5.3 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng) 名師教案

第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)【教材和學(xué)情分析】 一、 教材分析 平拋物體的運(yùn)動(dòng)這節(jié)內(nèi)容編排在學(xué)生學(xué)習(xí)了直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律及曲線運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)的合成與分解這兩節(jié)內(nèi)容之后，它既符合學(xué)生由易到難，由簡(jiǎn)到繁的認(rèn)識(shí)規(guī)律，又保持了知識(shí)的結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性。 二、學(xué)情分析 1、 高一學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的特點(diǎn)是：已經(jīng)開(kāi)始習(xí)慣抽象邏輯思維，但思維還常常與感性經(jīng)驗(yàn)直接相聯(lián)系，仍需具體形象的來(lái)支持。 2、學(xué)生在沒(méi)有學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)之前，已經(jīng)知道了牛頓運(yùn)動(dòng)定律、曲線運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的合成與分解等概念和方法，但沒(méi)有親身體驗(yàn)過(guò)如何來(lái)具體的研究曲線運(yùn)動(dòng)。 本節(jié)課主要采用實(shí)驗(yàn)探究的教學(xué)模式，逐步引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)。學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)中種種問(wèn)題的探究，掌握科學(xué)認(rèn)識(shí)物理規(guī)律的方法。 【核心素養(yǎng)】通過(guò)實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng)的探究過(guò)程，將感性認(rèn)識(shí)和理性思維相結(jié)合，使學(xué)生獲得成功的體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知的欲望； 鼓勵(lì)學(xué)生去創(chuàng)新和實(shí)踐，提倡多動(dòng)腦、動(dòng)手的創(chuàng)新精神，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新品德?！窘虒W(xué)目標(biāo)】（1）能描出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。 （2）會(huì)計(jì)算平拋物體的初速度。 （3）結(jié)合運(yùn)動(dòng)分解的知識(shí)，明確兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。 （4）知道判斷運(yùn)動(dòng)軌跡是否是拋物線的方法； 【教學(xué)重點(diǎn)】 平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的描繪。 【教學(xué)難點(diǎn)】 判斷平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是不是拋物線以及計(jì)算平拋物體的初速度及拋出點(diǎn)坐標(biāo)。 【教學(xué)方法】 自主學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)探究相結(jié)合，加深對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的感性認(rèn)識(shí)。 【教學(xué)準(zhǔn)備】 實(shí)驗(yàn)器材：斜槽、小球、木板、白紙（可先畫(huà)上坐標(biāo)格）、圖釘、鉛垂線、直尺、三角板、鉛筆等。 多媒體：多媒體課件、電子白板、Excel軟件、攝像頭等。 【教學(xué)流程】【教學(xué)過(guò)程】 課前：登陸優(yōu)教平臺(tái)，發(fā)送預(yù)習(xí)任務(wù)。根據(jù)優(yōu)教平臺(tái)上學(xué)生反饋的預(yù)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)薄弱點(diǎn)，針對(duì)性教學(xué)。一、引入新課 提問(wèn)：小游戲中，飛機(jī)投彈如何才能準(zhǔn)確擊中敵艦?zāi)繕?biāo)呢? 炮彈做平拋運(yùn)動(dòng)在空中一瞬即逝，優(yōu)美的曲線隨即成為歷史，沒(méi)有留下什么具體的可供操作的東西，無(wú)法研究平拋運(yùn)動(dòng)。要詳盡研究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，必須先得到其運(yùn)動(dòng)軌跡。引入新課。設(shè)計(jì)意圖：游戲激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 二、新課教學(xué) 展示學(xué)習(xí)目標(biāo)及實(shí)驗(yàn)探究點(diǎn)(認(rèn)真閱讀教材并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室實(shí)際情況選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材和研究方法) 探究點(diǎn)1、如何獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡？ 探究點(diǎn)、如何確定軌跡是否為拋物線？ 探究點(diǎn)、如何根據(jù)已有的軌跡求出平拋的初速度 （一）如何獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡？ 平拋運(yùn)動(dòng)演示儀 1、師生交互認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)器材： 斜槽、小球、木板、白紙（可先畫(huà)上坐標(biāo)格）、圖釘、鉛垂線、直尺、三角板、鉛筆等。實(shí)驗(yàn)裝置如圖。 2、師生互動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。 利用多媒體功能解決學(xué)生器材和設(shè)計(jì)上的難點(diǎn)，順利設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。 設(shè)計(jì)意圖：利用多媒體的強(qiáng)大功能，師生互動(dòng)，更好的幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)器材，學(xué)會(huì)使用器材。 3、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)步驟： 安裝調(diào)整斜槽：用圖釘把白紙釘在豎直板上,在木板的左上角固定斜槽,并使其末端保持水平； 調(diào)整木板：用懸掛在槽口的鉛垂線把木板調(diào)整到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直面平行且靠近，固定好木板；確定坐標(biāo)軸：把小球放在槽口處,用鉛筆記下小球在槽口時(shí)球心在木板上的水平投影點(diǎn)O，O即為坐標(biāo)原點(diǎn),再利用鉛垂線在紙上畫(huà)出通過(guò)O點(diǎn)的豎直線，即y軸；確定小球釋放點(diǎn)：選擇一個(gè)小球在斜槽上合適的位置由靜止釋放，使小球運(yùn)動(dòng)軌跡大致經(jīng)過(guò)白紙的右下角； 描繪運(yùn)動(dòng)軌跡：把筆尖放在小球可能經(jīng)過(guò)的位置上，如果小球運(yùn)動(dòng)中碰到筆尖，用鉛筆在該位置畫(huà)上一點(diǎn)，用同樣的方法，從同一位置釋放小球，在小球運(yùn)動(dòng)路線上描下若干點(diǎn)。 注意事項(xiàng)：1、應(yīng)保持斜槽末端的切線水平，釘有坐標(biāo)紙的木板豎直，并使小球的運(yùn)動(dòng)靠近坐標(biāo)紙但不接觸； 2、小球每次必須從斜槽上同一位置無(wú)初速度滾下，在斜槽上釋放小球的高度應(yīng)適當(dāng)，使小球以合適的水平初速度拋出，其軌跡在坐標(biāo)紙的左上角到右下角間分布，從而減小測(cè)量誤差； 3、坐標(biāo)原點(diǎn)（小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)）不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在槽口時(shí)球心在木板上的水平投影點(diǎn)。 （二）如何確定軌跡是否為拋物線？(認(rèn)真閱讀教材，按照以下步驟進(jìn)行操作)小球位置x/my/ma=y/x2=y=x2v0(m/s)0(m/s)M1M2M3M4M5設(shè)計(jì)意圖：利用Excel中的數(shù)據(jù)處理功能分析數(shù)據(jù)，輔助理解，體驗(yàn)成功。實(shí)驗(yàn)的理論探究： 1、軌跡上各點(diǎn)坐標(biāo)應(yīng)該滿(mǎn)足y = a x2；2、取一點(diǎn)M的坐標(biāo)代入方程可求出a值； 3、再在軌跡上任取其它的一些點(diǎn)，量出坐標(biāo)代入方程，求出不同的點(diǎn)是a 看看是否一樣，若各組的a值差不多，則說(shuō)明軌跡是一條拋物線。 請(qǐng)同學(xué)們完成表格，驗(yàn)證a值： 數(shù)據(jù)處理：白紙左上角即為坐標(biāo)原點(diǎn)O，上邊緣為X軸，左邊緣為Y軸；把各點(diǎn)用平滑曲線連接起來(lái)；量出各點(diǎn)的高度和水平距離，計(jì)算出初速度，最后算出平均值。 實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源：1、如何保證小球的運(yùn)動(dòng)是平拋運(yùn)動(dòng)？2、如何保證小球每一次都以相同的速度水平拋出？ 3、如何確定小球平拋的初始位置？ 4、小球受空氣阻力。 展示學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)比分析。 設(shè)計(jì)意圖：利用攝像頭展示學(xué)生實(shí)驗(yàn)描點(diǎn)結(jié)果，對(duì)比分析，展示優(yōu)秀，提出不足。 （三）如何根據(jù)已有的軌跡求出平拋的初速度？ 實(shí)驗(yàn)的理論探究： 1、在軌跡上取一個(gè)點(diǎn)量出它的水平位移x和豎直位移y； 2、由y=gt2/2求出時(shí)間； 3、由v0=x/t求出初速度。 總結(jié)：1. 求水平初速度： 2. 求運(yùn)動(dòng)時(shí)間： 3. 沒(méi)有記住原點(diǎn)v0如何求？ 課堂訓(xùn)練：【例】一個(gè)同學(xué)在研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，只畫(huà)出了如圖所示的一部分曲線，于是他在曲線上取水平距離S相等的三點(diǎn)A、B、C，量得S=0.2m。又量出它們之間的豎直距離分別為h1=0.1m，h2=0.2m，利用這些數(shù)據(jù)，可求得：（1）物體拋出時(shí)的初速度為 m/s； （2）物體經(jīng)過(guò)B時(shí)豎直分速度為 m/s； （3）拋出點(diǎn)在A點(diǎn)上方高度為 m處。 解析：（1）先求T，據(jù) 求得：T=0.1s = 2m/s （2）（3）設(shè)拋出點(diǎn)在A點(diǎn)上方高度為h，下落到點(diǎn)A的時(shí)間為t，則有： =由此兩式可求得h=0.0125m三、小結(jié) 1、鞏固了平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)； 2、掌握了獲取平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法； 3、探究了研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方法； 4、體驗(yàn)到了科學(xué)的研究問(wèn)題的方法。 四、作業(yè) 1、見(jiàn)課本練習(xí)1、2題和導(dǎo)學(xué)案中“練一練”和“選一選”。 2、課下設(shè)計(jì)其他實(shí)驗(yàn)方案 五、板書(shū)設(shè)計(jì) 第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動(dòng) （一）如何獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡？ （二）如何確定軌跡是否為拋物線？ （三）如何根據(jù)已有的軌跡求出平拋的初速度？ 1、由y=gt2/2求出時(shí)間；2、由v0=x/t求出初速度。 7 / 7