平拋運動教案

平拋運動教案(設(shè)計思路：本課程旨在通過體驗和經(jīng)歷，構(gòu)建學生對平拋運動模型的新知識，探究其特點、規(guī)律以及處理方法。課程中重視情景、問題、體驗、合作、自主、交流等多種教學手段，既有實驗現(xiàn)象的觀察，又有分析、推理的過程，最終將實驗現(xiàn)象與分析、推理結(jié)合起來，探究平拋運動在豎直方向和水平方向的運動規(guī)律。本課程還將采用傳統(tǒng)儀器演示實驗和自制儀器等多種實驗手段，旨在提高學生的實驗設(shè)計能力。教材分析：平拋運動是一種重要的運動，掌握其規(guī)律不僅可以深化和擴展學生的知識結(jié)構(gòu)，更能夠培養(yǎng)和提高學生的能力。平拋運動相較于直線運動更為復雜，需要將其分解成較簡單的運動來研究其速度、位移等變化規(guī)律。本節(jié)課程為高中新課程物理必修②第五章第二節(jié)內(nèi)容，是在學生學習直線運動規(guī)律、牛頓運動規(guī)律和運動合成與分解之后的具體應(yīng)用實例，也是這些知識的遷移和綜合應(yīng)用。教學三維目標：（一）知識與技能目標：1.理解平拋運動的特點，即初速度方向為水平方向，只在豎直方向受重力作用，運動軌跡為拋物線。2.理解平拋運動可以看作水平的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動，并且這兩個運動互不影響。3.能夠運用平拋運動規(guī)律解答相關(guān)問題。（二）過程與方法目標：體驗平拋運動規(guī)律的探究過程，體會運動的合成和分解在探究平拋運動規(guī)律中的應(yīng)用。（三）情感態(tài)度與價值觀目標：1.通過重復多次實驗，進行共性分析、歸納分類，達到鑒別結(jié)論的教育目的。2.通過實驗探究教學，并進行有效的理論聯(lián)系實際，激發(fā)學習興趣和求知的欲望。以此滲透刻苦學習、勤奮工作精神的美德教育。教學重點：1.學會自然科學的一般研究方法，體驗平拋運動規(guī)律的科學探究過程。2.掌握平拋運動的特點和規(guī)律。教學難點：平拋運動的研究方法，即通過將其分解成兩個簡單的直線運動來等效替代。教學策略與手段：本課程采用教師演示、引導，學生實驗探究，討論、交流學習成果等多種教學策略。教具準備包括平拋運動演示儀、平拋豎落儀、平拋水平分解儀、多媒體輔助教學課件等。教學過程：新課導入：教師通過將粉筆頭從桌面邊緣水平飛出的實驗引入，讓學生觀察其在空中的運動特點，引出本節(jié)課程的主題。（一）平拋運動：1.定義：將物體用一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運動，叫做平拋運動。2.特點：初速度方向為水平方向，只在豎直方向受重力作用，運動軌跡為拋物線。3.規(guī)律：平拋運動可以看作水平的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動，并且這兩個運動互不影響。4.研究方法：通過將平拋運動分解成兩個簡單的直線運動來等效替代。（二）實驗探究：教師引導學生進行平拋運動的實驗探究，通過觀察實驗現(xiàn)象、分析數(shù)據(jù)等方式，讓學生深入理解平拋運動的特點和規(guī)律。（三）討論交流：教師引導學生進行討論和交流，總結(jié)探究過程中的經(jīng)驗和方法，深入理解運動的合成和分解在探究平拋運動規(guī)律中的應(yīng)用。（四）課堂練習：教師布置課堂練習，讓學生鞏固所學知識和技能。（五）課堂小結(jié)：教師對本節(jié)課程進行小結(jié)，讓學生對所學知識和技能進行回顧和總結(jié)。（六）課后作業(yè)：教師布置課后作業(yè)，鞏固所學知識和技能，并鼓勵學生進行拓展性思考和探究。老師：請大家觀察平拋運動的軌跡，發(fā)現(xiàn)它是一條曲線。我們可以得出這樣的結(jié)論：平拋運動在豎直方向上的分速度是越來越快的，但這個分速度到底是如何變化的，我們還不清楚?，F(xiàn)在請大家來分析做平拋運動的物體在豎直方向上的受力情況。學生：在豎直方向上只受到重力的作用。老師：那么，我們前面學過的運動形式有沒有只在重力作用下實現(xiàn)的呢？學生：自由落體運動只受重力的作用。老師：既然豎直方向上只受重力的作用，與物體做自由落體運動的條件相同，根據(jù)我們上節(jié)課學的分運動的獨立性原理，我們能得出什么樣的結(jié)論呢？學生：平拋運動豎直方向上的分運動有可能是自由落體運動。老師：既然我們有了這樣的猜想，為了驗證它的正確性，我們來做下面這個實驗：（設(shè)計意圖：作出科學猜想，然后驗證猜想，對學生進行科學方法教育。）接下來，我們來看一下平拋運動的特點。首先，從受力情況看：豎直的重力與速度方向有夾角，作曲線運動；其次，水平方向不受外力作用，是勻速運動，速度為V0；最后，豎直方向受重力作用，沒有初速度，加速度為重力加速度g，是自由落體運動。總結(jié)起來，做平拋運動的物體，在水平方向上由于不受力，將做勻速直線運動；在豎直方向上物體的初速度為，且只受到重力作用，物體做自由落體運動，加速度等于g。接下來，我們進行實驗探究。使用對比實驗法：如右圖所示，用小錘打擊彈簧金屬片，金屬片把A球沿水平方向拋出，同時B球被松開，自由下落。A、B兩球同時開始運動。老師：請大家先分析一下兩個小球分別做的是什么運動。學生：A球在金屬片的打擊下獲得水平初速度后只在重力作用下運動，所以做的是平拋運動。B球被松開后沒有任何初速度，只受到重力的作用，因此做的是自由落體運動。老師：現(xiàn)在觀察兩球的運動情況，看兩球是否同時落地。這個地方教給大家一個判斷兩球是否同時落地的小技巧。不要用眼睛看，而是用耳朵聽，兩個小球落地后會不止蹦一下，我們只聽它們落地的第一聲響。如果我們只聽到一聲響，說明兩個小球同時落地，如果聽到兩個落地聲，說明兩個小球先后落地。在做實驗之前我們先來聽一下一個小球落地的聲音。（拿一個和實驗用的小球一樣的球讓其做自由落體運動，讓學生仔細聽其落地的聲音。以便判斷實驗中的落地聲）老師：同學們聽到了幾個落地聲音？學生：一個。老師：如果A和B兩個小球從同一高度開始運動，同時落地，這說明了什么問題？學生：這說明A球在豎直方向上的運動和B球的自由落體運動是一樣的。老師：我們能否從這個實驗得出結(jié)論？也許我們所設(shè)置的高度是特殊的，正好滿足自由落體和平拋運動時間相等的條件?；蛘撸捎谖覀兊拇驌袅Χ炔煌?，A球的初速度恰好滿足這個條件。你們怎么看？學生：有可能。老師：那我們應(yīng)該怎么做？學生：多次改變小球的下落高度和打擊力度，重復實驗。學生活動：1.有代表性的學生進行實驗，改變高度和打擊力度來擊打A球。2.其他同學觀察A球和B球的運動特點。老師活動：提醒學生觀察現(xiàn)象（或聽落地的聲音）1.觀察A球和B球落地的先后。2.觀察不同力度下A球的水平射程有什么不同。學生活動：1.無論A球的水平速度大小如何，它總是與B球同時落地。2.A球的水平初速度越大，走過的水平距離也越大。3.A球水平初速度的大小并不影響平拋物體在豎直方向上的運動。老師活動：幫助總結(jié)、點評實驗結(jié)論：物體在做平拋運動的過程中，沿豎直方向的分運動的性質(zhì)為自由落體運動。通過實驗探究，培養(yǎng)學生實驗觀察能力和學習探究未知規(guī)律的興趣。老師：我們已經(jīng)研究了豎直方向上的運動，現(xiàn)在來看看水平方向上的分運動。首先，我們來分析做平拋運動的物體在水平方向上的受力情況。學生：做平拋運動的物體只受重力作用，方向是豎直向下的，所以物體在水平方向上不受力。老師：根據(jù)運動的獨立性，我們知道水平方向上的運動不會受到豎直方向上運動的影響。根據(jù)牛頓第一定律，我們能得出什么結(jié)論？學生：如果一個物體處于不受力或受力平衡狀態(tài)，它將靜止或做勻速直線運動。在平拋運動中，物體水平方向上不受力，并且水平方向上有一個初速度，所以物體在水平方向上應(yīng)該是勻速直線運動。老師：那么，我們應(yīng)該如何驗證這個猜想？【實驗探究】1.定性比較通過自制的“平拋運動水平分解儀”裝置，將兩個相同的弧形軌道上的小球吸在電磁鐵上，然后切斷電源，兩球同時開始運動，反復實驗，觀察現(xiàn)象——兩球總是在落點相撞。2.定量探究刪除明顯有問題的段落。改寫每段話，使其更加清晰易懂。老師：我們可以從另一個角度來探究水平方向的運動規(guī)律。如果我們能夠知道平拋運動物體在相等的時間間隔內(nèi)水平方向的位移，就可以判斷它的水平運動規(guī)律。要進行這樣的處理，我們需要解決以下幾個問題：1.通過實驗得到平拋運動的軌跡。2.在平拋運動的軌跡上找到每隔相等時間物體所到達的位置。3.測量兩相鄰位置間的水平位移，分析這些位移的特點。另外，利用頻閃照相可以更精細地研究平拋運動。如課本圖5-17所示，可以看出，兩個物體在豎直方向上經(jīng)過相等的時間后，落到相同的高度，即在豎直方向上都是自由落體運動。而在水平方向上，通過相等的時間前進的距離相同，即水平分運動是勻速的。由此說明平拋運動的兩個分運動是同時、獨立進行的，豎直方向的運動與水平方向的運動互不影響。平拋運動的規(guī)律如下：1.拋出后t秒末的速度以拋出點為坐標原點，水平方向為x軸（正方向和初速度v的方向相同），豎直方向為y軸，正方向向下，則水平分速度：Vx＝Vcosθ豎直分速度：Vy＝Vsinθ-gt合速度：Vt＝√(Vx2+Vy2)tanθ＝Vy/Vx＝-gt/Vx2.平拋運動的物體在任一時刻t的位置坐標以拋出點為坐標原點，水平方向為x軸（正方向和初速度v的方向相同），豎直方向為y軸，正方向向下，則水平位移：x=Vtcosθ豎直位移：y=Vtsinθ-1/2gt2合位移：S＝x＋y＝Vt(sinθ/2-1/2gt)運用該公式我們可以求得物體在任意時刻的坐標并找到物體所在的位置，然后用平滑曲線把這些點連起來，就得到平拋運動的軌跡，這個軌跡是一條拋物線。例如，一架老式飛機在高出海面45m的高處，以80m/s的速度水平飛行，為了使飛機上投下的炸彈落在停在海面上的敵船，應(yīng)該在與轟炸目標的水平距離為240m的地方投彈（不計空氣阻力）。在實踐中，我們可以進行“實戰(zhàn)模擬演練”來更好地理解和應(yīng)用這些規(guī)律。另外，如果一架老式飛機在高出海面45m的高處，以80m/s的速度水平飛行，尾追一艘以15m/s逃逸的敵船，為了使飛機上投下的炸彈正好擊中敵船，應(yīng)該在與轟炸目標的水平距離為多遠的地方投彈（不計空氣阻力）。在實施轟炸的時候，我們應(yīng)該在目標的什么位置開始投放炸彈，這