專題4 平拋運動中的臨界問題（教學(xué)設(shè)計） 2023-2024學(xué)年高一物理同步講練課堂（人教版2019必修第二冊）

專題4平拋運動中的臨界問題（教學(xué)設(shè)計）2023-2024學(xué)年高一物理同步講練課堂（人教版2019必修第二冊）課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為人教版2019必修第二冊的“專題4平拋運動中的臨界問題”。本專題內(nèi)容涉及平拋運動的基本概念、物理意義、以及臨界條件的判定等。具體包括：

1.平拋運動的基本概念：學(xué)習(xí)平拋運動的速度、加速度、位移等基本物理量，理解其在實際運動中的應(yīng)用。

2.平拋運動的物理意義：通過實例分析，探討平拋運動在日常生活和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，提高學(xué)生對物理知識的理解和運用能力。

3.臨界問題的判定：學(xué)習(xí)平拋運動中的臨界問題，如最大高度、落地時間等，掌握求解臨界問題的方法和技巧。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了簡單的運動學(xué)知識，對速度、加速度、位移等基本物理量有了一定的了解。本節(jié)課將在學(xué)生已有知識的基礎(chǔ)上，深入探討平拋運動中的臨界問題，幫助學(xué)生建立更完善的物理知識體系。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度。具體目標(biāo)如下：

1.物理觀念：通過學(xué)習(xí)平拋運動的基本概念，幫助學(xué)生建立正確的物理觀念，理解平拋運動的速度、加速度、位移等基本物理量的意義。

2.科學(xué)思維：通過分析平拋運動中的臨界問題，培養(yǎng)學(xué)生運用科學(xué)思維方法進(jìn)行問題分析和解決的能力。

3.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生運用觀察、實驗、數(shù)學(xué)等方法，探究平拋運動的規(guī)律，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

4.科學(xué)態(tài)度：通過學(xué)習(xí)平拋運動的應(yīng)用實例，使學(xué)生認(rèn)識到物理知識在日常生活和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了的相關(guān)知識：學(xué)生在初中階段學(xué)習(xí)了簡單的運動學(xué)知識，對速度、加速度、位移等基本物理量有了一定的了解。部分學(xué)生可能還接觸過一些簡單的平面幾何知識，這將有助于他們理解平拋運動中的臨界問題。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：對于物理學(xué)科，大部分學(xué)生具有一定的興趣，但興趣點各有不同。在學(xué)習(xí)能力方面，學(xué)生的數(shù)學(xué)和邏輯思維能力參差不齊，這將影響他們對平拋運動中臨界問題的理解和掌握。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生偏愛實驗和動手操作，而另一部分學(xué)生則更擅長理論學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在學(xué)習(xí)平拋運動的基本概念時，學(xué)生可能會對速度、加速度、位移等物理量的合成和分解產(chǎn)生困惑。在分析臨界問題時，學(xué)生可能難以理解如何將實際問題轉(zhuǎn)化為物理模型，并應(yīng)用相關(guān)公式進(jìn)行求解。此外，部分學(xué)生可能對平面幾何在物理問題中的應(yīng)用感到陌生，這將使他們難以解決涉及幾何關(guān)系的臨界問題。四、教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法：

（1）問題驅(qū)動法：通過提出平拋運動中的實際問題，激發(fā)學(xué)生的思考，引導(dǎo)學(xué)生主動探索答案。

（2）案例分析法：分析平拋運動在日常生活和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用實例，幫助學(xué)生理解并掌握相關(guān)知識。

（3）小組討論法：組織學(xué)生分組討論，促進(jìn)學(xué)生間的交流與合作，提高學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力。

2.教學(xué)手段：

（1）多媒體演示：利用多媒體課件，直觀展示平拋運動的基本概念和臨界問題，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受。

（2）在線教學(xué)平臺：運用在線教學(xué)平臺，提供豐富的學(xué)習(xí)資源，便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和拓展知識。

（3）物理實驗：安排適當(dāng)?shù)奈锢韺嶒?，讓學(xué)生親身體驗平拋運動的特點，提高學(xué)生的實踐操作能力。五、教學(xué)過程1.導(dǎo)入新課

今天我們要學(xué)習(xí)的是平拋運動中的臨界問題。我會先通過一個生活中的實例來引入平拋運動的概念，請大家認(rèn)真觀察并思考這個實例中涉及到的物理知識。

2.探究平拋運動的基本概念

接下來，我們將探究平拋運動的基本概念。請大家打開課本，閱讀相關(guān)內(nèi)容，并嘗試回答我提出的問題：平拋運動的特點是什么？速度、加速度、位移在平拋運動中的含義是什么？

3.分析臨界問題

現(xiàn)在，我們來進(jìn)入本節(jié)課的重點內(nèi)容——臨界問題。我會給大家呈現(xiàn)一些典型的臨界問題案例，請大家嘗試分析并解決這些問題。在分析過程中，要注意運用我們之前學(xué)過的知識，如速度的合成和分解、加速度的計算等。

4.實驗操作

理論聯(lián)系實際，我們來進(jìn)行一些實驗操作。我會安排大家進(jìn)行小組合作，進(jìn)行一些與平拋運動相關(guān)的實驗。通過實驗，大家能夠更直觀地理解平拋運動的特點，并加深對臨界問題的認(rèn)識。

5.總結(jié)與提升

在實驗結(jié)束后，我們來進(jìn)行總結(jié)與提升。請大家回顧一下今天學(xué)習(xí)的內(nèi)容，思考平拋運動在實際中的應(yīng)用，以及如何運用所學(xué)知識解決實際問題。同時，我會對大家的解答進(jìn)行點評，指出其中的優(yōu)點和不足，幫助大家進(jìn)一步提高。

6.布置作業(yè)

最后，我會布置一些相關(guān)的作業(yè)，讓大家在課后鞏固所學(xué)知識，并能夠靈活運用。請大家認(rèn)真完成作業(yè)，準(zhǔn)備下一節(jié)課的講解。六、知識點梳理1.平拋運動的基本概念

平拋運動是指在水平方向具有初速度的物體在重力作用下所做的運動。它是一種復(fù)合運動，可以分解為水平方向和豎直方向上的兩個獨立的運動。

2.平拋運動的速度、加速度和位移

速度：平拋運動的速度由水平分速度和豎直分速度組成。水平分速度v_x保持不變，豎直分速度v_y隨時間t變化，v_y=gt（g為重力加速度）。

加速度：平拋運動的加速度只有豎直方向上的重力加速度g，水平方向上加速度為0。

位移：平拋運動的位移由水平位移x和豎直位移y組成。水平位移x=v_x*t，豎直位移y=1/2*g*t^2。

3.平拋運動的物理意義

平拋運動在日常生活和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。例如，投擲物體、射擊運動、衛(wèi)星發(fā)射等都可以看作是平拋運動的特例。通過學(xué)習(xí)平拋運動，我們可以更好地理解和解釋這些實際現(xiàn)象。

4.臨界問題的判定

臨界問題是指在平拋運動中，某些特定的條件或參數(shù)達(dá)到極限值時的問題。常見的臨界問題包括最大高度、落地時間等。解決臨界問題需要運用物理知識和數(shù)學(xué)方法進(jìn)行分析和計算。

5.最大高度的計算

平拋運動的最大高度h可以通過公式h=1/2*g*t_max^2求得，其中t_max為物體達(dá)到最大高度時的時間。根據(jù)v_y=gt，可得t_max=v_0/g（v_0為物體的豎直初速度）。

6.落地時間的計算

平拋運動的落地時間t可以通過公式t=2*v_0/g求得，其中v_0為物體的豎直初速度。這個公式適用于物體從任何高度開始下落的情況。

7.實際應(yīng)用舉例

平拋運動在實際生活中有很多應(yīng)用，例如投擲標(biāo)槍、投擲鉛球、射擊運動等。在這些問題中，我們需要根據(jù)實際情況進(jìn)行計算和分析，確定最佳的角度和力度等參數(shù)，以達(dá)到最佳的運動效果。七、課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測1.課堂小結(jié)

在本節(jié)課中，我們學(xué)習(xí)了平拋運動的基本概念、物理意義以及臨界問題的判定。通過實例分析和實驗操作，我們深入了解了平拋運動的特點，并掌握了相關(guān)知識。希望大家能夠?qū)⑦@些知識與實際生活相聯(lián)系，提高對物理學(xué)科的興趣和認(rèn)識。

2.當(dāng)堂檢測

為了鞏固所學(xué)知識，我們將進(jìn)行一些當(dāng)堂檢測。請大家認(rèn)真思考并回答以下問題：

a.平拋運動的特點是什么？請用簡潔的語言描述。

b.如何計算平拋運動的最大高度和落地時間？請給出具體的計算步驟。

c.請舉例說明平拋運動在實際中的應(yīng)用。

d.在解決平拋運動中的臨界問題時，你認(rèn)為最重要的是什么？請談?wù)勀愕捏w會。

請大家充分運用我們所學(xué)的知識，認(rèn)真思考并回答這些問題。檢測結(jié)束后，我將對大家的回答進(jìn)行點評和講解。希望大家能夠通過這次檢測，進(jìn)一步鞏固和提高對平拋運動的理解和應(yīng)用能力。八、板書設(shè)計①平拋運動的基本概念

-定義：水平方向初速度的物體在重力作用下的運動

-特點：水平方向勻速直線運動，豎直方向勻加速直線運動

-物理量：速度（v_x，v_y），加速度（g），位移（x，y）

②平拋運動的臨界問題

-最大高度：h=1/2*g*t_max^2（t_max=v_0/g）

-落地時間：t=2*v_0/g

-判定條件：速度、加速度、位移等物理量的臨界值

③平拋運動的應(yīng)用實例

-投擲運動：標(biāo)槍、鉛球、籃球等

-射擊運動：子彈的運動軌跡

-衛(wèi)星發(fā)射：發(fā)射角度和軌道計算

④實驗操作與觀察

-實驗?zāi)康模褐庇^理解平拋運動的特點

-實驗步驟：確定發(fā)射角度，測量運動軌跡，分析臨界問題

-實驗注意事項：安全操作，準(zhǔn)確測量

⑤課堂小結(jié)與當(dāng)堂檢測

-重點知識點回顧：平拋運動的基本概念、物理意義、臨界問題判定

-當(dāng)堂檢測問題：運用所學(xué)知識解決實際問題

通過以上板書設(shè)計，能夠幫助學(xué)生系統(tǒng)地掌握平拋運動的相關(guān)知識，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高課堂參與度。同時，板書設(shè)計注重藝術(shù)性和趣味性，使學(xué)生在輕松愉快的氛圍中學(xué)習(xí)物理。重點題型整理1.題型一：計算平拋運動的最大高度

題目：一物體從高度h沿水平方向拋出，不計空氣阻力，求物體達(dá)到最大高度時的速度v_0。

解答：根據(jù)能量守恒定律，物體拋出時的機(jī)械能等于其在最高點的重力勢能，即\(\frac{1}{2}mv_0^2=mgh\)。解得\(v_0=\sqrt{2gh}\)。

2.題型二：計算平拋運動的落地時間

題目：一物體從高度h沿水平方向拋出，不計空氣阻力，求物體落地所需的時間t。

解答：根據(jù)物體在豎直方向上的運動方程\(y=\frac{1}{2}gt^2\)，結(jié)合物體從高度h拋出，有\(zhòng)(h=\frac{1}{2}gt^2\)。解得\(t=\sqrt{\frac{2h}{g}}\)。

3.題型三：計算平拋運動的水平位移

題目：一物體從高度h沿水平方向拋出，不計空氣阻力，求物體水平位移x。

解答：根據(jù)物體在水平方向上的勻速運動，有\(zhòng)(x=v_0t\)。結(jié)合題型二的結(jié)果，得\(x=v_0\sqrt{\frac{2h}{g}}\)。

4.題型四：計算平拋運動的位移

題目：一物體從高度h沿水平方向拋出，不計空氣阻力，求物體從拋出點到落地點的位移\(s\)。

解答：根據(jù)勾股定理，有\(zhòng)(s=\sqrt{x^2+y^2}\)。結(jié)合題型一和題型二的結(jié)果，得\(s=\sqrt{(v_0\sqrt{\frac{2h}{g}})^2+(\frac{1}{2}gt^2)^2}\)。

5.題型五：解決實際應(yīng)用問題

題目：一運動員從高度h沿水平方向投擲標(biāo)槍，求標(biāo)槍落地時的最大高度和水平位移。

解答：首先，根據(jù)能量守恒定律，計算標(biāo)槍拋出時的速度\(v_0\)：\(\frac{1}{2}mv_0^2=mgh