2019版高中物理 专题5.3 实验：研究平抛运动教学设计 新人教版必修2.doc

2019版高中物理 专题5.3 实验：研究平抛运动教学设计 新人教版必修2教材分析本节内容重点应落实在“探究”上而不是“规律”上，课堂教学过程以探究为主要线索。让学生体验掌握化曲为直，化繁为简处理曲线运动的基本方法。探索规律总是从问题入手，建立模型、大胆猜想、实验验证、得出总结规律的过程。通过本节探究不仅掌握了处理平抛运动的方法，同时也是处理其他曲线运动和处理未知问题的一般思路和方法。物理概念和物理规律的形成是由现象到本质的过程，对它们的理解和掌握不可能一蹴而就，怎样才能够让学生不是机械化的记住，而是真正理解其实质所在，将是这节课要突破的难点。因此采用实验探究的方法，让学生先通过理论分析和猜想，再通过设计实验方案和细致的实验及仔细的观察，采用对比平抛运动和自由落体运动找到竖直方向为自由落体运动。通过对运动轨迹分析，归纳得到平抛运动水平方向为匀速运动。由于实验包含的规律往往隐藏在较深的层次，需要学生去挖掘，因此这一部分的自主探究活动可以让学生亲自感受到实验探究问题的过程，正是对学生观察、分析、归纳等各项综合素质和能力的培养。自主探究以学生为主体，课堂探究教师要配合学生活动并给予指导，在描绘平抛运动轨迹时方法很多：水平喷出恒定的水流、平抛演示仪演示、火花描绘迹、频闪照相、数码照相和数码摄相等，教师可以采用追问并予以指导使设计方案逐步完善。1本节内容是通过实验探究平抛运动的规律，它既是前一节运动的合成与分解方法的具体实践应用，也是后一节抛体运动的规律得出的前提，更是学生自主设计、探索的好素材，在本章中有着重要的地位。2课程标准要求学生会用合成与分解的方法分析抛体运动；能分别以物体在水平方向和竖起方向的位移为横坐标和纵坐标，描绘做抛体运动的物体的轨迹。要求学生知道平抛运动的受力特点；知道用实验方法得到平抛运动轨迹的方法；理解确定平抛运动在水平方向做匀速直线运动、竖直方向做自由落体运动所用的方法；知道水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的独立性和同时性；体会研究曲线运动的基本方法。3平抛运动知识在初中不曾出现过。学情分析1通过前面的学习，学生已经知道了合运动、分运动以及运动的合成与分解所遵循的规律；知道了运动的合成与分解是处理曲线运动的基本方法；通过一个多学期的学习，学生已经具备了初步的实验设计能力和实验操作能力；已经能用数码相机来研究物体的运动。2学生可能遇到的困难：设计不出验证平抛运动在竖直方向是自由落体运动的实验装置。3学生在学习中可能会采取的学习策略：分组讨论，向教师寻求帮助，实验探索，总结反思等。设计思想1设计思想：本节课的教学力求贯彻新课程体验，采用探究式教学，引导学生通过实验探究形成对抛体运动的认识；让学生在获得知识的同时，体验科学探究过程，了解科学研究方法，发展探索自然的兴趣与热情，培养实验探究能力和交流协作能力。2理论依据：探究教学理论、物理课程标准中的课程基本理念和科学探究及物理实验能力要求。3设计特色：本节课是以实验设计和实验操作为主的探究教学，它改变了几个传统实验的教学功能。教学目标【知识与能力】1知道平抛运动的条件及相应控制方法；2知道用实验获得平抛运动轨迹的方法；3知道判断运动轨迹是否为抛物线的方法；4知道测量初速度时需要测量的物理量；5会推导初速度的表达式，会计算平抛运动的初速度。【过程与方法】1观察现象初步分析猜测实验研究得出规律重复实验鉴别结论追求统一；2利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动，渗透物理学“化曲为直”“化繁为简”的方法及“等效代换”正交分解”的思想方法；3在实验教学中，进行控制的思想方法的教育：从实验的设计、装置、操作到数据处理，所有环节都应进行多方面实验思想的教育，“实验的精髓在于控制”的思想，在乎抛物体实验中非常突出。如装置中斜槽末端应保持水平的控制；木板要竖直放置的控制；操作上强调小球每次都从斜槽同一高度处由静止开始释放的控制；在测量小球位置时对实验误差的控制等。【情感态度价值观】通过重复多次实验，进行共性分析、归纳分类，达到鉴别结论的教育目的，同时还能进行理论联系实际的教育。教学重难点【教学重点】平抛运动实验的设计、装置、操作及数据处理。【教学难点】1平抛运动的条件及相应控制方法；2用实验获得平抛运动轨迹的方法。课前准备 平抛运动演示仪、课件。教学过程新课导入上节课我们学习了平抛运动的理论知识，本节课我们通过实验来进一步探究平抛运动的特点，分析平抛运动的轨迹，计算平抛运动的初速度等。新课教学在这个实验中，我们首先设法描绘某物体做平抛运动的轨迹，然后通过这个轨迹研究平抛运动的特点。现在假定已经用某种方法得到了一个物体做平抛运动的轨迹，我们看一看可以进行哪些研究。一、判断平抛运动的轨迹是不是抛物线在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3把线段OA1的长度记为l，那么OA22l、OA33l由A1、A2、A3向下作垂线，垂线与抛体轨迹的交点记为M1、M2、M3如果轨迹的确是一条抛物线，M1、M2、M3各点的y坐标与x坐标间的关系应该具有yax2的形式（a是一个待定的常量）。用刻度尺测量某点的x、y坐标，代入yax2中求出常量a，于是知道了代表这个轨迹的一个可能的关系式。OM1M2M3M4xy9hA1A2A3A4h4h测量其它几个点的x、y坐标。怎样通过这些测量值来判断这条曲线是否是一条抛物线？假定由A1、A2、A3向下作垂线，垂线与抛体轨迹的交点对应的纵坐标分别为h、4h、9h，则轨迹上的点满足二次函数yax2，则说明轨迹的形状是抛物线。二、计算平抛物体的初速度本实验的要求不高，可以不考虑空气阻力的作用。这样，抛体在竖直方向只受到重力的作用，因此它的加速度是常量，等于g，它的y坐标的变化符合匀加速运动的规律：根据曲线上某点的纵坐标可以计算出时间t。为了得到抛体的初速度，还需要测量什么量？进行怎样的计算？做平抛运动的物体在水平方向做匀速运动，若曲线上该点的横坐标为x，则有：xv0t联立解得：三、实验操作下面的参考案例介绍了获得平抛运动轨迹的几种方法，同学们可以选用其中的某一方法，也可以自己设计其他方法。【参考案例】要得到平抛运动的轨迹，有多种实验方法，以下案例可供选择，也可以在这些案例启发下自行设计或改装，形成自己的实验方案。1利用实验室的斜面小槽等器材装配如图所示的装置。钢球从斜槽上滚下，冲过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，钢球在空中做平抛运动的轨迹就是一定的。设法用铅笔描出小球经过的位置。通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。