粵教版高二物理平拋物體的運動(dòng)教學(xué)計劃
一、教學(xué)概述
本節為高中新課程物理必修①和②中五節探究課的第五節，需要探究?jì)热荻喾椒ㄝ^全面，結合了理論推理和實(shí)驗證實(shí)雙方面。是在學(xué)生學(xué)習了直線(xiàn)運動(dòng)規律、牛頓運動(dòng)規律和運動(dòng)合成與分解之后的具體應用實(shí)例，也是這些知識的遷移和綜合應用。
本節內容重點(diǎn)應落實(shí)在“探究”上而不是“規律”上，課堂教學(xué)過(guò)程以探究為主要線(xiàn)索。讓學(xué)生體驗掌握化曲為直，化繁為簡(jiǎn)處理曲線(xiàn)運動(dòng)的基本方法。
探索規律總是從問(wèn)題入手，建立模型、大膽猜想、實(shí)驗驗證、得出總結規律的過(guò)程。通過(guò)本節探究不僅掌握了處理平拋運動(dòng)的方法，同時(shí)也是處理其他曲線(xiàn)運動(dòng)和處理未知問(wèn)題的一般思路和方法。
物理概念和物理規律的形成是由現象到本質(zhì)的過(guò)程，對它們的理解和掌握不可能一蹴而就，怎樣才能夠讓學(xué)生不是機械化的記住，而是真正理解其實(shí)質(zhì)所在，將是這節課要突破的難點(diǎn)。因此采用實(shí)驗探究的方法，讓學(xué)生先通過(guò)理論分析和猜想，再通過(guò)設計實(shí)驗方案和細致的實(shí)驗及仔細的觀(guān)察，采用對比平拋運動(dòng)和自由落體運動(dòng)找到豎直方向為自由落體運動(dòng)。通過(guò)對運動(dòng)軌跡分析，歸納得到平拋運動(dòng)水平方向為勻速運動(dòng)。由于實(shí)驗包含的規律往往隱藏在較深的層次，需要學(xué)生去挖掘，因此這一部分的自主探究活動(dòng)可以讓學(xué)生親自感受到實(shí)驗探究問(wèn)題的過(guò)程，正是對學(xué)生觀(guān)察、分析、歸納等各項綜合素質(zhì)和能力的培養。
自主探究以學(xué)生為主體，課堂探究教師要配合學(xué)生活動(dòng)并給予指導，在描繪平拋運動(dòng)軌跡時(shí)方法很多：水平噴出恒定的水流、平拋演示儀演示、火花描繪跡、頻閃照相、數碼照相和數碼攝相等，教師可以采用追問(wèn)并予以指導使設計方案逐步完善。
二、教學(xué)目標
1.知識與技能
(1)研究和探索平拋運動(dòng)及兩個(gè)分運動(dòng)的性質(zhì)的過(guò)程。分解成哪兩個(gè)方向的運動(dòng)，兩個(gè)方向是怎樣來(lái)確定。
(2)引導學(xué)生探索如何用實(shí)驗來(lái)驗證平拋運動(dòng)是由水平和豎直方向的兩個(gè)分運動(dòng)合成的。
2.過(guò)程與方法
(1)使學(xué)生掌握正確探究平拋運動(dòng)體驗科學(xué)研究的方法。
(2)凡是合外力為恒力，且初速度與合力垂直的運動(dòng)，稱(chēng)為類(lèi)平拋運動(dòng)，都遵循與平拋運動(dòng)相類(lèi)似的規律。處理平拋運動(dòng)的方法是解決曲線(xiàn)運動(dòng)的一般方法。
3.情感、態(tài)度、價(jià)值觀(guān)
(1)在物理教學(xué)中使學(xué)生受到相信科學(xué)、熱愛(ài)科學(xué)的教育。
(2)培養學(xué)生學(xué)習科學(xué)的興趣及實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
(3)激發(fā)學(xué)生積極的學(xué)習興趣和勇于探索的精神。
三、學(xué)習者特征分析
本節課的學(xué)習者特征分析主要是根據教師平時(shí)對學(xué)生的了解而做出的：
(1)學(xué)生為高一的孩子，好奇心強，具有較強的探究欲望.
(2)學(xué)生有過(guò)較多的小組合作經(jīng)驗。
(3)學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)牛頓第二定律和牛頓第三定律。
四、教學(xué)策略的選擇與設計
(1)探究引導策略：探討式學(xué)習;教師啟發(fā)引導。
(2)自主合作探究式學(xué)習策略：建立小組討論、交流、合作的課堂氛圍。
(3)、情景創(chuàng )設策略：運用生活中與教學(xué)內容相關(guān)的情景，設計問(wèn)題，設計物理實(shí)驗，組織教學(xué)內容，提出有啟發(fā)性的引申問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，積極地參與到實(shí)驗驗證、實(shí)驗猜想、探究規律的學(xué)習當中。
五、教學(xué)資源
(1)人教版新課標教材高中物理必修二。
(2)相關(guān)實(shí)驗器材，如平拋與自由落體實(shí)驗器、數碼相機、塑料瓶、直角彎管，直管道等。
(3)專(zhuān)門(mén)為本課設計的多媒體課件。
(4)多媒體網(wǎng)絡(luò )教室。
六、教學(xué)過(guò)程
1.復習提問(wèn)引入：
A.到今天為止我們掌握并會(huì )處理的運動(dòng)形式有那些?
勻速直線(xiàn)運動(dòng)和勻變速直線(xiàn)運動(dòng)
B.要使物體作勻速直線(xiàn)運動(dòng)或勻變速直線(xiàn)運動(dòng)應具備什么條件?
C.如果物體運動(dòng)過(guò)程中受到的合外力不為零且與速度方向不在同一條直線(xiàn)上物體將做什么運動(dòng)?
D.如何處理曲線(xiàn)運動(dòng)。
將復雜的運動(dòng)分解為簡(jiǎn)單的運動(dòng)來(lái)處理
E、分運動(dòng)與合運動(dòng)具有什么特性?
等時(shí)性，分運動(dòng)有獨立性互不干擾。
引入新課：
今天我們就用前面學(xué)習過(guò)的知識來(lái)處理一種具體的曲線(xiàn)運動(dòng)。
2.問(wèn)題驅動(dòng)
問(wèn)題：在一次模擬救援活動(dòng)中，水平飛行的飛機要將物資準確投放到A點(diǎn)，飛機應在何處投放?
先看大致位置在A(yíng)點(diǎn)左側。
為什么要在左側投放呢?讓我們來(lái)看看被投放的物資在空中運動(dòng)的軌跡。
模擬運動(dòng)：水平扔出粉筆頭
大屏幕展示被空投的物資在空中的運動(dòng)。
3.建立模型
提問(wèn)：它為什么在空中運動(dòng)的軌跡是曲線(xiàn)?
引導學(xué)生注意曲線(xiàn)運動(dòng)的條件
提問(wèn)：被投放的物資在空中受到那些力的作用?
重力和空氣阻力
物理學(xué)研究問(wèn)題總是先簡(jiǎn)單后復雜，忽略次要因素，突出主要因素，對于空中運動(dòng)的物資由于空氣阻力的影響較小，我們忽略不計。
物體具有水平初速度并只受到重力作用的這種運動(dòng)稱(chēng)為平拋運動(dòng)。
平拋運動(dòng)的條件：(1)物體具有水平方向的初速度;(2)運動(dòng)過(guò)程中只受重力作用。
在生產(chǎn)生活中有很多運動(dòng)可以看作平拋運動(dòng)。引導學(xué)生利用已有日常生活知識尋找相似實(shí)例，感知學(xué)習目標。
教師利用大屏幕展示一些平拋運動(dòng)的實(shí)例，創(chuàng )設情境，激發(fā)學(xué)生興趣，讓學(xué)生意識到研究平拋運動(dòng)的必要性。
對于這樣的曲線(xiàn)運動(dòng)我們如何來(lái)處理?我們總是根據已知去推知未知，到今天為止我們學(xué)過(guò)勻速直線(xiàn)運動(dòng)和勻變速直線(xiàn)運動(dòng)，我們能不能把平拋運動(dòng)簡(jiǎn)化為前面所學(xué)過(guò)的運動(dòng)來(lái)處理。
4.大膽假設
啟發(fā)學(xué)生根據題設條件大膽猜想平拋運動(dòng)為：
引導學(xué)生猜想分解到什么方向比較容易處理。
平拋運動(dòng)由于水平方向不受外力作用，豎直方向又只有重力作用。
水平方向：勻速直線(xiàn)運動(dòng)
豎直方向：自由落體運動(dòng)
(該部分內容根據學(xué)生反映可以逐步引導)
5.實(shí)驗探究
(1)定性比較
平拋運動(dòng)看成水平方向的勻速運動(dòng)和豎直方向的自由落體運動(dòng)同時(shí)驗證比較困難。能否可以用分步驗證?怎樣驗證比較方便?
引導學(xué)生聯(lián)想到容易找到的比較方法：
實(shí)驗一：演示平拋運動(dòng)物體與自由落體運動(dòng)的小球同時(shí)落地
介紹并演示實(shí)驗，得到在同一高度做自由落體和平拋運動(dòng)的'小球同時(shí)落地。
思考：它們在空中是否始終在同一高度?如何去驗證?
改變兩個(gè)小球開(kāi)始運動(dòng)的高度和平拋的初速度，發(fā)現它們始終同時(shí)落地。
結論：平拋運動(dòng)的小球和自由落體運動(dòng)的小球始終同時(shí)落地，即：平拋運動(dòng)可以看成是豎直方向的自由落體運動(dòng)
如何尋找平拋運動(dòng)的水平運動(dòng)是勻速直線(xiàn)運動(dòng)的證據?
引導學(xué)生認識尋找平拋運動(dòng)軌跡的必要性。
學(xué)生討論得到平拋運動(dòng)軌跡的方法。
總結學(xué)生得到的分析方法，介紹學(xué)生探究實(shí)驗。
(2)定量探究
實(shí)驗二：學(xué)生實(shí)驗，通過(guò)描跡法，描繪出平拋運動(dòng)的軌跡。
根據學(xué)生提出方案介紹學(xué)生探究實(shí)驗
學(xué)生探究，尋找平拋運動(dòng)軌跡。
通過(guò)學(xué)生描繪的平拋運動(dòng)軌跡引導學(xué)生通過(guò)豎直運動(dòng)來(lái)尋找相等時(shí)間。
根據豎直方向是自由落體運動(dòng)由于h=gt2/2則在時(shí)間t，2t，3t內下落的高度分別為h，4h，9h，比較下落h，4h，9h時(shí)所對應的水平距離。如果水平方向是勻速運動(dòng)，問(wèn)它們之間滿(mǎn)足什么關(guān)系?
學(xué)生活動(dòng)：研究平拋水平方向的運動(dòng)是不是勻速運動(dòng)。
提出問(wèn)題：本實(shí)驗要經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗才能描繪出平拋運動(dòng)軌跡，能不能尋找更簡(jiǎn)捷的方法來(lái)描繪平拋運動(dòng)軌跡?
學(xué)生匯報實(shí)驗結果
實(shí)驗三：展示恒定的水平的水流
提出問(wèn)題：如果既能顯示軌跡又能記錄它運動(dòng)的時(shí)間是不是更方便。
由學(xué)生提出的方案可能還有：
a.頻閃照相，每隔相等時(shí)間暴光一次�？梢悦扛粝嗟葧r(shí)間記錄一次位置。
b.數碼相機或者數碼攝相機的可以記錄出平拋運動(dòng)軌跡。
實(shí)驗三：火花描跡儀描繪平拋運動(dòng)軌跡并通過(guò)大屏幕展示平拋運動(dòng)軌跡。
通過(guò)打在坐標紙上的平拋運動(dòng)軌跡測量平拋運動(dòng)相鄰的兩點(diǎn)的水平距離，通過(guò)對水平距離的分析得到平拋運動(dòng)在水平方向是勻速直線(xiàn)運動(dòng)。
提問(wèn)：我們如何來(lái)通過(guò)對平拋運動(dòng)軌跡的分析判斷平拋運動(dòng)在豎直方向是自由落體運動(dòng)?
測量平拋運動(dòng)豎直方向上相鄰的兩點(diǎn)的豎直距離并計算出相鄰的兩點(diǎn)之間的距離差，判斷出是勻變速運動(dòng)并通過(guò)y=aT2計算出豎直方向的加速度，得到平拋運動(dòng)在豎直方向上可以看成是自由落體運動(dòng)。
實(shí)驗結論：
平拋運動(dòng)的物體可以看成是豎直方向的自由落體運動(dòng)和水平方向的勻速運動(dòng)。
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