《平抛运动》教学设计.doc

《平抛运动》教学设计
一、 教学任务分析
1、内容分析
本节是人教版《物理》必修模块物理二第一章第三节。平抛运动是本章的重点内容，是对运动的合成与分解知识具体问题的应用，对后面斜抛等曲线运动的学习及现实生活中实际问题的解决都有影响。前面学生通过运动的合成与分解学习已有初步的理论基础，教材通过简单的实验演示，引导学生认识平抛运动的初步特征。运用实验探究与理论相结合的方法，通过学生自主学习，掌握平抛运动的特点及规律。所以在本节教学中，要注意突出学生活动，给学生充分的时间探究，讨论。
2、 课标分析
《课程标准》要求学生会用合成与分解的方法分析抛体运动；能分别以物体在水平方向和竖起方向的位移为横坐标和纵坐标，描绘做抛体运动的物体的轨迹。要求学生知道平抛运动的受力特点；知道用实验方法得到平抛运动轨迹的方法；理解确定平抛运动在水平方向做匀速直线运动、竖直方向做自由落体运动所用的方法；知道水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的独立性和同时性；体会研究曲线运动的基本方法。
3.教材分析 
《平抛运动》是新课标人教版《物理》必修2第五章《曲线运动》中的第二节。 教材对平抛运动的讲述分为三个层次：（1）通过讨论与交流和生活实际现象的分析、讨论，让学生初步了解平抛运动；（2）通过实验的分析和利用已有的运动合成与分解的知识建立研究平抛运动规律的物理模型，掌握平抛运动的速度、位移的计算推导；（3）通过理论上定性和定量分析实验和频闪照片得出平抛运动的规律，并且能够运用物理规律解决实际问题。 
  教材这样安排，比较注重体现探究实验，比较注重数学知识和物理知识相结合，将复杂的物理问题简单化，让学生明白，物理规律不仅可以直接由实验得到，也可以用已知规律从理论上导出。

二、教学对象分析 
1.心理特征  
作为高一下学期的学生，学生对于高中物理的学习已经掌握了一些方法，具有独立分析解决问题的能力，不再惧怕高中物理。而对于新的物理知识，有了更强的求知欲望。  
2.知识和能力特征 
通过前面的学习，学生已经知道了合运动、分运动以及运动的合成与分解所遵循的规律；知道了一 般的曲线运动的特点，并有用“运动的合成与分解”的方法来处理曲线运动；通过一个多学期的学习，学生已经具备了初步的实验设计能力和实验操作能力。 
学生可能较难理解平抛运动在水平方向做匀速直线运动和在竖直方向做自由落体运动。学生在学习中
可能会采取的学习策略：分组讨论，向教师寻求帮助，实验探索，总结反思等。

三、 教学目标
1、知识与技能
（1）理解平抛运动的特点：初速度方向水平，只有竖直方向受到重力作用，运动轨迹是抛物线，匀变速曲线运动，加速度为g，注意轨迹是曲线的原因是受力方向与速度方向不在同一条直线上。
（2）理解平抛运动可以看成水平的匀速直线运动与竖直方向上的自由落体运动的合成，并且这两个分运动互相独立。
（3）掌握平抛运动的规律。
（4）会运用平抛运动的规律解答实际问题。
（5）知道分析复杂运动时分解或合成运动的物理思维方法，培养逻辑思维能力，使问题简单化。
2、过程与方法
利用生活中实际问题引入，创设矛盾所在，提出问题。结合平抛仪实验，动画，平抛与自由落体运动对比的频闪照片，逐步加深对平抛运动的认识。并根据实验结果在教师引导下分析平抛运动的处理方法——运动的分解，根据已有的知识找出平抛运动的规律。
3、情感、态度和价值观
（1）通过观察、实验及探究、交流与讨论等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
（2）经历不同层次的观察与分析，培养学生的观察能力，综合分析能力。

四、教学重点和难点
1、教学重点：
（1）平抛运动的特点和规律
（2）学习和借鉴本节课的研究方法
2、教学难点：
（1）平抛运动的整个过程较快，学生无法从视觉上直观看清其运动的轨迹。
（2）如何进行运动分解，如何引导学生做这样的分解。
（3）平抛运动规律的探究。

五、 教学课时
两个课时

六、教学方法
　 为了发挥教师的主导作用和学生的主体地位，突出重点、突破难点，我主要采取以下的教学方法和学法。
　　教法：探究式教学法和情景创设教学法
学法：以学生合作学习和探究性学习为主，培养学生的逻辑思维能力。

七、 教学器材
斜槽轨道、小球、木板、白纸、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等.

八、 教学过程：
1、叙述式
（一）情境创设、引入新课
创设情景：从水平飞行的飞机上空投物资；（视频）
引问：请同学描述上述物体运动的轨迹和运动性质
（演示I）用力弹一下放在桌面上的小球，使它以一定的水平初速度离开桌面，让同学观察小球离开桌面后的运动轨迹。如图所示，重复两次让同学们能够清楚地观察。

提出问题：请同学们分析一下小球为什么会做曲线运动呢？
（二）交流、讨论及猜想
接着说明刚才的实验中，我们在观察小球做平抛运动时，发现小球在水平向前动的同时，在竖直方向上有下落的运动，那么，这两个方向上运动只具有什么特点呢？
猜想：平抛运动水平方向是不是匀速直线运动，竖直方向是不是匀加速直线运动？
如何验证我们的猜想？
让学生思考如何解决问题。
（三）实验与探究1：
探究平抛运动水平方向的运动规律
（演示2）在如同2所示的装置中，两个相同的弧形轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q；两轨道上端分别装有电磁铁C、D调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小球P，Q在轨道出口处的水平初速度VO相等，将小铁球P、Q分别放在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度VO同时分别从轨道MN的下端射出，实验结果是两球发生碰撞，增加或者减小轨道M的高度实验结果都是一样。

教师引入问题：这个实验结果得出什么结论
教师创设问题：既然平抛物体水平方向上作匀速直线运动那么它在竖直方向上作什么样的运动，我们如何探究呢？
（四）实验与探究2：
[演示3]用平抛运动演示器做实验
如图所示，用小锤击打弹性金属片C，使A球沿水平方向飞出做平抛运动，与此同时，B球被松开做自由落体运动，改变实验装置离地面的高度，多次实验，两球总是同时落地。（用耳朵听声音）

问题创设：A、B两球同时落地的现象，得出什么结果。
进一步提问：为什么可以下这样的结论呢？
我们可以运用运动的合成与分解的方法得到平抛物体在任一时刻的位置坐标x、y以及水平速度VO和竖直速度Vy。我们设物体以初速度水平VO抛出，它在飞行过程中在时间t内的水平位移x和竖直位移y应如何表示呢？
学生：x=VOt      y=gt2
教师：我们要求出物体在t秒末的速度，怎么求呢？（如图所示，物体在t秒末位于B点）

课外探究
用摄像机拍摄小球的下落过程，输入电脑，由视频工具按帧播放小球下落过程，抓图、通过PhotoShop软件处理将各帧图像叠合，从而得到小球运动轨迹。通过叠合照片与实际实验装置的大小比例，可分析小球的运动。
师生共同总结平抛运动规律：
速度：
水平方向：Vx＝V0
竖直方向：Vy=gt
合速度大小：   
合速度方向：
位移：
水平方向：X=V0t
竖直方向：
合位移大小：
合位移方向：
2、 表格式
教学阶段
教师活动
学生活动
设计意图
一、创设情境，激发兴趣

通过视频、图片例举生活中常见的抛体运动的实例，通过PPT向学生展示：
运动场面：篮球、垒球、铁饼、标枪…
生活场面：喷水枪、扔东西…
军事场面：导弹…

观察PPT, 思考这些运动的共同点，认识到抛体运动的普遍性。

通过PPT课件演示生活中常见的抛体运动现象，引起学生兴趣，将学生带入学习的情境中，激发学生的求知欲，为新课的开展创设良好的教学氛围，同时培养学生从物理的角度观察生活，思考问题的能力。
二、探索新知，形成概念
（抛体运动的定义）

提问：
大家看到的这些运动有什么共同点呢？

针对学生的回答作评价，整理。引导学生总结出抛体运动的概念：
以一定的速度将物体抛出，物体只在重力作用下所做的运动。

强调抛体运动概念中的关键词：
初速度、只受重力

请同学们分析一下抛体运动的轨迹如何？
抛体运动的是一种形式的曲线运动。

总结归纳，回答问题

抓抛体运动的关键词，理解抛体运动的概念。

结合生活实例与抛体运动的概念，描述抛体运动物体的轨迹。

三、探索新知，形成概念（平抛运动的定义）

提出问题：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，物体将做什么样的运动呢？

【演示实验1】用力弹一下放在桌面上的小球，使它以一定的水平初速度离开桌面，让同学观察小球离开桌面后的运动轨迹。

【演示实验2】钻有孔的塑料瓶向外喷水。

Flash动画演示平抛运动动画。

建立概念，请同学们尝试用自己的语言来描述平抛运动。
将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体只在重力作用下所做的运动叫做平抛运动。

强调抛体运动概念中的关键词：
初速度沿水平方向、只受重力

平抛运动是抛体运动的特例。

让学生举出上生活中平抛运动的实例。
如：射击的子弹…

仔细观察实验现象

观察PPT的Flash动画演示，并尝试描述平抛的定
义。

抓抛体运动的关键词，理解平抛运动的概念。

联系生活，举出平抛运动的实例。

为下面探究平抛的性质作好准备,培养学生观察、分析、抽象、概括的能力。

以形象直观的动画给学生以清晰的认识，促进其认知

强化学生知识与生活相联系的意识。
四、引导探索（平抛运动的特点）

通过PPT Flash动画演示平抛运动，结合演示实验一：

提出问题：
在演示动画中，我们在观察小球做平抛运动时，发现小球在水平向运动的同时，在竖直方向上有下落的运动，那么，这两个方向上运动具有什么特点呢？

在黑板上画简单图示，对平抛运动的物体做受力分析，分析其水平方向与竖直方向的受力情况并结合运动学知识，得出平抛运动的特点。

分析说明：
a：在水平方向上由于不受力，将做匀速直线运动；b：在竖直方向上物体的初速度为0，且只受到重力作用，物体做自由落体运动。

结论：平抛运动是匀变速曲线运动。
观察PPT的动画演示，讨论并尝试描述平抛运动的轨迹。

通过观察猜想：平抛运动水平方向是不是匀速直线运动，竖直方向是不是匀加速直线运动？

通过讨论培养学生合作学习精神和分析问题解决问题的能力。

引导学生分析，促进理解。

五、引导探索（平抛运动的规律）
1.坐标系的建立
引导学生思考：
类比直线运动当中欲得到物体的速度与时间的关系，要先分析物体受到的力，有合力求物体的加速度，进而得到物体的速度。

引导学生阅读教材，独立推导抛体运动的位置坐标：
1、应该沿什么方向建立坐标系？
2、应以哪个位置作为坐标原点？

以物体被抛出的位置为坐标原点，以初速度v0的方向为x轴的方向，竖直方向为y轴的方向，建立直角坐标系：

g
x
y

2.平抛运动的速度
物体抛出后，速度大小和方向时刻变化，我们如何来研究抛体运动的速度呢？
根据平抛运动的特点，尝试推导出t 时刻运动的速度。
提示学生先对平抛物体做受力分析，再结合运动学知识。

巡回指导。针对学生的推导过程，引导学生分析、点评。
平抛运动的物体：
水平方向上不受力，匀速运动，故 ；
竖直方向上自由落体运动，故 。
合速度由勾股定理可知，
大小为，
方向，其中为合速度与初速度间的夹角。

3．平抛运动的位移
提问：平抛运动任一时刻的位置如何确定？
水平方向：匀速直线运动，t时间内的位移为；
竖直方向：自由落体运动，t时间内位移为；
任一时刻的位置坐标为（，）
提问：t时间内的位移如何计算？

与水平方向夹角

4.平抛运动的落地时间
若将一物体以速度从高度为h的某点水平抛出，则物体的落体时间如何确定？
根据分运动与合运动的等时性，我们可以从x
方向的匀速直线运动规律中求时间，也可以从y方向的自由落体运动规律中求时间，求出来的时间是一样的。

水平方向匀速直线运动：
竖直方向自由落体运动：

【牢记】平抛运动的时间由高度决定；
平抛运动的水平位移由高度h和初速度共同决定。

5. 平抛运动的轨迹
我们已经知道平抛运动物体任一时刻的位置坐标，那xy间的关系式是怎样的，它们描述的函数图象即物体的运动轨迹又是怎样的？

从轨迹方程可以看出，平抛运动的轨迹函数图象是一条抛物线。

PPT演示：喷出的水作斜抛运动。

6．拓展问题思考
（1）在一次模拟救援活动中，水平飞行的飞机要将物资准确投放到A点，飞机应在何处投放？

（2）射击运动员将箭水平正对靶心，箭离弦后能否射中靶心？

回想直线运动中的运动学知识、“F=ma”。

结合自己所学知识，尝试在练习本上建立平面直角坐标系。

认真思考，在练习本上推导出t 时刻平抛运动的速度。

在练习本上划出运动草图，分析求解。

在练习本上推导出t 时刻的位移。

思考怎样求解平抛运动的落地时间。

在练习本上建立平面直角坐标系，利用上面推导出的位置坐标x、y的表达式，消去时间t，得到轨迹方程，即x与y的关系式。

运用所学知识，认真思考，思考回答问题。

“温故而知新”，与以前学的知识相联系，是学生产生知识的迁移“旧思想、旧知识引导解决新问题”

通过学生理解分析，提高学生分析解决问题的能力。

为进一步研究轨迹方程做好准备。

培养学生运用所学知识分析解决实际问题的能力。

培养学生运用数学知识分析解决物理问题的能力。

通过推导，体会成功的喜悦。

增加学生感性认识。

通过有趣的问题，引发学生思考，增强学生运用所学知识解决生活实际问题的意识和能力。

激发学生求索心新知的欲望。

九、板书设计
§5.2平抛运动
一、抛体运动：以一定的速度将物体抛出，物体只在重力作用下（忽略空气阻力）所做的运动。
二、平抛运动
1.概念：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体只在重力作用下所做的运动叫做平抛运动。
平抛运动是匀变速曲线运动。

2.特点： 水平方向：匀速直线运动
竖直方向：自由落体运动

3.规律
方向
受力分析
加速度
初速度
t时刻速度
t时刻合速度vt
t时刻位移
t时刻合位移
水平方向
不受力
0
V0
V0

V0t

竖直方向

mg

g

0

Vy=gt

4．轨迹： → 平抛运动的轨迹函数图象是一条抛物线

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