探究平抛运动的规律教学案例设计江苏省洪泽中学王跃教学内容分析普通高中物理课程标准共同必修模块物理中的第二个二级主题抛体运动与圆周运动中有两个条目涉及本节内容条目会用运动合成与分解的方法分析抛体运动条目关注抛体运动和圆周运动的规律与日常生活的联系这两个条目在本节要求学生知道什么是平抛运动会用运动合成与分解的方法分析平抛物体的运动要求学生关注平抛运动的规律与日常生活的联系体现加强课程内容与生产生活联系的指导思想本节认识平抛运动采用的是运动的合成与分解的方法它是一种研究问题的方法这种方法在力的合成与分解的学习中学生已有基础因此在教学中应让学生主动尝试应用这种方法来解决平抛物体运动规律这个新问题这一学习过程的经历能激发学生探究未知问题的乐趣领悟怎样将复杂的问题化为简单的问题将未知问题化为已知问题让学生真正理解运动合成与分解这种方法的意义理解为什么平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动日常生活中平抛运动的现象也较多通过与生产生活的联系可以使学生更深入了解这两种运动的规律教学设计思想现代学习理论认为学生进入课堂学习之前对世界和事物有先入为主的认识教师的教学要引导学生阐发他们已有的理解激起新旧知识的矛盾进行有针对性的教学如果在教学中没有考虑到学生原有的认识和理解他们就不能够掌握所学的内容或者仅仅为了应付考试而学习一离开课堂就又回到原有认识因此在教学中我们应将现实的问题情境呈现给学生引导学生对其进行分析抓住主要矛盾抽象出研究对象在新的教学大纲中已经将研究性学习列为必修课程我们认为研究性学习不仅要作为一种课程开设而且这种探究精神和探究意识方法的培养也应该体现在课堂教学中将课堂教学和研究性学习密切融合课堂教学的知识方法可以是研究性学习的起点支持和基础研究性学习的过程可以是课堂教学的外延和深化是知识和能力在实践或实际上的应用千万不要做成补课以研究性学习思想改造课堂教学充分体现学生的主体性从而培养探究意识和能力拓展思维空间启迪智慧信息技术不仅在改变着课堂教学模式也改变着教学内容和教学结构应用信息技术将思维过程可视化展示知识的产生过程学生从中学习到更深层更本质的知识使教学过程教学内容教学方法都产生了根本性的变化教学目标一知识与技能知道平抛运动的特点是初速度方向为水平方向只受重力作用运动轨迹是曲线理解平抛运动可以看作水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动并且这两个分运动互不影响二过程与方法体会平抛运动规律的探究过程体会运动的合成和分解在探究平抛运动规律中的应用通过观察演示实验概括出平抛运动的特点培养学生观察分析能力利用已知的直线运动规律来研究复杂的曲线运动渗透物理学中化繁为简的思想三情感态度与价值观通过实验探究平抛运动的规律激发学习兴趣增强求知的欲望培养学生仔细观察认真思考积极参与勇于探索的精神培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风教学重点平抛运动规律的探究过程教学难点平抛运动的研究方法平抛运动规律的探究过程教学方法教师演示引导学生实验探究讨论交流学习成果教学工具平抛运动演示器钢球作平抛运动的实验装置多媒体等教学过程一引入新课我们已经学习了物体作曲线运动的条件和特点并学习了处理复杂运动的物理方法运动的合成和分解从这节课开始我们来探究一类特殊的曲线运动即平抛运动的规律二进行新课抛体运动与平抛运动教师活动引导学生阅读教材理解什么是抛体运动什么是平抛运动举出生活中物体做平抛运动的例子将一张小纸片水平抛出小纸片的运动能否看成是平抛运动为什么学生活动快速阅读教材回答出抛体运动的概念列举生活实例思考抛出的纸片的运动是不是抛体运动通过对纸片运动的分析理解抛体运动的条件空气阻力相对物体的重力可以忽略不计点评通过实例分析理解抛体运动的条件增强学生的感性认识激发学习物理的兴趣竖直方向的运动规律教师活动演示课本图的实验喷出的水柱显示了平抛运动的轨迹提出问题引导学生观察平抛运动的轨迹是一条曲线我们如何研究这个曲线运动的规律呢根据物体做平抛运动的条件对竖直方向上的运动能否作出猜测学生活动认真思考分组讨论选出代表回答用运动的合成和分解的方法来研究将平抛运动分解成水平方向和竖直方向上的两个直线运动分别研究这两个分运动的规律最后再合成竖直方向物体只受到重力作用且初速为零与以前学习的自由落体运动条件吻合由此猜测竖直方向分运动可能为自由落体运动教师活动倾听学生回答点评点评作出科学猜想然后验证猜想对学生进行科学方法教育教师活动实验演示教材页图实验实验探究竖直方向上的运动规律介绍实验装置如右图所示介绍实验做法因弹簧片受到小锤的打击向前推动小钢球具有水平初速度使做平抛运动同时强调松开小钢球使从孔中自由落下做自由落体运动学生活动请学生代表做实验用不同的力来击打其他同学注意观察球球的运动特点教师活动提醒学生观察现象球和球落地的先后提醒学生注意用耳朵听两球落地的声音用力大小不同时球运动的水平距离有什么不同学生活动学生描述实验现象无论球的水平速度大小如何它总是与球同时落地球的水平初速度越大走过的水平距离也越大球水平初速度的大小并不影响平抛物体在竖直方向上的运动教师活动帮助总结点评实验结论物体在做平抛运动的过程中沿竖直方向的分运动可看作自由落体运动教师活动利用多媒体动画展示实验现象学生观察强化感性认识强调物体在空中运行的时间只与抛出点距离地面的高度有关点评通过实验探究得出平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动培养学生实验观察能力和学习探究未知规律的兴趣水平方向的运动规律教师活动提出问题水平方向的分运动又如何研究呢学生活动思考物体初速度沿水平方向且在水平方向不受外力根据牛顿第一定律水平方向的分运动可能为匀速直线运动学生可能会仿照竖直方向的研究方法让一球做平抛运动的同时让另一球以与平抛运动的初速度相同的速度做匀速直线运动然后将平抛运动与匀速直线运动相比较师生共同讨论此种方法在实验室是否可行教师活动引导学生阅读教材页有关内容掌握实验探究的思路参考教材上提供的参考案例选用其中的某一方法或自行设计一种实验方案探究水平方向上的运动规律点评探究实验一定要让学生亲自动手在实践中培养学生的求知欲望激发学生的探究未知规律的动机这比学到具体知识更重要学生活动选择实验方案分组动手实验教师活动指导学生完成探究过程了解学生的实验情况师生互动得出结论水平方向的分运动为匀速直线运动教师活动利用多媒体动画展示研究过程与方法实验注意事项实验现象强化学生对自行探究问题的过程与方法的理解三课堂总结点评教师活动让学生概括总结本节的内容请一个同学到黑板上总结其他同学在笔记本上总结然后请同学评价黑板上的小结内容学生活动认真总结概括本节内容并把自己这节课的体会写下来比较黑板上的小结和自己的小结看谁的更好好在什么地方点评总结课堂内容培养学生概括总结能力教师要放开让学生自己总结所学内容允许内容的顺序不同从而构建他们自己的知识框架四实例探究下图所示的是平抛运动和自由落体运动的闪光照片你能得出什么结论解析从闪光照片中可以测出平抛运动的小球在相等时间内的水平位移总相等所以它的水平分运动为匀速直线运动平抛运动的小球和自由下落的小球总是在同一水平线上说明它们在同一段时间的竖直位移总是相等的即平抛运动的竖直分运动跟自由落体运动遵循相同的规律所以平抛运动的竖直分运动为自由落体运动一架飞机水平匀速飞行从飞机上每隔一秒释放一个铁球若不计空气阻力则这些铁球在空中任何时刻总排成抛物线它们的落地点是等间距的在空中任何时刻总排成抛物线它们的落地点是不等间距的在空中的任何时刻总在飞机的正下方排成竖直的直线它们的落地点是等间距的在空中的任何时刻总在飞机的正下方排成竖直的直线它们的落地点是不等间距的师生评析之后利用多媒体动画展示学生观察强化感性认识某同学根据平抛运动原理设计粗测玩具手枪弹丸的发射速度的实验方案实验中需要的测量器材是用玩具手枪发射弹丸时应注意实验中需要测量的量是弹丸的发射速度的表达式是课后作业某同学设计了一个探究平抛运动特点的实验装置在水平桌面上放置一个斜面每次都让钢球从斜面上同一位置滚下滚过桌边后钢球便做平抛运动在钢球抛出后经过的地方水平放置一块木板还有一个用来调节木板高度的支架木板上放一张白纸白纸上有复写纸这样便能记录钢球在白纸上的落点桌子边缘钢球经过的地方挂一条重垂线已知平抛运动的竖直分运动是自由落体运动在此前提下怎样探究钢球水平分运动的特点请指出还需要的器材说明实验步骤某同学为了省去上题中的木板把实验方案做了改变他把实验桌搬到墙的附近使从水平桌面上滚下的钢球能打在墙上把白纸和复写纸附在墙上记录钢球的落点改变桌子和墙的距离就可以得到多组数据如果采用这种方案实验应该如何进行说明实验步骤教学体会思维方法是解决问题的灵魂是物理教学的根本亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键