高中地球的運動教案
發(fā)表時間:2020-09-28《探究平拋運動的規(guī)律》。
【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識與技能
1.知道什么是平拋運動,知道平拋運動的性質(zhì)。
2.從理論上理解平拋運動的兩個分運動分別為水平勻速運動和豎直自由落體。
3.理解探究分運動性質(zhì)的實驗方案的原理,掌握基本的操作。
二、過程與方法
1.通過經(jīng)歷實驗方案的設(shè)計過程使學(xué)生得到一次用已有知識解決實際問題的鍛煉,得到一次創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。
2.通過經(jīng)歷從理論探究到實驗驗證的過程,受到科學(xué)研究方法的教育。
三、情感態(tài)度與價值觀
1.通過師、生交流;生、生交流的過程,通過共同實驗的過程,體會合作、交往對人的重要性。
2.通過整節(jié)課的提出問題、解決問題的過程體驗科學(xué)研究的趣味性,激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感。
【教學(xué)重點難點】
1.理解為什么如此分解平拋運動和兩個分運動的規(guī)律。
2.體會、借鑒本節(jié)課的一些研究思想與方法。
【教學(xué)用具】
多媒體電腦和大屏幕設(shè)備,教學(xué)課件,平拋豎落儀一套。J2154平拋運動演示器若干臺(各配說明書一份和白紙、復(fù)寫紙各一張)??膳恼帐謾C(jī)一部。電子秒表一塊。(另外學(xué)生按組就座,每組4-5人)
【教學(xué)方法】師、生互動;生、生互動。
【課時安排】2課時(第一課時探究實驗方案,第二課時分組實驗)。
先申明:不用作任何筆記,只要認(rèn)真思考問題,積極回答問題即可,重要的是經(jīng)歷這個過程。
教學(xué)內(nèi)容
師生互動
設(shè)計意圖
認(rèn)識平拋運動
學(xué)生閱讀第1自然段。
師提出問題:什么叫平拋運動?
生回答:初速度水平,只在重力作用下的運動。
師提出問題:平拋運動的運動性質(zhì)是什么?
生回答:勻變速曲線運動a=g
定義類知識,學(xué)生完全可以自學(xué)。
理論探究兩個分運動的規(guī)律
師提出問題:學(xué)習(xí)了本章的前幾節(jié)的內(nèi)容后,我們已經(jīng)知道勻變速曲線運動是可以分解為兩個方向的直線運動的,那么你認(rèn)為平拋運動可以分解為哪兩個方向的什么性質(zhì)的運動?為什么?
生回答:水平勻速直線運動,因為水平方向不受力;豎直自由落體運動,因為豎直方向沒有初速度,且只受重力作用。
鍛煉邏輯推理能力和語言表達(dá)能力。
驗證豎直分運動的實驗方案探究和實驗操作
師提出問題:有理論推斷,還要有實驗驗證,這才是物理學(xué)的研究方法,下面請大家設(shè)計一個實驗方案,來驗證豎直分運動為自由落體運動?(給3分鐘的時間組內(nèi)討論,并推舉出一個同學(xué)準(zhǔn)備發(fā)言)
學(xué)生回答。
根據(jù)學(xué)生的發(fā)言情況,教師可做適當(dāng)引導(dǎo)進(jìn)行師生互動、生生互動。如果開始時學(xué)生一點思路也沒有,可引導(dǎo):“豎直方向初速度為零不用驗證,關(guān)鍵是豎直方向是否是勻變速,且a=g”;若學(xué)生提出用h=來求g,可提問:“這樣處理是先承認(rèn)了勻變速,即使這樣可以,t也很難測量準(zhǔn)確”(正常人的反應(yīng)時間為0.15秒~0.4秒(“飛人”劉翔的反應(yīng)時間為0.139秒)。讓小球沿桌面滾下,一個學(xué)生用秒表自己體驗?zāi)芊駵y出飛行時間);若還是沒有思路,可引導(dǎo):“當(dāng)初我們是怎樣做的實驗來研究自由落體運動的?”進(jìn)一步引導(dǎo)出用打點計時器或頻閃照相,用相鄰、相等的時間間隔內(nèi)位移差是否相等判斷是否勻變速,用求加速度,而對于平拋沒法用打點計時器,但可用頻閃照相。進(jìn)一步引導(dǎo):“如果沒有專門的頻閃照相設(shè)備,有無替代品?”,學(xué)生一定能夠回答出數(shù)碼照相機(jī)、攝像機(jī)(錄制后單幀播放)、可拍照手機(jī)等(教師可指出數(shù)碼照相機(jī)、可拍照手機(jī)雖都有連拍功能,如12連拍,15連拍,但時間均較長,而即使高度達(dá)到1m的平拋運動,運動時間僅是0.45s左右,因此一般數(shù)碼照相機(jī)、可拍照手機(jī)的連拍功能無法使用,(讓班內(nèi)學(xué)生拿出手機(jī)演示,聽咔咔聲幾秒,若學(xué)生沒有老師演示。學(xué)生體驗)但可使用其攝像功能,因為一般的數(shù)碼攝像機(jī)都具有1s攝15張照片的功能,因此可以使用,建議家里有設(shè)備的回家做)。再引導(dǎo),若這些東西都沒有,如何證明豎直自由落體?得出與一個自由落體同一高度,同時發(fā)生,看是否同時落地,且任意改變高度做實驗是否都同時落地。引出課本圖6.3-3。
教師總結(jié)性演示課件:頻閃照相法,比較法(平拋豎落儀)
讓學(xué)生做演示實驗,提出聽音也有缺點(教師先假裝找大家都能看到的落點位置,學(xué)生會說聽音),改進(jìn)方法之一是錄像后慢放,觀看視頻,(注意把握好引導(dǎo)的“度”:盡量使生、生互動,由學(xué)生提出并解決問題。還要注意利用好板圖,如畫出自由落體紙帶(下密上疏)或頻閃照片小球(上密下疏),平拋頻閃照片,并標(biāo)明字母,讓學(xué)生說什么叫相鄰的相等的時間間隔內(nèi)的位移差即相等;1:4:9的含義;1:3:5的含義;的含義,受教材影響,若學(xué)生先提出比較法,要求他們不許讀,也不許說出具體的方案,只說出這個方案的思想(與一個自由落體同一高度,同時發(fā)生,看是否同時落地,且任意改變高度做實驗是否都同時落地。),訓(xùn)練表達(dá)能力)
鍛煉分析解決問題能力和創(chuàng)新能力
驗證水平分運動的實驗方案探究
師提出問題:下面請大家設(shè)計一個實驗放案,來驗證水平分運動為勻速直線運動?(給3分鐘的時間組內(nèi)討論,并推舉出另一個同學(xué)準(zhǔn)備發(fā)言)
學(xué)生回答:
根據(jù)學(xué)生的發(fā)言情況,教師可做適當(dāng)引導(dǎo)進(jìn)行師生互動、生生互動。如先得出實驗的原理是找相同的時間間隔內(nèi)的位移,若位移等則證明勻速。
受探究豎直運動過程的提示,學(xué)生很容易說出頻閃照相的方法
教師引導(dǎo):“不用頻閃照相法,怎么辦?肯定還要找相等的時間間隔,怎樣找?”若學(xué)生還是提不出方案,繼續(xù)引導(dǎo):“豎直方向是自由落體已經(jīng)得到證明,能否先從豎直方向找出相等的時間間隔,再利用兩個分運動的等時性轉(zhuǎn)化為水平方向的相等的時間間隔”“怎樣從豎直方向找出相等的時間間隔呢”學(xué)生很容易提出1:4:9,或1:3:5的方法,再提問:“怎樣轉(zhuǎn)化?”引導(dǎo)出必須得出軌跡。
教師引導(dǎo):“不用頻閃,也不想找相同的時間間隔,也不想畫出軌跡,怎么辦?”“課本圖6.3-3對你有無啟發(fā)”得出:讓一個以平拋的初速度為速度的水平勻速直線運動和平拋同時發(fā)生,看相同時間內(nèi)水平位移是否相等。
演示課件:頻閃照相法;軌跡法;比較法
注意利用好板圖,如怎樣頻閃照像得出水平勻速,讓學(xué)生畫圖說明怎樣先找出豎直方向的等時間間隔;怎樣由豎直的等時間間隔找出水平的等時間間隔。
鍛煉分析解決問題能力和創(chuàng)新能力。
驗證水平分運動的實驗操作及結(jié)論展示
師提出要求:親自做實驗驗證水平為勻速。采用課本提供的案例2做實驗,各組同學(xué)自己先自學(xué)案例內(nèi)容,再操作(提醒按說明書做)。教師提供J2154平拋運動演示器一臺(配說明書和白紙、復(fù)寫紙)如圖1。
實驗后一些組用實物投影展示說明。
(說明:老師在課下按照教材的方法做案例1和案例3沒有做成功,因此只能做案例2。)
鍛煉操作技能
小結(jié)與布置作業(yè)
1.認(rèn)識了平拋運動的分解方法和兩個分運動的性質(zhì)。
2.體會我們探究實驗方案的過程,反思你有什么收獲,得到什么啟發(fā)
作業(yè):P401、2
【教學(xué)反思】
課前預(yù)想:
第一節(jié)課的目的是研究探究課的實施過程中如何實現(xiàn)師、生互動,生、生互動,即如何處理好教材、媒體、學(xué)生、教師、問題的關(guān)系問題,特別是嘗試一下如何發(fā)揮教師的作用,及時解決探究過程中的生成性問題,使探究總是處于一個適合于學(xué)生的水平而能進(jìn)行下去。課前預(yù)想到學(xué)生的語言表達(dá)能力和過去學(xué)過的知識、方法的使用能力將是制約探究過程是否能順利進(jìn)行的關(guān)鍵,因此想到了利用分組討論和師、生啟發(fā)互動的方式,想到了畫面語言(課件、視頻)的輔助。
實施情況:
在實施過程中我時刻根據(jù)學(xué)生的接受能力調(diào)整問題的難度,盡量將“臺階”鋪到學(xué)生能蹦一蹦就可以上來的水平。另外為了緩解學(xué)生的緊張情緒,盡量渲染課堂的活躍氣氛,增強(qiáng)幽默、輕松的氛圍。在老師的引導(dǎo)下,本節(jié)課的探究過程基本上是以學(xué)生為主體的,基本達(dá)到了研究目的。
缺點與不足:
1.第一課時的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該是創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng),但是最后沒有使學(xué)生意識到這一點(教師未點明),使部分學(xué)生感覺本節(jié)課沒有收獲。(他認(rèn)為只有具體知識才是收獲)
2.兩個比較法的課件是搜集而來,有缺點,關(guān)于豎直方向的比較應(yīng)該兩次的高度不同而不是課件中的平拋速度不同;關(guān)于水平方向的比較應(yīng)該是兩次平拋的速度不同而不是課件中的高度不同。
本課的準(zhǔn)備過程回顧:
1.用拍照手機(jī)連拍的演示,用電子秒表計時的演示,是根據(jù)其他教師的意見加上的,目的是學(xué)生經(jīng)歷體驗過程,加深印象。
2.走下講臺,走到學(xué)生中去可以拉近與學(xué)生的距離,加強(qiáng)親和力,緩解緊張氣氛,也是根據(jù)其他老師的意見改進(jìn)的。
3.自學(xué)說明書后做實驗是一次新嘗試,學(xué)生能夠看懂手機(jī)說明書,能夠看懂MP3說明書,當(dāng)然也能看懂實驗器材和實驗過程說明書。
4.學(xué)生的語言表達(dá)能力不強(qiáng),知道但說不出的現(xiàn)象很普遍,但學(xué)生借用圖形、符號語言可以準(zhǔn)確表達(dá)出來,因此加到了--中。
5.教材上的案例1、3都沒有做成功,案例1中若用塑料瓶水從直管流出,因為塑料瓶變形,若用玻璃瓶,從彎管中流出的水速度不穩(wěn),因為瓶中氣壓不穩(wěn),不是恒定,而是先小于P0,外界大氣頂入后才等于P0,然后再小于P0,外界大氣再頂入……,是一個在某一范圍內(nèi)的波動過程。案例3中的照片拍出后,圖像發(fā)虛,且有兩個像。也許是攝像機(jī)還是不夠高級。
擴(kuò)展閱讀
平拋運動
課題:平拋物體的運動
教學(xué)目標(biāo)
知識與技能(1)認(rèn)識平拋物體的運動特點。
(2)通過演示實驗整理出平拋運動的規(guī)律。
過程與方法(1)運用自制平拋實驗儀做實驗,使學(xué)生經(jīng)歷平拋物體的運動如何分解為勻速直線運動和自由落體運動的過程。
(2)在進(jìn)行實驗探究的過程中,了解科學(xué)探究的方法。
情感態(tài)度(1)用輸液器、輸液瓶、球針和自制玻璃箱進(jìn)行實驗,增加學(xué)
與價值觀生對物理學(xué)的親切感,同時培養(yǎng)學(xué)生“利廢環(huán)?!钡囊庾R。
(2)運用平拋運動的知識轟炸敵船,增強(qiáng)學(xué)生將科學(xué)服務(wù)于人類社會的責(zé)任感和使命感。
教學(xué)重難點
重點:運用運動合成與分解的方法來探究平拋運動的規(guī)律。
難點:通過實驗探索分析并歸納出平拋運動的規(guī)律。
教學(xué)用具
自制平拋實驗儀(考慮到空氣阻力對實驗的影響,安裝一閥門可以對玻璃箱進(jìn)行真空處理)、多媒體課件(飛行員投彈轟炸敵船的實戰(zhàn)模擬演練)
教學(xué)用書
人教版全日制普通高級中學(xué)教科書(必修)第一冊
設(shè)計思想
整個教學(xué)過程始終把學(xué)生放在主體地位,積極營造學(xué)生動手實踐、自主探究、合作交流的教學(xué)情景。挖掘“平拋運動”知識載體所蘊藏的思想方法,為了實現(xiàn)上述教學(xué)目標(biāo),基于建構(gòu)主義理論,巧妙的設(shè)計了四個活動,分解整體目標(biāo)為活動目標(biāo),讓學(xué)生通過實際操作、觀察現(xiàn)象、感知現(xiàn)象,從而發(fā)現(xiàn)問題,提出問題,再通過相互討論、交流探索獲取平拋運動知識的真諦。同時以中學(xué)的教學(xué)思想為導(dǎo)引,以自制平拋實驗儀為起點,突破教學(xué)難點。讓學(xué)生在活動的過程中學(xué)到科學(xué)研究的方法和提高學(xué)習(xí)的能力,體驗成功的愉悅,激發(fā)學(xué)生樹立大膽猜想、小心求證的思想,讓本節(jié)課在觀察、實驗、分析、分享的過程中實現(xiàn)新課程所倡導(dǎo)的新理念、新方法、新思想。
教學(xué)過程
活動一請學(xué)生當(dāng)飛行員轟炸敵船
目標(biāo):認(rèn)識平拋物體的運動特點
時間:5分鐘
過程:
1.出示課件
只見屏幕上一艘敵船停在海面上,左邊遠(yuǎn)處傳來轟隆隆的聲音,一架轟炸機(jī)從屏幕左上方飛來,并連續(xù)向敵船投彈。借此情景讓學(xué)生觀察水平拋出炸彈的運動特點。
2.引導(dǎo)學(xué)生回答炸彈的運動特點
①具有水平方向的初速度。
②忽略空氣阻力,只受重力。
③運動的軌跡是曲線。
3.引出課題
我們把這一類型的曲線運動叫做平拋運動,板書平拋運動的概念。接著設(shè)問怎樣才能炸中敵船,創(chuàng)設(shè)情景,設(shè)置懸念,激活學(xué)生的思維點,使之處于活躍的狀態(tài)。
活動二說猜想驗猜想
目標(biāo):①通過演示實驗整理出平拋物體的運動規(guī)律。
②運用自制平拋實驗儀做實驗,使學(xué)生經(jīng)歷平拋運動如何分解為勻速直線運動和自由落體運動的過程。
③在進(jìn)行實驗探究的過程中,了解科學(xué)探究的方法。
時間:25分鐘
過程:
1.提出問題
平拋運動是一種曲線運動,我們知道研究曲線運動的方法是運動的合成與分解。那么平拋運動又該怎么分解呢?
2.猜想與假設(shè)
根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的知識從理論上推斷出平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。
3.設(shè)計實驗
【實驗?zāi)康摹?br>
①驗證平拋運動可以分解為水平和豎直方向的兩個分運動。
②形象直觀地展現(xiàn)平拋運動的軌跡。
③利用生活中的廢料組裝實驗儀器,間接培養(yǎng)學(xué)生“利廢環(huán)保”的意識,拉近物理與生活的距離。
【實驗簡介】
器材:輸液瓶、輸液器、鐵架臺,自制玻璃箱(40cm×30cm×4cm,前表面貼有水平和豎直方向的刻度尺,左上角水平固定一球針使水水平噴出,右下角安裝一閥門用于排水和抽氣)見圖1
設(shè)計意圖:即將作為祖國西北貧困地區(qū)學(xué)校的老師,我認(rèn)為應(yīng)該有效挖掘身邊的課程資源,利用現(xiàn)有教學(xué)儀器及日常用具設(shè)計、組裝教具,努力開發(fā)出大量實驗,以彌補(bǔ)實驗條件的不足。用自制教具做實驗可以帶給學(xué)生親切感,拉近物理與生活的距離,對學(xué)生和教師的創(chuàng)新能力也是一種提高。本節(jié)課的教學(xué)重點在于讓學(xué)生觀察到平拋物體的運動軌跡,對其運動規(guī)律有一個更直觀的認(rèn)識,為此我選
圖1自制平拋實驗儀擇了質(zhì)量連續(xù)分布的液體進(jìn)行實驗。
4.進(jìn)行實驗
①將輸液管一端與玻璃箱左上角的球針連接。
②控制輸液管上的流量調(diào)節(jié)器,使水從針口噴出,此時的持續(xù)水流即可認(rèn)為是平拋運動的軌跡。
③用水彩筆在玻璃箱的前表面上畫出平
拋運動的軌跡.。如圖2
④學(xué)生分組實驗得出平拋運動的軌跡。
5.收集證據(jù)
要求學(xué)生在軌跡上取三點、、,水平間距相等(==),并讀出這三點對應(yīng)在豎直方向的間距,然后提交實驗數(shù)據(jù),用、、來表示。把實驗數(shù)據(jù)用表格的形式展現(xiàn)在屏幕上(如表格)。引導(dǎo)學(xué)生在不同的數(shù)據(jù)中總結(jié)歸納出共同的規(guī)律:::=1:1:1
::=1:3:5
6.驗證猜想
大量實驗得出當(dāng)水平方向滿足::=1:1:1時,豎直方向就滿足::=1:3:5的結(jié)果,勻速直線運動和自由落體運動的規(guī)律能夠解釋這一實驗結(jié)果。所以平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動,猜想與實驗結(jié)果達(dá)到了統(tǒng)一。(板書平拋運動可以分解為水平和豎直方向的兩個分運動并強(qiáng)調(diào)兩個分運動的等時性,獨立性。)
活動三看課件想問題
目標(biāo):①得出作平拋運動的物體在任意時刻的速度和位移。
②求出平拋運動的軌跡方程。
時間:10分鐘
過程:
1.先分解后合成
【課件】屏幕上顯示一個小球從點水平拋出運動到點,問:小球到點時的速度和位移?
我們將平拋運動進(jìn)行分解僅僅是一種手段,最終目的是要得到平拋運動的物體在任意時刻的速度和位移,這就要求我們將兩個分運動進(jìn)行合成。根據(jù)矢量的合成法則,得到,方向是過點且沿軌跡的切線方向;,方向由點指向點。(如圖3)
2.看軌跡,求方程
①運用數(shù)學(xué)工具
在初中數(shù)學(xué)中已經(jīng)學(xué)過,直角坐標(biāo)系中的一條曲線可以用包含、兩個變量的關(guān)系式來描述,從和中消去得到,這是二次函數(shù),圖像是一條拋物線,拋物線的名稱就是由此得到的。
②利用Excel軟件結(jié)合活動二中得到的實驗數(shù)據(jù)求出拋物線的方程。
(教學(xué)過程中視情況而定,如果學(xué)生的計算機(jī)基礎(chǔ)知識扎實,就用第二種方法,反之就用第一種方法。)
活動四試一試說一說
目標(biāo):運用平拋運動的知識成功轟炸敵船,增強(qiáng)學(xué)生將科學(xué)服務(wù)于人類社會的責(zé)任感和使命感。
時間:5分鐘
過程:
1.運用本節(jié)課所學(xué)知識轟炸敵船
【課件】模擬飛行員轟炸敵船,飛機(jī)的飛行高度和速度可以由扮演飛行員角色的學(xué)生自己控制,鼠標(biāo)單擊“起飛”按鈕飛機(jī)將會在指定的高度水平飛行,單擊“投彈”按鈕開始投彈。(如圖4)
請兩位學(xué)生扮演飛行員和指揮官的角色,當(dāng)飛行員報告出飛行高度和速度后,全體學(xué)生計算飛機(jī)投圖4實戰(zhàn)模擬演練轟炸敵船
彈的位置,請最先計算出結(jié)果的學(xué)生當(dāng)指揮官下達(dá)“起飛”和“投彈”命令并開始實戰(zhàn)模擬演練。
2.說一說
邀請這兩位學(xué)生給大家談?wù)剟偛藕献鬓Z炸敵船的戰(zhàn)況,并簡要介紹判斷投彈位置的方法。給予掌聲鼓勵!最后要求全體學(xué)生根據(jù)飛行員指定的高度和速度計算炸彈擊中敵船時炸彈的速度和位移。
小結(jié)本課布置作業(yè)
縱覽本節(jié)課的全局不難發(fā)現(xiàn)所謂的平拋運動其實就是我們以前所學(xué)的最基本的勻速直線運動和自由落體運動的合成。同時強(qiáng)調(diào)運動的合成與分解是研究曲線運動的“法寶”。
短周期作業(yè):獨立完成課后練習(xí)三。
長周期作業(yè):學(xué)生自由組合每四人一組,運用本節(jié)課探究平拋運動的思想方法設(shè)計實驗方案,探究斜下拋運動的特點和規(guī)律,要求組長在下周提交實驗方案。
板書設(shè)計
平拋運動
一、特點
①只具有水平方向的初速度
②忽略空氣阻力、只受重力
二、規(guī)律
《平拋運動》說課稿
一、教材分析
(一)教材簡介
這節(jié)課要探究的內(nèi)容比較豐富,在運動的合成與分解的基礎(chǔ)上,給出了什么叫平拋運動,提出了探究的問題:探究平拋運動的特點。探究的過程既有實驗現(xiàn)象的觀察。又有分析、推理的過程,還將實驗現(xiàn)象與分析、推理結(jié)合起來,探究出平拋運動在水平方向和豎直方向的運動規(guī)律。
(二)教學(xué)目標(biāo)
⑴知識與技能
1.知道平拋運動的特點和規(guī)律。
2.知道平拋運動形成的條件。
3.理解平拋運動是勻變速運動,其加速度為g。
4.會用平拋運動解答有關(guān)問題。
⑵過程與方法
1.利用已知的直線規(guī)律來研究復(fù)雜的曲線運動,滲透物理學(xué)“化曲為直”“化繁為簡”的方法及“等效代換”“正交分解”的思想方法。
2.平拋物體探究實驗中突出了“實驗的精髓在于控制”的思想。
⑶情感態(tài)度與價值觀
通過實際情景培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注物理、關(guān)注生活的意識,并且培養(yǎng)學(xué)生在生活中應(yīng)用物理知識的意識;使學(xué)生愛物理、愛生活。
(三)教學(xué)重點、難點
重點:平拋物體運動的特點和規(guī)律。
難點:平拋運動規(guī)律的得出過程。
二、學(xué)情分析
深入的了解學(xué)生是上好課的關(guān)鍵,我對學(xué)生的基本情況分析如下:
⑴高一學(xué)生已經(jīng)具備較好的物理實驗?zāi)芰?、分析問題能力、歸納實驗現(xiàn)象的能力。
⑵學(xué)生剛學(xué)習(xí)過直線運動規(guī)律,對直線運動的分析方法記憶猶新;并在上一節(jié)中剛學(xué)過運動合成與分解的知識,對這一分析曲線運動的方法并不陌生,這為本節(jié)課在方法上鋪平了道路;
三、教法與學(xué)法
為了發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位,突出重點、突破難點,我主要采取以下的教學(xué)方法和學(xué)法。
教法:探究式教學(xué)法和情景創(chuàng)設(shè)教學(xué)法
學(xué)法:以學(xué)生合作學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)為主,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。
四、教學(xué)過程設(shè)計
“授之以魚、不如授之以魚”,教是為了不教,根據(jù)本課題的特點和學(xué)生的基本情況我作如下的--。
教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)內(nèi)容及教師組織活動
設(shè)計意圖
㈠
情景創(chuàng)設(shè)
引入課題
創(chuàng)設(shè)情景:從水平飛行的飛機(jī)上空投物資;(視頻)
引問:請同學(xué)描述上述物體運動的軌跡和運動性質(zhì)
(演示I)用力彈一下放在桌面上的小球,使它以一定的水平初速度離開桌面,讓同學(xué)觀察小球離開桌面后的運動軌跡。如圖所示,重復(fù)兩次讓同學(xué)們能夠清楚地觀察。
提出問題:請同學(xué)們分析一下小球為什么會做曲線運動呢?
情景創(chuàng)設(shè)教學(xué)法:
從生活情景中構(gòu)建物理情景,以培養(yǎng)學(xué)生在生活中聯(lián)系物理的習(xí)慣,同時激發(fā)學(xué)生探究的興趣和活躍課堂氣氛。培養(yǎng)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的主動和積極性。
㈡
交流與討論及猜想
接著說明剛才的實驗中,我們在觀察小球做平拋運動時,發(fā)現(xiàn)小球在水平向前動的同時,在豎直方向上有下落的運動,那么,這兩個方向上運動只具有什么特點呢?
猜想:平拋運動水平方向是不是勻速直線運動,豎直方向是不是勻加速直線運動?
如何驗證我們的猜想?
讓學(xué)生思考如何解決問題。
通過討論培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)精神和分析問題解決問題的能力。
㈢
實驗與探究
Ⅰ
探究平拋運動水平方向的運動規(guī)律
(演示2)在如同2所示的裝置中,兩個相同的弧形軌道M、N分別用于發(fā)射小鐵球P、Q;兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度,使AC=BD,從而保證小球P,Q在軌道出口處的水平初速度VO相等,將小鐵球P、Q分別放在電磁鐵C、D上,然后切斷電源,使兩小球能以相同的初速度VO同時分別從軌道M、N的下端射出,實驗結(jié)果是兩球發(fā)生碰撞,增加或者減小軌道M的高度實驗結(jié)果都是一樣。
教師引入問題:這個實驗結(jié)果得出什么結(jié)論?
通過老師的演示實驗培養(yǎng)學(xué)生探究物理規(guī)律的方法和過程以及歸納物理現(xiàn)象的能力,利用已知的直線運動的規(guī)律來探究復(fù)雜的曲線運動,滲透物理學(xué)“化曲為直”、“化繁為簡”的方法。
㈣
實驗與探究
Ⅱ
教師創(chuàng)設(shè)問題:既然平拋物體水平方向上作勻速直線運動那么它在豎直方向上作什么樣的運動,我們?nèi)绾翁骄磕兀?/p>
[演示3]用平拋運動演示器做實驗
如圖所示,用小錘擊打彈性金屬片C,使A球沿水平方向飛出做平拋運動,與此同時,B球被松開做自由落體運動,改變實驗裝置離地面的高度,多次實驗,兩球總是同時落地。(用耳朵聽聲音)
問題創(chuàng)設(shè):A、B兩球同時落地的現(xiàn)象,得出什么結(jié)果。
進(jìn)一步提問:為什么可以下這樣的結(jié)論呢?
我們可以運用運動的合成與分解的方法得到平拋物體在任一時刻的位置坐標(biāo)x、y以及水平速度VO和豎直速度Vy。我們設(shè)物體以初速度水平VO拋出,它在飛行過程中在時間t內(nèi)的水平位移x和豎直位移y應(yīng)如何表示呢?
學(xué)生:x=VOty=gt2
教師:我們要求出物體在t秒末的速度,怎么求呢?(如圖所示,物體在t秒末位于B點)
課外探究
用攝像機(jī)拍攝小球的下落過程,輸入電腦,由視頻工具按幀播放小球下落過程,抓圖、通過PhotoShop軟件處理將各幀圖像疊合,從而得到小球運動軌跡。通過疊合照片與實際實驗裝置的大小比例,可分析小球的運動。
師生共同總結(jié)平拋運動規(guī)律:
速度:
水平方向:Vx=V0
豎直方向:Vy=gt
合速度大?。?/p>
合速度方向:
位移:
水平方向:X=V0t
豎直方向:
合位移大?。?/p>
合位移方向:
通過演示實驗,讓學(xué)生討論交流得出結(jié)論,培養(yǎng)學(xué)生交流與合作的精神。通過分析、歸納出平拋物體運動的速度、位移公式,培養(yǎng)學(xué)生處理信息、推理、歸納的能力。
突出一條研究物理科學(xué)的一般思想方法的主線:
觀察現(xiàn)象——初步分析——猜想──實驗探究──得出規(guī)律──重復(fù)實驗──鑒別結(jié)論──追求統(tǒng)一。
培養(yǎng)學(xué)生的觀察實驗?zāi)芰?,分析歸納能力。
使問題更加深化,鍛煉學(xué)生解決問題的能力。
通過課外探究擴(kuò)大學(xué)生的視野,同時培養(yǎng)學(xué)生利用信息技術(shù)來處理物理問題的能力。讓學(xué)生體會到電腦帶給人類的好處。
㈤
鞏固
練習(xí)
例:一架裝載抗洪救災(zāi)物資的飛機(jī),在距地面500m高處,以80m/s的水平速度飛行。為了使救災(zāi)物資準(zhǔn)確地投中地面目標(biāo),飛行員應(yīng)在距目標(biāo)水平距離多遠(yuǎn)的地方投出物資?(不計空點阻力)
作業(yè):63頁2、3題
通過接近生活的問題來調(diào)動學(xué)生的興趣。同時培養(yǎng)學(xué)生運用知識解決問題的能力。
㈥
板書設(shè)計
平拋物體運動
一、平拋運動概念
只受重力的作用初速度為水平方向的拋體運動叫做平拋運動
二、水平方向的運動規(guī)律
Vx=V0X=V0t
三、豎直方向的運動規(guī)律
Vy=gt
能有效幫助學(xué)生梳理本節(jié)課的知識和內(nèi)容。
高考物理第一輪能力提升復(fù)習(xí):探究平拋運動的規(guī)律
第二課時探究平拋運動的規(guī)律
【教學(xué)要求】
1.理解平拋運動的概念和處理方法--化曲為直法;
2.掌握平拋運動的規(guī)律,并會運用這些規(guī)律分析和解決有關(guān)問題。
【知識再現(xiàn)】
一、平拋運動
1.定義
將物體用一定的初速度沿_______方向拋出,不考慮空氣阻力,物體只在________作用下所做的運動叫做平拋運動.
2.性質(zhì)
平拋運動是加速度為重力加速度(g)的________曲線運動,軌跡是拋物線.
3.平拋運動的處理方法
平拋運動可以分解為水平方向的_______運動和豎直方向的________運動兩個分運動.
4.平拋運動的規(guī)律
(1)水平方向上:vx=v0,x=_______;
(2)豎直方向上:vy=gt,y=_______;
(3)任意時刻的速度:v=_______
,θ為v與v0的的夾角;
(4)任意時刻的位置(相對于拋出點的位移)s=_______,,α為s和v0間的夾角;
(5)運動時間t=_______,僅取決于豎直下落高度;
(6)射程L=_______=_______,取決于豎直下落的高度和初速度。
知識點一平拋運動的探究
平拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。在有些問題中常要結(jié)合起來求解。
【應(yīng)用1】(08天津市一百中學(xué)第一學(xué)期期中考試)如圖所示,為一小球做平拋運動的閃光照片的一部分,圖中背景方格的邊長均為5cm,如果取g=1Om/s2,那么,閃光頻率為_______Hz,小球在水平方向上做______運動,初速度大小為_______m/s。
導(dǎo)示:平拋運動在水平方向的分運動是勻速直線運動,由圖可以看出,A、B、C三點水平距離相等,故相鄰兩點間的時間間隔相等,設(shè)為T.
則由豎直方向的分運動可知,△h=gT2.
所以(5-3)×O.05m==gT2,求得:T=O.1s.
故閃光頻率為f=1/T=10Hz
因為水平方向上小球做勻速直線運動,即3×O.05m=v0T,
則水平分速度為v0=0.15/O.1=1.5m/s,即平拋的初速度為v0=1.5m/s
求解閃光照片中平拋問題常常要抓住兩點:一是相鄰的兩個像之間的時間間隔相等;二是平拋運動的運動規(guī)律——豎直方向做初速為零的勻加速直線運動。
知識點二平拋運動的規(guī)律
【應(yīng)用2】如圖所示,一固定斜面ABC,傾角為θ,高AC=h.,在頂點A以某一初速度水平拋出一小球,恰好落在B點,空氣阻力不計,試求自拋出經(jīng)多長時間小球離斜面最遠(yuǎn)?
導(dǎo)示:解法一:如圖所示,小球的瞬時速度v與斜面平行時,小球離斜面最遠(yuǎn),設(shè)此點為D,由A到D時間為t1,則vy=gt1,vy=v0tanθ;
t1=v0tanθ/g①
設(shè)小球由A到B的時間為t,則h=gt2,tanθ=h/v0t
消去t,v0tanθ=②
由①、②式消去v0tanθ,t1=
解法二:沿斜面和垂直于斜面建立坐標(biāo)系如圖所示,分解v0和加速度g,這樣沿y軸方向的分運動是初速度為vy,加速度為gy的勻減速直線運動,沿x軸方向的分運動是初速度為vx,加速度為gx的勻加速直線運動.當(dāng)vy=0時小球離斜面最遠(yuǎn),經(jīng)歷時間為t1,當(dāng)y=0時小球落到B點,經(jīng)歷時間為t,顯然t=2t1.
在y軸方向,當(dāng)y=0時有:0=v0tsinθ-gt2cosθ
得t=2v0tanθ/g
在水平方向上位移關(guān)系為h/tanθ=v0t,得t=h/v0tanθ,故t1=t/2=
解法三:在豎直方向小球做自由落體運動h=gt2得t=
在垂直斜面方向上小球做勻減速運動,當(dāng)垂直斜面的速度減為零時離斜面最遠(yuǎn)
歷時t1,則t1=t/2=
平拋運動常用的處理方法是水平和豎直,但不是說只能向這兩個方向分解,有時可以根據(jù)需要向另外兩個方向分解,可能求解問題更方便,例如該題中的解法二。
類型一類平拋運動問題
【例1】(2007青島檢測)如圖,光滑斜面長為a,寬為b,傾角為θ,一物塊A沿斜面左上方頂點P水平射入,恰好從下方頂點Q離開斜面,求入射初速度。
導(dǎo)示:物塊A在垂直于斜面方向沒有運動,物塊沿斜面方向上的曲線運動可以分解為水平方向上初速度為v0的勻速直線運動和沿斜面向下初速度為零的勻加速直線運動,物塊沿斜面方向的加速度a加=gsinθ
水平方向a=v0t
豎直方向b=
由以上各式得:
(1)類平拋運動的特點是物體所受的合力是恒力,且與初速度方向垂直。(初速度的方向不一定是水平方向,合力的方向也不一定是豎直方向,且加速度大小不一定等于重力加速度g)。(2)類平拋運動可看成是某一方向的勻速直線運動和垂直此方向的勻加速直線運動的合運動。處理類平拋運動的方法和處理平拋運動的方法類似,但要分析清楚加速度的大小和方向。
類型二平拋運動中的臨界問題
【例2】如圖所示,女排比賽時,排球場總長為18m,設(shè)球網(wǎng)高度為2m,運動員站在網(wǎng)前3m處正對球網(wǎng)跳起將球水平擊出。
(1)若擊球的高度為2.5m,為使球既不觸網(wǎng)又不越界,求球的速度范圍。
(2)當(dāng)擊球點的高度為何值時,無論水平擊球的速度多大,球不是觸網(wǎng)就是越界?
導(dǎo)示:(1)如圖所示,排球恰不觸網(wǎng)時其運動軌跡為Ⅰ,排球恰不出界時其軌跡為Ⅱ。根據(jù)平拋物體的運動規(guī)律,可得,當(dāng)排球恰不觸網(wǎng)時有:
水平方向x=v0t即3=v1t
豎直方向y=gt2即2.5-2=gt2
可得:v1=9.5m/s。
同理可得排球恰不出界時速度v2=17m/s
所以既不觸網(wǎng)也不出界的速度范圍是:
9.5m/s<v<17m/s。
(2)如圖所示為球恰不觸網(wǎng)也恰不出界的臨界軌跡。設(shè)擊球點的高度為H,剛好不觸網(wǎng)時有:x=v0t即3=v0t
H-h=gt2即H-2=gt2
同理,當(dāng)排球落在界線上時有:
12=v0t′;H=gt′2
綜合上式可得擊球點高度H=2.13m。
(1)解決本題的關(guān)鍵有三點:其一是確定運動性質(zhì)——平拋運動;其二是確定臨界狀態(tài)——恰不觸網(wǎng)或恰不出界;其三是確定臨界軌跡,并畫出軌跡示意圖。(2)切勿把球在網(wǎng)頂?shù)倪\動狀態(tài)當(dāng)作平拋運動的初態(tài)。
類型三平拋與其他運動形式的結(jié)合問題
【例3】子彈射出時的水平初速度v0=1000m/s,有五個等大的直徑為D=5cm的環(huán)懸掛著,槍口離環(huán)中心100m,且與第四個環(huán)的環(huán)心處在同一水平線上,如圖所示,求:
(1)開槍時,細(xì)線被燒斷,子彈能擊中第幾個環(huán)?
(2)開槍前O.1s,將細(xì)線燒斷,子彈能擊中第幾個環(huán)?(不計空氣阻力,g取10m/s2)
導(dǎo)示:(1)開槍時,細(xì)線被燒斷,子彈的豎直分運動如同環(huán)的運動,故子彈與環(huán)的豎直位移相同,則子彈擊中第四個環(huán)。
(2)子彈運動到環(huán)所在的位置的時間:
t1=x/v0=100/1000=0.1s
子彈在豎直方向上下落的距離:
y1=gt12=×10×0.1=0.05m
環(huán)下落的距離:
y2=g(t1+t2)2=×10×0.22=0.2m
兩者下落的高度差為△y=y2-yl=O.15m
由于環(huán)的直徑為5cm,故子彈擊中第1個環(huán).
平拋運動與其他運動結(jié)合是一種比較常見問題。求解這類問題要特別注意兩種運動各自的特點以及兩種運動的結(jié)合點。能不能找到兩種運動的結(jié)合點是問題能否得到解決的關(guān)鍵。
1.(07年佛山市教學(xué)質(zhì)量檢測)如圖將一個小球以速度v0從O點水平拋出,使小球恰好能夠垂直打在斜面上。若斜面的傾角為α,重力加速度為g,小球從拋出到打到斜面在空中飛行的時間為t,那么下述說法中不正確的是()
A.小球打在斜面上時的速度大小為v0cosα
B.小球在空中飛行的時間t=v0/gtanα
C.小球起點O與落點P之間高度差為gt
D.小球起點O與落點P之間的水平距離為v0t
2.(08天津市一百中學(xué)第一學(xué)期期中)如果在斜面上的某點,先后將同一小球以不同初速度水平拋出,當(dāng)拋出初速度分別為v1和v2時,小球到達(dá)斜面的速度與斜面的夾角分別為θ1、θ2,不計空氣阻力,則()
A.若v1v2,則θ1θ2
B.若v1v2,則θ1θ2
C.無論v1、v2大小如何,總有θ1=θ2
D.θ1、θ2的大小關(guān)系不能確定
3.(全國大聯(lián)考08屆高三第二次聯(lián)考)如圖,質(zhì)量m=60kg的高山滑雪運動員,從A點由靜止開始沿雪道滑下,從B點水平飛出后又落在與水平而成θ=370°的斜坡上的C點.已知A、B兩點間的高度差h=25m,B、C兩點間的距離s=75m。
求:(g取9.8m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8)
(1)運動員從B點飛出時的速度VB的大?。?br>
(2)運動員從A到B的過程中克服摩擦力所做的功Wf.
答案:1、AC;2、C;3、(1)vB=20m/s(2)3000J。
平拋運動的整合——訓(xùn)練學(xué)案
平拋運動的整合——訓(xùn)練學(xué)案
學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握平跑運動的規(guī)律
2、會處理平拋運動的一些簡單問題
學(xué)習(xí)過程
1、在水平勻速飛行的飛機(jī)上,相隔1s落下物體A和B,在落地前,A物體將[]
A.在B物體之前
B.在B物體之后
C.在B物體正下方
D.在B物體前下方
2、做平拋運動的物體,在水平方向通過的最大距離取決于[]
A.物體的高度和受到的重力
B.物體受到的重力和初速度
C.物體的高度和初速度
D.物體受到的重力、高度和初速度
3、g取10m/s2,做平拋運動的物體在任何1s內(nèi)[]
A.速度大小增加10m/s
B.動量增量相同
C.動能增量相同
D.速度增量相同
4、一物體從某高度以初速度v0水平拋出,落地時速度大小為vt,則它運動時間為[]
5、物體做平拋運動時,它的速度的方向和水平方向間的夾角α的正切tgα隨時間t變化的圖像是圖1中的[]
6、平拋物體的運動規(guī)律可以概括為兩點:(1)水平方向做勻速運動,(2)豎直方向做自由落體運動。為了研究平拋物體的運動,可做下面的實驗:如圖2所示,用小錘打擊彈性金屬片,A球就水平飛出,同時B球被松開,做自由落體運動,兩球同時落到地面,這個實驗[]
A.只能說明上述規(guī)律中的第(1)條
B.只能說明上述規(guī)律中的第(2)條
C.不能說明上述規(guī)律中的任何一條
D.能同時說明上述兩條規(guī)律
7.從某高度處以12m/s的初速度水平拋出一物體,經(jīng)2s落地,g取10m/s2,則物體拋出處的高度是______m,物體落地點的水平距離是______m,速度方向與豎直方向的夾角θ的正切tgθ=______。
8.傾角為θ,高為1.8m的斜面如圖3所示,在其頂點水平拋出一石子,它剛好落在這個斜面底端的B點,則石子拋出后,經(jīng)______s,石子的速度方向剛好與斜面平行。
小結(jié)
1、C2、C3、BD4、D5、B6、B7、20,24,3/58、0.3,