2019版高中物理 專題5.3 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版必修2.doc

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2019版高中物理 專題5.3 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版必修2 教材分析 本節(jié)內(nèi)容重點(diǎn)應(yīng)落實(shí)在“探究”上而不是“規(guī)律”上，課堂教學(xué)過(guò)程以探究為主要線索。讓學(xué)生體驗(yàn)掌握化曲為直，化繁為簡(jiǎn)處理曲線運(yùn)動(dòng)的基本方法。 探索規(guī)律總是從問(wèn)題入手，建立模型、大膽猜想、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、得出總結(jié)規(guī)律的過(guò)程。通過(guò)本節(jié)探究不僅掌握了處理平拋運(yùn)動(dòng)的方法，同時(shí)也是處理其他曲線運(yùn)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(guī)律的形成是由現(xiàn)象到本質(zhì)的過(guò)程，對(duì)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(jī)械化的記住，而是真正理解其實(shí)質(zhì)所在，將是這節(jié)課要突破的難點(diǎn)。因此采用實(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和細(xì)致的實(shí)驗(yàn)及仔細(xì)的觀察，采用對(duì)比平拋運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)找到豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)。通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡分析，歸納得到平拋運(yùn)動(dòng)水平方向?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)。由于實(shí)驗(yàn)包含的規(guī)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(yàn)探究問(wèn)題的過(guò)程，正是對(duì)學(xué)生觀察、分析、歸納等各項(xiàng)綜合素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。 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(dǎo)，在描繪平拋運(yùn)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(shù)碼照相和數(shù)碼攝相等，教師可以采用追問(wèn)并予以指導(dǎo)使設(shè)計(jì)方案逐步完善。 1．本節(jié)內(nèi)容是通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，它既是前一節(jié)運(yùn)動(dòng)的合成與分解方法的具體實(shí)踐應(yīng)用，也是后一節(jié)拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得出的前提，更是學(xué)生自主設(shè)計(jì)、探索的好素材，在本章中有著重要的地位。 2．《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)生會(huì)用合成與分解的方法分析拋體運(yùn)動(dòng)；能分別以物體在水平方向和豎起方向的位移為橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，描繪做拋體運(yùn)動(dòng)的物體的軌跡。要求學(xué)生知道平拋運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)；知道用實(shí)驗(yàn)方法得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法；理解確定平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)、豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)所用的方法；知道水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性和同時(shí)性；體會(huì)研究曲線運(yùn)動(dòng)的基本方法。 3．平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)在初中不曾出現(xiàn)過(guò)。 學(xué)情分析 1．通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道了合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)以及運(yùn)動(dòng)的合成與分解所遵循的規(guī)律；知道了運(yùn)動(dòng)的合成與分解是處理曲線運(yùn)動(dòng)的基本方法；通過(guò)一個(gè)多學(xué)期的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備了初步的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和實(shí)驗(yàn)操作能力；已經(jīng)能用數(shù)碼相機(jī)來(lái)研究物體的運(yùn)動(dòng)。 2．學(xué)生可能遇到的困難：設(shè)計(jì)不出驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置。 3．學(xué)生在學(xué)習(xí)中可能會(huì)采取的學(xué)習(xí)策略：分組討論，向教師尋求幫助，實(shí)驗(yàn)探索，總結(jié)反思等。 設(shè)計(jì)思想 1．設(shè)計(jì)思想：本節(jié)課的教學(xué)力求貫徹新課程體驗(yàn)，采用探究式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究形成對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)；讓學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)，體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程，了解科學(xué)研究方法，發(fā)展探索自然的興趣與熱情，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究能力和交流協(xié)作能力。 2．理論依據(jù)：探究教學(xué)理論、《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中的課程基本理念和科學(xué)探究及物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ蟆? 3．設(shè)計(jì)特色：本節(jié)課是以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作為主的探究教學(xué)，它改變了幾個(gè)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能。 教學(xué)目標(biāo) 【知識(shí)與能力】 1．知道平拋運(yùn)動(dòng)的條件及相應(yīng)控制方法； 2．知道用實(shí)驗(yàn)獲得平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法； 3．知道判斷運(yùn)動(dòng)軌跡是否為拋物線的方法； 4．知道測(cè)量初速度時(shí)需要測(cè)量的物理量； 5．會(huì)推導(dǎo)初速度的表達(dá)式，會(huì)計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。 【過(guò)程與方法】 1．觀察現(xiàn)象→初步分析→猜測(cè)實(shí)驗(yàn)研究→得出規(guī)律→重復(fù)實(shí)驗(yàn)→鑒別結(jié)論→追求統(tǒng)一； 2．利用已知的直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)研究復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，滲透物理學(xué)“化曲為直”“化繁為簡(jiǎn)”的方法及“等效代換”正交分解”的思想方法； 3．在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，進(jìn)行控制的思想方法的教育：從實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、裝置、操作到數(shù)據(jù)處理，所有環(huán)節(jié)都應(yīng)進(jìn)行多方面實(shí)驗(yàn)思想的教育，“實(shí)驗(yàn)的精髓在于控制”的思想，在乎拋物體實(shí)驗(yàn)中非常突出。如裝置中斜槽末端應(yīng)保持水平的控制；木板要豎直放置的控制；操作上強(qiáng)調(diào)小球每次都從斜槽同一高度處由靜止開(kāi)始釋放的控制；在測(cè)量小球位置時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的控制等。 【情感態(tài)度價(jià)值觀】 通過(guò)重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行共性分析、歸納分類，達(dá)到鑒別結(jié)論的教育目的，同時(shí)還能進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的教育。 教學(xué)重難點(diǎn) 【教學(xué)重點(diǎn)】 平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、裝置、操作及數(shù)據(jù)處理。 【教學(xué)難點(diǎn)】 1．平拋運(yùn)動(dòng)的條件及相應(yīng)控制方法； 2．用實(shí)驗(yàn)獲得平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法。 課前準(zhǔn)備 平拋運(yùn)動(dòng)演示儀、課件。 教學(xué)過(guò)程 ［新課導(dǎo)入］ 上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了平拋運(yùn)動(dòng)的理論知識(shí)，本節(jié)課我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，分析平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度等。 ［新課教學(xué)］ 在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們首先設(shè)法描繪某物體做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，然后通過(guò)這個(gè)軌跡研究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)?，F(xiàn)在假定已經(jīng)用某種方法得到了一個(gè)物體做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，我們看一看可以進(jìn)行哪些研究。 一、判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線 在x軸上作出等距離的幾個(gè)點(diǎn)A1、A2、A3……把線段OA1的長(zhǎng)度記為l，那么OA2＝2l、OA3＝3l……由A1、A2、A3……向下作垂線，垂線與拋體軌跡的交點(diǎn)記為M1、M2、M3……如果軌跡的確是一條拋物線，M1、M2、M3……各點(diǎn)的y坐標(biāo)與x坐標(biāo)間的關(guān)系應(yīng)該具有y＝ax2的形式（a是一個(gè)待定的常量）。 用刻度尺測(cè)量某點(diǎn)的x、y坐標(biāo)，代入y＝ax2中求出常量a，于是知道了代表這個(gè)軌跡的一個(gè)可能的關(guān)系式。 O M1 M2 M3 M4 x y 9h A1 A2 A3 A4 h 4h 測(cè)量其它幾個(gè)點(diǎn)的x、y坐標(biāo)。怎樣通過(guò)這些測(cè)量值來(lái)判斷這條曲線是否是一條拋物線？ 假定由A1、A2、A3……向下作垂線，垂線與拋體軌跡的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)分別為h、4h、9h……，則軌跡上的點(diǎn)滿足二次函數(shù)y＝ax2，則說(shuō)明軌跡的形狀是拋物線。 二、計(jì)算平拋物體的初速度 本實(shí)驗(yàn)的要求不高，可以不考慮空氣阻力的作用。這樣，拋體在豎直方向只受到重力的作用，因此它的加速度是常量，等于g，它的y坐標(biāo)的變化符合勻加速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律： 根據(jù)曲線上某點(diǎn)的縱坐標(biāo)可以計(jì)算出時(shí)間t。 為了得到拋體的初速度，還需要測(cè)量什么量？進(jìn)行怎樣的計(jì)算？ 做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，若曲線上該點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x，則有： x＝v0t 聯(lián)立解得： 三、實(shí)驗(yàn)操作 下面的參考案例介紹了獲得平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的幾種方法，同學(xué)們可以選用其中的某一方法，也可以自己設(shè)計(jì)其他方法。 【參考案例】 要得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，有多種實(shí)驗(yàn)方法，以下案例可供選擇，也可以在這些案例啟發(fā)下自行設(shè)計(jì)或改裝，形成自己的實(shí)驗(yàn)方案。 1．利用實(shí)驗(yàn)室的斜面小槽等器材裝配如圖所示的裝置。鋼球從斜槽上滾下，沖過(guò)水平槽飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)。每次都使鋼球在斜槽上同一位置滾下，鋼球在空中做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡就是一定的。設(shè)法用鉛筆描出小球經(jīng)過(guò)的位置。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，在豎直白紙上記錄鋼球所經(jīng)過(guò)的多個(gè)位置，連起來(lái)就得到鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。