2024-2025學(xué)年高中物理 第五章 曲線運動 3 實驗：研究平拋運動（2）教案 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年高中物理第五章曲線運動3實驗：研究平拋運動（2）教案新人教版必修2課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：高中物理實驗課——研究平拋運動

2.教學(xué)年級和班級：高中物理必修2，高二年級

3.授課時間：2024年10月18日

4.教學(xué)時數(shù)：1課時（45分鐘）

二、教學(xué)目標

1.讓學(xué)生通過實驗觀察和分析，理解平拋運動的特點和規(guī)律。

2.培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力。

3.提高學(xué)生的實驗操作技能和團隊協(xié)作能力。

三、教學(xué)內(nèi)容

1.實驗原理：平拋運動的條件、運動方程及特點。

2.實驗器材：斜槽、小球、尺子、計時器等。

3.實驗步驟：搭建實驗裝置、進行實驗、數(shù)據(jù)分析。

四、教學(xué)過程

1.導(dǎo)入：回顧上一節(jié)課的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考平拋運動的特點。

2.實驗講解：講解實驗原理、目的和操作步驟。

3.學(xué)生實驗：分組進行實驗，觀察并記錄數(shù)據(jù)。

4.數(shù)據(jù)分析：學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分析平拋運動的規(guī)律。

5.總結(jié)提升：引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實驗結(jié)論，探討平拋運動在實際生活中的應(yīng)用。

五、教學(xué)評價

1.學(xué)生實驗操作的規(guī)范性和準確性。

2.學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的處理和分析能力。

3.學(xué)生對平拋運動的理解程度和實際應(yīng)用能力。

六、課后作業(yè)

1.完成實驗報告：包括實驗過程、數(shù)據(jù)處理和結(jié)論。

2.預(yù)習(xí)下一節(jié)課內(nèi)容：圓周運動的概念和特點。

七、教學(xué)資源

1.實驗器材：斜槽、小球、尺子、計時器等。

2.教學(xué)課件：實驗原理、步驟和數(shù)據(jù)分析。

3.參考資料：相關(guān)學(xué)術(shù)論文、網(wǎng)絡(luò)資源等。

八、教學(xué)注意事項

1.確保實驗安全，避免器材損壞。

2.引導(dǎo)學(xué)生積極參與實驗，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神。

3.關(guān)注學(xué)生的個體差異，給予適當輔導(dǎo)。二、核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生以下核心素養(yǎng)：

1.科學(xué)思維：通過實驗觀察和數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)學(xué)生運用物理學(xué)原理進行邏輯推理和科學(xué)思維的能力，使其能夠從實驗現(xiàn)象中提煉出平拋運動的規(guī)律。

2.實驗與探究：讓學(xué)生通過自主設(shè)計實驗、進行觀察、收集數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作技能和科學(xué)探究能力，使其能夠獨立完成實驗并從中獲得物理知識。

3.科學(xué)態(tài)度與價值觀：通過實驗和數(shù)據(jù)分析，使學(xué)生認識到物理知識在生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價值觀，提高其對物理學(xué)科的興趣和熱情。

4.團隊合作與交流：在實驗過程中，要求學(xué)生分組進行，培養(yǎng)其團隊協(xié)作能力和溝通交流能力，使其能夠在團隊中發(fā)揮自己的作用并共同完成實驗任務(wù)。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)掌握了直線運動的基本概念、牛頓運動定律、以及基本的力學(xué)知識。同時，學(xué)生應(yīng)該具備一定的實驗操作能力和數(shù)據(jù)處理能力，能夠進行簡單的物理數(shù)據(jù)分析。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：根據(jù)對學(xué)生的了解，大部分學(xué)生對于實驗類課程比較感興趣，尤其是那些能夠動手操作的實驗。在能力方面，學(xué)生們的物理知識水平和實驗技能參差不齊，有些學(xué)生對于物理理論的理解較為深入，而有些學(xué)生則更擅長實驗操作。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，有的學(xué)生喜歡獨立思考，有的學(xué)生則更愿意與同學(xué)進行討論。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在學(xué)習(xí)平拋運動這一課時，學(xué)生可能會遇到以下困難和挑戰(zhàn)：首先，平拋運動是一個比較復(fù)雜的運動形式，學(xué)生可能難以理解其運動規(guī)律。其次，實驗操作過程中，學(xué)生可能對于如何準確地測量和記錄數(shù)據(jù)感到困難。最后，在數(shù)據(jù)分析階段，學(xué)生可能對于如何運用物理知識解釋實驗結(jié)果感到困惑。針對這些困難和挑戰(zhàn)，教師需要在教學(xué)中給予學(xué)生必要的指導(dǎo)和幫助，以提高他們的學(xué)習(xí)效果。四、教學(xué)方法與策略1.教學(xué)方法：

針對本節(jié)課的內(nèi)容，我選擇采用講授法、實驗法、討論法和案例研究法等教學(xué)方法。首先，通過講授法向?qū)W生介紹平拋運動的定義、特點和運動規(guī)律，使其對平拋運動有一個全面的認識。其次，利用實驗法讓學(xué)生親身參與實驗操作，觀察平拋運動的現(xiàn)象，從而加深對平拋運動的理解。然后，通過討論法引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果進行分析和討論，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和團隊協(xié)作能力。最后，運用案例研究法讓學(xué)生研究平拋運動在實際生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生的實際問題解決能力。

2.教學(xué)活動設(shè)計：

（1）角色扮演：在實驗環(huán)節(jié)，讓學(xué)生分組進行角色扮演，分別扮演實驗操作員、數(shù)據(jù)記錄員和分析師，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力。

（2）實驗：設(shè)計一個簡單的平拋運動實驗，讓學(xué)生動手操作，觀察并記錄實驗數(shù)據(jù)，使其能夠直觀地了解平拋運動的特點。

（3）游戲：設(shè)計一個關(guān)于平拋運動的游戲，讓學(xué)生在游戲中運用所學(xué)知識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實踐能力。

（4）小組討論：在實驗結(jié)束后，組織學(xué)生進行小組討論，讓學(xué)生分享實驗心得，分析實驗結(jié)果，從而加深對平拋運動的理解。

3.教學(xué)媒體和資源使用：

（1）PPT：制作精美的PPT，展示平拋運動的相關(guān)概念、運動規(guī)律和實驗步驟，幫助學(xué)生更好地理解平拋運動。

（2）視頻：播放平拋運動的實驗視頻，讓學(xué)生更直觀地觀察實驗現(xiàn)象，增強學(xué)生的實驗操作能力。

（3）在線工具：利用在線工具進行數(shù)據(jù)處理和分析，提高學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力。

（4）參考資料：提供相關(guān)學(xué)術(shù)論文、網(wǎng)絡(luò)資源等，讓學(xué)生在課后進行拓展學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。五、教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標：引起學(xué)生對平拋運動的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道什么是平拋運動嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于平拋運動的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受平拋運動的魅力或特點。

簡短介紹平拋運動的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.平拋運動基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標：讓學(xué)生了解平拋運動的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解平拋運動的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。

詳細介紹平拋運動的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.平拋運動案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解平拋運動的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的平拋運動案例進行分析。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學(xué)生全面了解平拋運動的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對實際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用平拋運動解決實際問題。

小組討論：讓學(xué)生分組討論平拋運動在未來發(fā)展或改進方向，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個與平拋運動相關(guān)的主題進行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學(xué)生的表達能力，同時加深全班對平拋運動的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)平拋運動的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括平拋運動的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調(diào)平拋運動在現(xiàn)實生活或?qū)W習(xí)中的價值和作用，鼓勵學(xué)生進一步探索和應(yīng)用平拋運動。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于平拋運動的短文或報告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。六、拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

為了讓學(xué)生更好地理解和掌握平拋運動的相關(guān)知識，我提供了以下拓展閱讀材料：

（1）《物理學(xué)史上的今天》：介紹平拋運動在物理學(xué)史上的重要地位和貢獻。

（2）《平拋運動在工程中的應(yīng)用》：探討平拋運動在工程領(lǐng)域的實際應(yīng)用，如拋體設(shè)計、航空航天等。

（3）《平拋運動與地球引力》：解釋平拋運動與地球引力的關(guān)系，探討引力對平拋運動的影響。

（4）《平拋運動與空氣阻力》：分析空氣阻力對平拋運動的影響，探討如何減小阻力對運動的影響。

（5）《平拋運動的數(shù)學(xué)建?！罚航榻B平拋運動的數(shù)學(xué)建模方法，讓學(xué)生了解如何用數(shù)學(xué)方程描述平拋運動。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究：

（1）鼓勵學(xué)生查閱相關(guān)資料，深入了解平拋運動在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，如體育、物理研究等。

（2）讓學(xué)生嘗試自己設(shè)計一個平拋運動實驗，觀察和記錄實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果。

（3）引導(dǎo)學(xué)生思考平拋運動在生活中的實際應(yīng)用，如投擲物體、射擊等，并嘗試提出改進方案。

（4）鼓勵學(xué)生參與學(xué)術(shù)討論，與他人分享自己對平拋運動的理解和看法，提高自己的表達能力。

（5）建議學(xué)生進行平拋運動相關(guān)的項目研究，如制作一個平拋運動模擬器，探究不同因素對平拋運動的影響等。七、典型例題講解例題1：

一個物體從高度h以速度v水平拋出，不計空氣阻力。求物體落地時的速度和落地位置。

解答：

根據(jù)物理學(xué)原理，我們可以將平拋運動分解為水平方向和豎直方向的運動。水平方向的運動是勻速直線運動，豎直方向的運動是自由落體運動。

水平方向：

由于物體在水平方向上不受外力，所以水平方向的速度保持不變，即v_x=v

豎直方向：

物體從高度h自由落體，根據(jù)自由落體運動的公式s=1/2*g*t^2，我們可以得到物體落地時的時間t=sqrt(2h/g)

物體落地時的豎直方向速度v_y=g*t=sqrt(2gh)

物體落地時的總速度v=sqrt(v_x^2+v_y^2)=sqrt(v^2+2gh)

落地位置x=v_x*t=v*sqrt(2h/g)

例題2：

一個物體從高度h以速度v水平拋出，空氣阻力對物體做負功。假設(shè)阻力與速度成正比，比例系數(shù)為k。求物體落地時的速度和落地位置。

解答：

在這種情況下，我們需要考慮空氣阻力對物體運動的影響。阻力與速度成正比，可以表示為F_r=k*v

根據(jù)牛頓第二定律，物體受到的合力F_net=m*a，其中a是物體的加速度。在這個問題中，物體在水平方向上的合力為F_net=m*a_x，豎直方向上的合力為F_net=m*a_y

水平方向：

由于物體在水平方向上不受外力，所以a_x=0，F(xiàn)_net=0。因此，物體在水平方向上的速度保持不變，即v_x=v

豎直方向：

物體受到的重力F_g=m*g，豎直向下的加速度a_y=g-(k*v/m)

物體從高度h自由落體，根據(jù)自由落體運動的公式s=1/2*a*t^2，我們可以得到物體落地時的時間t=sqrt(2h/(g-(k*v/m)))

物體落地時的豎直方向速度v_y=a_y*t=sqrt(2gh-2kv^2/m)

物體落地時的總速度v=sqrt(v_x^2+v_y^2)=sqrt(v^2+2gh-2kv^2/m)

落地位置x=v_x*t=v*sqrt(2h/(g-(k*v/m)))

例題3：

一個物體從高度h以速度v水平拋出，空氣阻力對物體做負功。假設(shè)阻力與速度成正比，比例系數(shù)為k。求物體落地時的速度和落地位置，并討論不同k值對結(jié)果的影響。

解答：

與例題2類似，物體在水平方向上的速度保持不變，即v_x=v。在豎直方向上，物體受到的加速度a_y=g-(k*v/m)。

物體落地時的時間t=sqrt(2h/(g-(k*v/m)))。物體落地時的豎直方向速度v_y=sqrt(2gh-2kv^2/m)。

物體落地時的總速度v=sqrt(v_x^2+v_y^2)=sqrt(v^2+2gh-2kv^2/m)。落地位置x=v_x*t=v*sqrt(2h/(g-(k*v/m)))。

不同k值對結(jié)果的影響：當k值較小時，阻力對物體的影響較小，物體落地時的速度和落地位置與k值無關(guān)。當k值較大時，阻力對物體的影響較大，物體落地時的速度和落地位置會受到k值的影響。具體來說，k值越大，物體落地時的速度越小，落地位置越近。

例題4：

一個物體從高度h以速度v水平拋出，物體在空中受到一個與速度方向相反的恒力F作用。求物體落地時的速度和落地位置。

解答：

在這種情況下，我們需要考慮物體在水平方向和豎直方向上的受力情況。

水平方向：

物體在水平方向上不受外力，所以水平方向的速度保持不變，即v_x=v

豎直方向：

物體受到的重力F_g=m*g，豎直向下的加速度a_y=g-F/m

物體從高度h自由落體，根據(jù)自由落體運動的公式s=1/2*a*t^2，我們可以得到物體落地時的時間t=sqrt(2h/(g-F/m))

物體落地時的豎直方向速度v_y=a_y*t=sqrt(2gh-2Fh/m)

物體落地時的總速度v=sqrt(v_x^2+v_y^2)=sqrt(v^2+2gh-2Fh/m)

落地位置x=v_x*t=v*sqrt(2h/(g-F/m))

例題5：

一個物體從高度h以速度v水平拋出，物體在空中受到一個與速度方向相反的恒力F作用。求物體落地時的速度和落地位置，并討論不同F(xiàn)值對結(jié)果的影響。

解答：

與例題4類似，物體在水平方向上的速度保持不變，即v_x=v。在豎直方向上，物體受到的加速度a_y=g-F/m。

物體落地時的時間t=sqrt(2h/(g-F/m))。物體落地時的豎直方向速度v_y=sqrt(2gh-2Fh/m)。

物體落地時的總速度v=sqrt(v_x^2+v_y^2)=sqrt(v^2+2gh-2Fh/m)。落地位置x=v_x*t=v*sqrt(2h/(g-F/m))。

不同F(xiàn)值對結(jié)果的影響：當F值較小時，阻力對物體的影響較小，物體落地時的速度和落地位置與F值無關(guān)。當F值較大時，阻力對物體的影響較大，物體落地時的速度和落地位置會受到F值的影響。具體來說，F(xiàn)值越大，物體落地時的速度越小，落地位置越近。八、教學(xué)反思在教學(xué)方法上，我采用了講授、實驗、討論和案例研究等多種教學(xué)方法。這些方法能夠幫助學(xué)生從多個角度理解和掌握平拋運動，同時也培養(yǎng)了他們的科學(xué)思維和團隊協(xié)作能力。在實驗環(huán)節(jié)，我鼓勵學(xué)生們親自動手操作，觀察并記錄實驗數(shù)據(jù)。通過小組討論和課堂展示，學(xué)生們能夠更好地理解和應(yīng)用平拋運動的原理，同時也鍛煉了他們的表達能力和溝通能力。

在教學(xué)過程中，我也注意到了一些需要改進的地方。首先，在講解平拋運動的數(shù)學(xué)模型時，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對于數(shù)學(xué)公式的理解和應(yīng)用存在困難。因此，在未來的教學(xué)中，我需要更加注重數(shù)學(xué)公式的解釋和應(yīng)用，幫助學(xué)生更好地理解和掌握平拋運動的數(shù)學(xué)模型。其次，在實驗操作中，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對于實驗器材的操作和數(shù)據(jù)記錄存在不準確和不規(guī)范的情況。因此，在未來的教學(xué)中，我需要加強對學(xué)生實驗操作的指導(dǎo)和監(jiān)督，確保實驗數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。最后，在課堂展示和點評環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)