《实验探究平抛运动》的教学设计

实验：探究平抛运动的教学设计普通高中物理新课程标准指出：高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度和科学精神。高中物理人教版必修2第五章第三节实验：探究平抛运动教学设计如下：一、设计思想：以学生为中心，注重生生互动、师生互动。在教师引导下充分让学生大胆猜想、自主设计，利用小组讨论、汇报交流、相互合作，全面体验和感悟实验探究的各个环节，培养学生的自主探究、合作学习的能力。针对研究问题平抛运动，引导学生进行实验方案的设计，通过交流比较，设计出既与教材相联系，又不被教材所束缚的创新实验方案，突出学习与创新相结合的教学理念。二、教材分析实验：探究平抛运动系人教版高中物理新课标的共同必修模块物理2的“曲线运动”部分第三节，本节内容需要两个课时，第一课时：实验设计，第二课时：实验操作，本次教学设计是第一课时的内容。本节专门研究一种简单的曲线运动：平抛运动。这部分内容与老教材内容有了本质的区别，对实验的分析不是课本上给出来的，而是要让学生自己探究出来。因此，本节内容重点应落实在“探究上”，培养学生探究性学习能力、自主性学习能力。以落实新课标的好素材。三、学情分析通过前面知识的学习，学生已经知道了和运动、分运动以及运动的合成与分解遵循的规律；知道了运动的合成与分解是处理曲线运动的基本方法；通过一个学期多的学习，学生已经具备了初步的实验设计能力，已经能用基本器材来研究物体的运动。四、教学目标（一）、知识与技能1、用不同的器材组合设计出不同的方案2、对设计出的方案进行评价与改进（二）、过程与方法学生自主设计的实验方案，经生与生间的交流、讨论，教师再进行引导得出较合理的多种方案。（三）、情感、态度与价值观通过实验设计探究，培养学生的设计探究兴趣与热情，体验到探究自然规律的艰辛与喜悦，培养学生自主学习与他人合作精神。五、教学重点和难点重点：1、学会借鉴前面所学的研究方法2、学会设计实验方案难点：设计方案六、教学方法探究、讨论、交流、谈话七、教学过程（一）、新课引入师：通过上一节课的学习，我们知道了平抛运动。下面一起回顾一下：（1）、什么是平抛运动？（2）、平抛运动的轨迹是什么？（ 3） 、平抛运动我们可分解成水平方向和竖直方向，它们各做什么运动？（教师提问，学生回答，复习平抛运动的知识）师：为了用实验方法描绘出平抛运动轨迹，请同学们自主设计出实验方案。（二）、新课教学（ 1） 、用以下器材设计一个或多个实验方案来得到平抛运动的轨迹：斜面小槽、小钢球、粘了坐标纸的木板、铅笔、数码照相机、带水平喷嘴的瓶子（盛有水）、玻璃板、水彩笔（ 2） 、要求：a、分组讨论b、设计好后每组选个代表对本组设计方案进行介绍，其他同学进行评价或提出改进的建议。（ 3） 通过教师引导，同学交流、讨论、谈话，可得出以下方案：方案一：让小球每次从斜槽上同一高度滑下，从末端水平抛出，用铅笔描出小球经过的位置，通过多次实验，在竖直的背景方格纸上记录了小球所经过的多个位置，用平滑曲线连接起来就能得到小球做平抛运动的轨迹。方案二：用水平喷出的水流来显示平抛运动的轨迹，在水流后面放置一块玻璃板，用彩笔描出身故刘的轨迹。方案三：让小球从斜槽上滑下，从末端水平抛出，用数码相机拍频闪照片。用频闪照片记录了小球所经过的位置，连接起来就得到小球做平抛运动的轨迹。（ 4） 、学生分三组分别依据三个方案描绘平抛运动的轨迹。（5）、每个小组选一位学生介绍本组实验过程中出现的问题，注意事项八、问题与研讨学生可能还有其它方案，教师可以和学生一起进行分析、评价。九、平抛运动实验数据处理方法图1（1） .x、y轴都画出，坐标原点未画出的数据处理例1.在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L1.25cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图6中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为Vo=（用L,g表示），其值为（取g=9.8m/s2）。分析与解：根据题意，仔细审查图中a、b、c、d四点的相对位置，发现相邻的两点间的水平距离均为2L,这里就隐含着“物体在相邻的两点间运动时间相等”的条件，设这相等时间为To,由于竖直方向是加速度为g的匀加速运动,由SaT2可得LgT。2,再由水平方向是匀速运动得2LvTo,联立上述两式解得v02M0.70m/so（2） .y轴画出，X轴和坐标原点都未画出的数据处理例2.某同学在做平抛物体运动的实验时，不慎未定好原点，只画了竖直线，而且只描出了平抛物体的后一部分轨迹，如图2所示。依此图只用一把刻度尺，如何计算出平抛物体的初速度V。？分析与解：为了求出平抛物体的初速度，要画出三条等距（x）、平行于y轴的竖直线与轨迹交于A、B、C三点，如图3所示。然后分别过A、B、C三点作三条水平直线，AB两点竖直距离为yi,A、B两点竖直距离为yi,A、C两点竖直距离为y2,由xvT和yy2yigT2,解得：v。xj/d2y1.（3） .X轴画出，y轴和坐标原点都未画出的数据处理例3.某同学做“研究平抛运动规律”的实上验时，只在白纸上画出了与初速度V。平行W的ox轴，以及做平抛运动小球的一部分轨迹，忘了画坐标原点和Oy轴，如图4所示。在这种情况下，若只用刻度尺，如何求得该小球的初速度Vo?(1)写出测量的主要步骤和需要测量的物理量，并在图上标出有关物理量的符号；(2)用测得的物理量和有关常量，写出计算该小球初速度V0的表达式xxO图5分析与解：(1)在该运动轨迹上取相邻的两个点间的水平距离相等的三个点ABC;测出相邻两个点间的水平距离x和相邻两个点间的竖直距离yi和y2,设yIy2yiI2ygTxVoT(四)利用频闪照片进行数据处理照相机每隔例4.如图6所示，是用闪光灯照相法摄的一个平抛小球的照片,相等时间曝光一次，拍照时，不能保持底片的上边缘是水平，请用合理的办法确定图中重力加速度方向(保留作图痕迹)。若图距与实际距离之比为1:10。在这种情况下，若只用刻度尺，如何求得该小球的初速度Vo和曝光时间间隔T?(重力加速度g已知)Axx图7图6xyy1(1)写出测量的主要步骤和需要测量的物理量，并在图上标出有关物理量的符号；(2)用测得的物理量和有关常量，写出计算该小球初速度Vo的表达式Vo=.分析与解：(1)把首末两点相连并且三等份，各等份点与对应顺序的照片上的点相连，即是重力加速度所在的直线，并标明方向.(2)用刻度尺测出图中的x和y1、y2,则有:21oxvoT,1oy210ylgT解得，图410y210ylVo10x0g10y210y1