾下； ③ 小球做平拋運(yùn)動的起點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在槽口時球的重心在木板的水平投影點(diǎn)； ④ 小球在斜槽上開始滾下的位置要適當(dāng)，以便使小球運(yùn)動由木板的左上角到右下角。 七、課堂小練圖1 1. 在研究平拋運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長為，若小球在平拋運(yùn)動途中的幾個位置如圖6中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計算式為=_____（用L，g表示），其值為______（取g=9.8m/）。 y 圖2 分析與解：根據(jù)題意，仔細(xì)審查圖中a、b、c、d 四點(diǎn)的相對位置，發(fā)現(xiàn)相鄰的兩點(diǎn)間的水平距離均為2L，這里就隱含著“物體在相鄰的兩點(diǎn)間運(yùn)動時間相等”的條件，設(shè)這相等時間為，由于豎直方向是加速度為g的勻加速運(yùn)動，由可得，再由水平方向是勻速運(yùn)動得，聯(lián)立上述兩式解得。