《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东光县第一中学 郑乐乐一、设计思路为了让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考，并且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，合作学习的能力，针对研究问题平抛运动，我利用小组讨论、汇报交流、相互合作的方法来全面体验和感悟实验探究，描绘平抛运动的轨迹，并计算物体的初速度。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，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探究式教学理念。二、教学目标 （一） 、知识与技能 1、研究平抛运动的轨迹 2、根据实验数据计算平抛运动的初速度 3、对设计出的方案进行评价与创新（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。三、教学重点和难点重点：1、如何提出实验方案并使实验方案合理可行 2、学会设计实验方案 难点：设计方案四、教学资源 书籍、资料、网络等。五、 教学流程图 知识回顾提出问题：如何得到运动轨迹及初速度处理问题：实验探究 设计方案 分组实验 处理数据 描述轨迹 计算初速度六、教学过程（一）、新课引入提问：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？(给学生总结一下）（3）那么平抛运动的轨迹我们怎样通过实验来得到呢？ 下面我们通过实验描绘出平抛运动轨迹并计算初速度，请同学们自主设计出实验方案，并且进行讨论计算，得出实验结论。（二）、进行新课提出问题：(1)如何得到平抛运动的轨迹？ （2）如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线？ （3）根据实验数据如何计算平抛运动的初速度？（三）、制定计划与设计实验提问：同学们，你们有哪些方案来研究平抛运动呢？小组讨论、阅读教材、交流，汇总设计的方案。结论： 方案（1）：利用斜面小槽等器材，让钢球从斜槽上滚下，冲过水平槽飞出后做平抛运动 方案（2）：用数码相机记录平抛运动的轨迹 方案（3）：将装满水的饮料瓶倒置，在瓶塞内插入两根细管，其中一根弯成水平向外喷水 由于器材有限，以方案(1)来做探究实验，方案(2)(3)有条件的同学可以课后进行问题1:如何确保初速度水平问题2:实验中需要多次描点，如何保证轨迹的一致性？问题3：在实验中需要测哪些物理量？需要用到什么器材？通过教师引导，同学交流、讨论。结论：让小球每次从斜槽上同一高度滑下，从末端水平抛出，由于在水平方向是匀速直线运动，确定运动时间相等的一些点的坐标，研究物体在竖直方向运动的位移随时间的变化规律，证实或验证猜测，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；并记录数据计算初速度。实验装置：（1）用以下器材设计一个实验方案来得到平抛运动的轨迹： 斜面小槽、小钢球、粘了坐标纸的木板提问：同学们自己设计方案进行实验。结论：方案的实验步骤： 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 ； 固定木板上的坐标纸，使木板保持竖直状态，小球的运动轨迹与板面 平行，坐标纸方格横线呈水平方向； 以斜槽末端为坐标原点沿 铅垂线画出y轴； 让小球从斜槽上适当的高度由静止释放，用铅笔记录小球做平抛运动经过的位置； 重复步骤 ，在坐标纸上记录多个位置； 在坐标纸上作出x轴，用平滑的曲线连接各个记录点，得到平抛运动的轨迹；利用v=x/t,h=1/2gt2,求出小球的初速度。（四）、分组实验：老师巡回指导，参与到各小组的实验中。根据不同小组的情况，给予不同的指导。提示学生将实验数据记录在表格中：坐标记录xyv12345（五）、数据处理图像法（图像处理技巧）由图可见竖直方向位移与水平方向位移的关系图线为曲线，很难看出它们之间的关系，提示学生化曲为直的思想，做出竖直方向位移与水平方向位移的平方之间的关系图,可见y与x2成正比。五、 实验过程注意事项： 保证斜槽末端的切线水平，方木板竖直且与小球下落的轨迹平面平行，并使小球运动时靠近木板，但不接触； 小球每次都从斜槽上同一位置滚下； 小球做平抛运动的起点不是槽口的端点，应是小球在槽口时球的重心在木板的水平投影点； 小球在斜槽上开始滚下的位置要适当，以便使小球运动由木板的左上角到右下角。七、课堂小练图11. 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，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=_（用L，g表示），其值为_（取g=9.8m/）。y图2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，由于竖直方向是加速度为g的匀加速运动，由可得，再由水平方向是匀速运动得，联立上述两式解得。