高一物理平抛物体的运动教学案例新课标人教版.doc

高一物理平抛物体的运动教学案例
一、 教材分析
《平抛物体的运动》这节内容编排在学生学习了直线运动的规律和牛顿运动定律及《曲线运动》和《运动的合成与分解》这两节内容之后，它既符合学生由易到难，由简到繁的认识规律，又保持了知识的结构性、系统性。平抛运动作为高中阶段研究的两种典型曲线运动中的一种，它是学生第一次具体用所学过的知识来处理曲线运动，可以巩固前面所学的知识，深化了分析解决曲线运动问题的金钥匙——运动的合成与分解。这一节的有关内容及处理方法又常在后面的静电场内容中应用。所以这节内容在教材中起到了承上启下的作用。做好演示实验和分析好频闪照片是新课学习的关键。从实验事实出发，观察现象初步分析、进行猜测、而后再实验研究得出规律、之后还需重复实验鉴别结论、最终要追求统一。这是一条研究物理科学规律的一般方法，也是本课教学主线。
二、学生分析
1、 高一学生认识事物的特点是：已经开始习惯抽象逻辑思维，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的来支持。
2、学生在没有学习本节知识之前，已经知道了牛顿运动定律、曲线运动、运动的合成与分解等概念和方法，但没有亲身体验过如何来具体的研究曲线运动。
三、教学模式和教学方法的选定
  为了让学生能主动获取知识、培养能力、学会学习和科研的方法，调动学生学习积极性，使学生获得成就感，所以在观察现象初步分析、猜测、实验研究、推导规律阶段都交给学生自主完成，因此在充分落实“双基”教学和体现教师的主导作用和学生主体作用，使教学过程真正成为学生学习过程，使学生既学到知识，又培养探索能力的思想指导下，根据本节课特点，采用“三动”教学模式，模式结构如下：
全 动
互 动
“主动”发展

本节课的教学方法采用：实验法、讨论法、假设法。让学生通过观察实验，同学之间相互讨论，来体会是如何将一个复杂的运动——平抛运动等效为水平方向的匀速直线运动和竖直方向自由落体运动的合成的；培养学生的分析、推理、综合能力，有效地突出重点。这样做能很好地体现“三动”教学模式的特征，即“让学生最大限度地参与到学习的全过程”，符合教师的主导作用和学生的主动性相结合的原则。
四、教学程序的设计
    为达到上述教学目标，充分发挥学生的主体作用，最大限度地激发学生学习的主动性、自觉性，本节课教学程序设计如下：

五、教学程序具体安排
（一）启发探究欲望
复习：1、物体做曲线运动时如何确定物体的运动方向？
2、对于一个复杂的运动我们通常会如何处理？
〖这样设计的目的是为了后面确定平抛运动中物体的速度方向的确定和如何研究平抛运动打下伏笔〗
引入：演示实验[配合多媒体重复展示]
1、 小粉笔头沿水平桌面弹出
2、 小球水平抛出
3、 小车沿水平轨道抛出
请大家观察上述3个现象中有哪些共同点？（由同学们互相讨论或独立思考完成）《生生互动》
学生讨论总结：被抛出小球具有以下特点：1. 水平抛出，2. 抛出后的小球、小车、粉笔头只受重力（空气阻力很小可忽略）。3. 运动轨迹必是曲线.
由此给出：
1．平抛运动的概念：初速度沿水平方向抛出的物体在重力作用下的运动叫做平抛运动
2．物体做平抛运动的条件：①具有水平初速度 ② 只受重力作用
3．平抛运动的一个特点：是曲线运动
〖这样设计的目的是为了① 这样通过实验使学生对平抛运动的研究产生了兴趣，激发了求知欲望，并使学生的注意力很快指向本节课。② 培养学生的观察、总结概括的能力 ③ 很自然的给出平抛运动的概念和物体做平抛运动的条件〗〖初步分析〗
（二）展开探究活动
1、提问：如何来研究平抛运动（学生在上述观察和分析基础上进行）〖猜测〗
平抛物体的运动可能分解为：水平方向的匀速运动和竖直方向上的自由落体运动.
2、师生共同 对猜测进行〖实验验证性研究〗
观察演示实验：
⑴ 平抛、竖落轨迹演示器：平抛、竖落轨迹演示
⑵ 平抛物体运动和自由落体运动的频闪照片（课本图5-17）[配合多媒体模拟展示]
① 由平抛、竖落轨迹演示器演示：平抛的小球与自由下落的小球同时落地。在高度一定的条件下，先后使平抛小球以大小不同的水平速度抛出（小锤打击的力度不同）。
学生观察得出结论：在高度一定的条件下，平抛初速度大小不同，但运动时间相同。
② 在“平抛物体的闪光照片”上用铅笔画几条竖直线和水平线，并且过小球的球心，用刻度尺测量这些小球之间的水平距离和竖直距离，再用学过的知识计算一下，得出在相等时间里前进的水平距离相等，可以证明平抛运动的水平分运动是匀速的。这说明竖直方向的运动也不影响水平方向的运动。
推理：平抛运动的时间与初速度大小无关，说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
分析验证：从课本所附图5-17“平抛物体的闪光照片”上可以看出，同时开始自由下落和平抛的小球在同一时间下落相同的高度。
实验表明，平抛运动在竖直方向上是自由落体运动,水平方向速度的大小并不影响平抛物体在竖直方向的运动。（在这里可以用假设法，归纳出平抛运动确实是两个分运动的合成。）
〖有许多老师会认为：书上的频闪照片不直观，又不容易在课堂上现场操作，所以就对实验装置做了很多的改进来演示平抛运动的两个分运动的情况，如：磁力型平抛演示仪、能同时演示自由落体、匀直线运动、平抛运动的改进装置等，但我认为这恰恰失去了一次很好的教育机会：当物理不能直接的给我们感官上足够的信息时，我们应让学生明白可以利用各种技术手段来弥补我们感官功能上的不足，从而培养新的研究方向的创新能力、猜想能力和归纳总结能力。所以我认为不应该舍本取末，且频闪照片在自由落体运动中已经提过所以学生对此也不陌生。在教材中两个地方出现频闪照片，说明这是处理问题的一种很好的方法〗
提问：在频闪照片中，如何画出小球的象在照片中的运动轨迹？
〖这样设计的目的是为了强化复杂物体运动轨迹的确定方法——描迹法，且为下面确定平抛运动的物体在任意时刻的速度方向埋下伏笔〗
引导学生自学探究：〖得出规律〗
明确：以抛出点为坐标原点，沿初速度方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向。从抛出时开始计时，求时刻t质点的位置P（x，y），速度，加速度a，t时间内的位移s，如右图所示。
〖这样设计的目的是为了强化运动的合成与分解的方法，体现领悟、强化和激励原则〗
（三）总结探究成果
这一环节的操作要点，以师生互动，生生互动为主。其目的是对学生掌握知识的情况进行反馈，对学生自学、讨论态度和效果进行反馈，这一阶段学生的认识将在教师的引导下，从感性认识向理性认识飞跃。
这样做能真正把学生推到学习的主体地位上，让学生最大限度地参与到学习的全过程。提高了学生自学能力和运用数学方法分析问题的能力。
　　　　　　 　（1） 　　　　　 （2）
由于从抛出点开始计时，所以t时刻质点的坐标恰好等于时间t内质点的水平位移和竖直位移，因此（1）（2）两式是平抛运动的位移公式。
①由（1）（2）两式可在xOy平面描出任一时刻质点是平抛运动的位移公式。
②求时间t内质点的位移,t时刻质点相对于抛出点的位移的大小

位移方向可用s与x轴正方向的夹角α，α满足关系：
③由（1）（2）两式消去t，可得轨迹方程，此式为抛物线方程，“抛物线”的名称就是从物理来的。
平抛运动中的瞬时速度公式
t时刻质点的速度vt是由水平速度vx和竖直速度vy合成的。
vx=v0
vy=gt
vt的大小
vt的方向可用vt与x轴正方向夹角β来表示，β满足下述关系：

（在这一部分教学中，学生容易漏掉v、s的方向，在这里应强调矢量的方向性）
教育学生要进行〖重复实验，鉴别结论〗〖追求统一〗
在科学发展中，只有当不同的研究者从重复实验中得出相同结果时，科学结论得到鉴定，才能被公认为成立。在科学史上，凡是在某一具体领域得到物理规律，科学家总是要把它与己有的基础理论进行比较研究。当得到平抛规律后，自己要想到它与牛顿运动定律的统一：水平方向F=0，a=0。匀速运动；竖直方向F=ma，a=g。自由落体运动，故平抛运动的加速度：a=g，即平抛运动是匀变速曲线运动。可见，平抛运动规律与牛顿运动定律是统一的。
（四）继续深层次研究
归纳探究的完成，标志着本节课重、难点内容的突破，从学生的角度讲，预示着平抛运动的特点和规律的初步领会和掌握，探究过程告一段落，但并不意味着探究工作的完结。紧接着的是发散探究的开始，这一阶段实际上也就是应用、提高阶段。教师要有预见性地挑选一些既有利于巩固学生新的认知结构，又有利于开发学生创造性思维的训练题。选题应根据教学内容因地制宜，既可以选择一题多变的变式训练，也可从“小”、“精”、“活”上下功夫，选择形式多样、适合学生参与探究的问题。训练时应提倡学生先独立思考，展开自主性探究，在探究遇到困难时才与其他同学讨论。教师的主导作用在这时将充分地体现出来，要精心设计、提出如何使学生把探究工作引向深入的问题，为以后研究静电场中带电粒子的类平抛运动打下基础。
因此我设计的发散探究问题如下：我们已经得出平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成，那么请你想一下，① 能否利用刚才的频闪照片来进行定性的证明呢？②若该变小球的质量，其它条件不变，小球的轨迹如何？③ 若改变小球的水平初速度，其余量不变，则下落时间是否发生变化？水平射程是否发生变化？④ 若改变小球的下落高度，其余量不变，则下落时间是否发生变化？水平射程是否发生变化？⑤ 若是一颗洲际导弹在获得了很大的水平速度后，关闭发动机，试问洲际导弹的运动是否当成是平抛运动 [这一部分深入研究能加深学生对平抛运动的分运动的独立性和同时性的理解，及平抛运动条件的理解]
课堂练习：巩固演示（开阔眼界，拓展知识，培养想象能力）
“飞机投弹”课件：处理教材P88例题
“猎 猴”课件：处理教材P89No3
2、小结：突出教学的重难点
3、作业：巩固性练习
六、教学评价
1．“引入”是一个重要的教学环节，对调动学生学习积极性、主动性和激发求知欲，都有不可估量的作用。从己知到未知，是一般的引入方法，话语应简洁且具有启发性。《平抛物体的运动》这节课所需的准备知识是：运动的合成、牛顿运动定律、物体做曲线运动的条件和直线运动的一些知识。所以，在引入时只需简单几句话就能达到激发学生求知欲的目标，使学生产生跃跃欲试的心理状态。
2．做好演示实验和分析好闪光照片是新课学习的关键。从实验事实出发，观察现象初步分析、进行猜测、而后再实验研究得出规律、之后还需重复实验鉴别结论、最终要追求统一。这是一条研究物理科学规律的一般方法，也是本课教学主线。我成功的实现了这一点。
3．学生在教师的引导下，主动获取知识、培养能力、学会学习和科研的方法。这既有利于调动学生学习积极性，也有利于使学生获得成就感。所以本教学案例在观察现象初步分析、猜测、实验研究、推导规律阶段都交给学生自主完成。
4．本节课的重点是掌握平抛运动的分解方法。要使学生能够理解平抛运动为什么可以分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动。教材己从理论和实验两方面提供了素材。因此，我们既要做好演示实验和演示课件，还要注意理论上的简单分析。我校学生基础较好、能力较强，这种理论分析我是在生生互动的讨论过程中进行。
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