第一篇:高中物理《平拋運動》教學案例必修2
《平拋運動》教學案例
[教材分析] 學習習近平拋運動之前,學生接觸到的都是直線運動,平拋運動比直線運動復雜,不容易直接研究它的運動規(guī)律,就需要將它分解為簡單的直線運動來研究。教學時可結合平拋運動演示儀和頻閃照片,使學生能認識到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,利用實驗事實得出結論,能給學生留下更深的印象。[三維目標]
一、知識與技能:
1、知道什么是平拋運動
2、理解平拋運動可以分為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。且這兩個方向上的運動互不影響。
3、掌握平拋運動的規(guī)律,會處理簡單的問題。
二、過程與方法:
1、通過實驗、頻閃照片,完全由感性認識到理性認識,培養(yǎng)觀察能力和分析能力。
2、滲透物理學研究方法的教育。認識平拋運動的處理方法是從復雜到簡單,先分解再合成,這個規(guī)律是物理學研究的重要方法。
3、發(fā)揮教學工具的作用,提高運用數學解決問題的能力
三、情感、態(tài)度與價值觀
1、在物理教學中使學生受到相信科學、熱愛科學的教育。
2、培養(yǎng)學生學習科學的興趣及實事求是的科學態(tài)度。
3、激發(fā)學生積極的學習興趣和勇于探索的精神。[教學重點]平拋運動的特點和規(guī)律 [教學難點]平拋運動的規(guī)律
教學過程
[復習導入] 師:前面我們學習了曲線運動的相關知識以及研究曲線運動基本方法——運動的合成與分解,在學習新課之前我們先來回顧一下. 物體在什么情況下物體會做曲線運動? 生:當物體所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一條直線上時,物體做曲線運動。師:做曲線運動的物體其速度方向是怎樣的? 生:質點在某一點的速度方向,沿曲線在這一點的切線方向。師:對于曲線運動,我們通常會如何處理?
生:把它分解為兩個方向的運動來研究,兩個分運動的共同效果與合運動效果是一樣的。[新課]
一、什么是平拋運動
用心
愛心
專心
1、充分感知現象,在此基礎上進行大致分類。
第一步是觀看飛機投彈的錄像,觀察水平管子中射出水流的運動,觀察桌面上滾下的小球的運動,觀察水平拋出的紙團的運動。
第二步是區(qū)分類別,將值得一起研究的運動歸為一類。
2、求同尋異。對歸在一起的幾種運動進行分析,既找不同點,又尋相同點。例如不同點為:運動速度不同,物體大小和質量不同,下落高度不同,所受重力不同,所受空氣阻力不同等,相同點均為曲線運動,軌跡相似,初速度均水平。(滲透了多角度分析的思想方法)
3、運用理想化方法,忽略次要因素,重新認識相同點。例如,前述幾種運動中空氣阻力是次要因素,將其忽略。
4、尋找模型本質上的共同點。忽略空氣阻力以后,從運動和力這一層面我們可以找到初速度方向水平,只受重力作用,加速度均為g這些相同點,從功與能角度,我們可以找到在運動過程中只有重力做功,機械能守恒這些相同點。
給出平拋運動的定義:
物體以一定的初速度沿水平方向拋出,不考慮空氣阻力,物體只在重力作用下所做的運動叫做平拋運動
5、綜合表象。平拋運動與自由落體,平拋運動與水平勻速運動,頻閃照片等。最后舍棄具體細節(jié)特征,概括形成反映平拋運動這一運動模型本質特征的表象。例如,雖然物體有大有小,重力有大有小,但重力加速度不變,雖然初速度有大有小,下落高度不同,這些可以影響軌跡的長短和形狀,但運動的性質仍然相同。
引導學生觀察,平拋運動是由水平方向和豎直方向兩個方向上的運動合成的,那就分別研究這兩個方向上的運動。
(1)從理論上猜想小球在豎直方向上的運動
師:物體運動和受力情況是聯(lián)系在一起的。
生:在豎直方向上只受到重力的作用.
師:想一下我們前面學過的運動形式有沒有只在重力作用下實現的?
生:做自由落體運動的物體只受重力的作用.
師:既然豎直方向上只受重力的作用,與物體做自由落體運動的條件相同,根據我們上節(jié)課學的分運動的獨立性原理知道,分運動在各自的方向上遵循各自的規(guī)律,我們能得出什么樣的結論呢?
生:平拋運動豎直方向上的分運動有可能是自由落體運動.
師:既然我們有了這樣的猜想,為了驗證它的正確性,我們來做下面這個實驗 由于平拋運動的小球在豎直方向上初速度為零,只受重力作用,應該做自由落體運動。(2)實驗探究豎直方向上的運動
演示課本P55《實驗與探究——研究平拋運動》
用心
愛心
專心
如圖6.3—2所示,用小錘打擊彈簧金屬片,金屬片把A球沿水平方向拋出,同時A球被松開,自由下落.A、B兩球同時開始運動.
師:先來分析兩個小球做的分別是什么運動.
生:A球在金屬片的打擊下獲得水平初速度后只在重力作用下運動,所以做的是平拋運動.B球被松開后沒有任何初速度.且只受到重力的作用,因此做的是自由落體運動.
師:現在觀察兩球的運動情況,看兩球是否同時落地.
這個地方教給大家一個判斷兩球是否同時落地的小技巧.那就是不要用眼睛看.而是用耳朵聽.兩個小球落地后會不止蹦一下,我們只聽它們落地的第一聲響.如果我們只聽到一聲響,說明兩個小球同時落地,如果聽到兩個落地聲,說明兩個小球先后落地.在做實驗之前我們先來聽一下一個小球落地的聲音。
(拿兩個相同的小球,在不同高度下落,讓學生仔細聽其落地的聲音,再讓小球在相同高度下落,讓學生聽其落地聲音)
(演示如圖6.3—2所示的實驗)
師:A、B兩個小球從同一高度同時開始運動,又同時落地,這說明了什么問題啊?
生:這說明了A球在豎直方向上的分運動的情況和B球的運動情況是一樣的.B球做的是自由落體運動.
師:由這一次實驗我們就能下這樣的結論嗎?有可能我們設置的這個高度是一個特殊的高度,它正好滿足自由落體下落的時間和平拋運動時間相等呢?或者說因為我們打擊力度的原因,使A球獲得的初速度剛好滿足這一條件。
生:多次改變小球下落的高度與打擊的力度,重復這個實驗.
師:現在我們來改變高度和打擊力度重新來做這個實驗,來聽落地的聲音.
生:兩個小球仍然同時落地.
師:這說明了什么問題?
生:平拋運動在豎直方向上的分運動就是自由落體運動.
結論:平拋運動在豎直方向上的分運動是自由落體運動.(3)用頻閃照片加緊深學生對平拋運動的理解
給學生播放頻閃照片,讓學生更加清楚地認識到平拋運動的小球在豎直方向上的運動與自由落體小球的運動相同。
(4)從理論上分析小球在水平方向上的運動規(guī)律
師:研究完豎直方向上的運動,我們再來做平拋運動的物體在水平方向上的受力情況. 生:做平拋運動的物體只受重力作用,重力的方向是豎直向下的,所以物體在水平方向上不受力.
師:根據運動的獨立性我們知道水平方向上的運動不會受到豎直方向的運動影響.再根據牛頓第一定律我們能得出什么樣的結論啊?
生:根據牛頓第一定律我們知道,如果一個物體處于不受力或受力平衡狀態(tài),它將靜止
用心
愛心
專心
或做勻速直線運動.在乎拋運動中,物體水平方向上不受力,并且水平方向上有一個初速度,所以物體在水平方向上應該是勻速直線運動.
(5)讓學生通過頻閃照片更加清晰地認識到小球在水平方向上是做勻速直線運動 相鄰兩個小球之間的時間間隔一樣,相鄰兩個小球之間的水平位移是一樣,說明了水平方向上的
得出結論:平拋運動可以分解為沿水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。
二、研究模型遵循的規(guī)律。平拋運動的速度公式,位移公式等。
平拋運動的規(guī)律:
引導學生觀察頻閃照片,得出位移規(guī)律和速度規(guī)律。
1、位移規(guī)律:
既然做平拋運動的物體水平方向上做勻速直線運動,豎直方向上做自由落體運動,那么: 水平方向上的位移:x?v0t 豎直方向上的位移:y?12gt 2所以平拋運動的軌跡是拋物線 在t時間內合位移的大?。簊?設s與x軸的夾角為?,則
1(v0t)2?(gt2)2 212gty2gttan????
xv0t2v0水平位移和豎直位移的運動時間是一樣的,但是平拋運動過程經歷的時間完全由拋出點到落地點的豎直高度確定,與拋出時初速度的大小無關。軌跡方程:
用心
愛心
專心
由x?v0t可得t?121x212x,代入y?gt?y?g()?x 222v02v0v0所以平拋運動的軌跡是一條拋物線
2、速度規(guī)律:
水平分速度:vx?v0 豎直分速度:vy?gt
t時刻平拋物體的速度大小和方向:vt?(vx)2?(vy)2 設vt與v0夾角為?,則tan??
vyvx?gt v0
三、運用模型解決實際問題。
一架裝載抗洪救災物資的飛機,在距地面500m的高處,以80m/s的水平速度飛行,為了使救援物資準確投中地面目標,如果你是飛行員,你應該在距目標水平距離多遠的地方投出物資?(不計空氣阻力,g?10m/s)
解:由于不計空氣阻力,物資在離開水平飛行的飛機后仍保持與飛機相同的速度在水平方向上做勻速直線運動,由于豎直方向無初速度,而且只受重力作用,因此離開飛機的物資在豎直方向做自由落體運動。
物資在空中飛行的時間t取決于豎直高度。
由于H?2122H2?500gt得t??s?10s 2g10設投出物資處距目標的水平距離為s,由于物資在水平方向做勻速運動,則s?v0t?80?10m?800m
即飛行員應在距目標的水平距離為800m遠的地方投出救援物資。
[練習] [小結]
用心
愛心
專心
本節(jié)課我們學習的主要內容是:
1.什么是平拋運動。.
2.平拋運動水平和豎直兩個方向上的分運動分別是什么運動?
水平方向是勻速直線運動;豎直方向是自由落體運動.
3、平拋運動的位移規(guī)律和速度規(guī)律
[析書設計]
三、平拋運動
一.、什么是平拋運動
1、定義:物體以一定的初速度沿水平方向拋出,不考慮空氣阻力,物體只在重力作用下所做的運動叫做平拋運動 受力情況:只受重力作用
2、分運動:水平方向的分運動為勻速直線運動
豎直方向上的分運動是自由落體運動.
二、平拋運動的規(guī)律
1、位移規(guī)律:
水平方向上的位移:x?v0t 豎直方向上的位移:y?12gt 2在t時間內合位移的大?。簊?設s與x軸的夾角為?,則
1(v0t)2?(gt2)2 212gty2gttan????
xv0t2v02、速度規(guī)律: 水平分速度:vx?v0
用心
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專心
豎直分速度:vy?gt
t時刻平拋物體的速度大小和方向:vt?(vx)2?(vy)2
?vyv?gtv x0用心
愛心 專心 設vt與v0夾角為?,則tan?
第二篇:高中物理平拋運動教案 新人教版必修2
《平拋運動》教學設計
【教材分析】:
本節(jié)課選自上??茖W技術出版社出版高級中學課本物理(三年級用書)中《平拋運動》,這節(jié)課是本單元的重點,是對《運動的合成》以及有關知識的綜合運用,學好本節(jié)課對加深理解運動學有關知識是非常重要的。
【學情分析】:
我們學校是一所農村中學,學生的基礎和學力都很差,能夠從簡單的知識講起再逐步加深,讓學生在成功中培養(yǎng)學習的興趣,提高學生的學力。所以本節(jié)課通過實驗引導學生學習習近平拋運動的有關知識,加深對運動的合成的理解。
【教學目標】: 1.知識與技能:
(1)研究并認識平拋運動是一種勻變速曲線運動和做平拋運動的條件。
(2)理解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的兩個分運動。
(3)掌握平拋運動分解方法,推導平拋運動規(guī)律并會運用平拋運動規(guī)律解答相關問題。2.過程與方法:
(1)觀察演示實驗,得出平拋運動的特點。培養(yǎng)學生觀察,分析能力。
(2)利用已掌握的直線運動規(guī)律來研究復雜的曲線運動,滲透物理學中“化繁為簡”的等效替代的方法。3.情感態(tài)度價值觀:
(1)培養(yǎng)學生仔細觀察、認真思考、積極參與、勇于探索的精神。
(2)培養(yǎng)學生嚴謹的科學態(tài)度和實事求是的科學作風。
【教具】:“平拋運動和自由落體運動演示器”; 小球2個;小木槌;多媒體系統(tǒng)?!局攸c、難點】:
1.重點是研究平拋物體的特點和運動規(guī)律。
2.平拋運動為什么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,這一結
用心
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論怎么得到的。這是難點也是重點。【教學過程】:
一、新課引入:
(一)復習回顧:
1.小球自由落體運動特點和規(guī)律;
2.物體做曲線運動的條件。
(二)觀察實驗:
用小木槌打擊放在桌上的小球,叫學生觀察小球離開桌面的運動軌跡是怎樣的?用多媒體演示平拋運動軌跡,讓學生比較學習過的幾種曲線得出:平拋運動的軌跡是拋物線,并解釋數學上為什么把這種曲線叫做拋物線。
二、新課研究:
(一)平拋條件:讓學生分析上面實驗中小球的受力,最后由學生得出:
(1)物體初速度沿水平方向
(2)物體只受重力。
(二)平拋特點:
(1)受力:只受重力。
(2)運動:是a=g的勻變速曲線運動,加速度a的方向豎直。
(三)分解平拋運動:
1.先理論分析:因為加速度方向是豎直的,所以只改變豎直方向的速度,如果把平拋運動分解:水平方向的分運動為勻速直線運動,豎直方向分運動為自由落體運動。引導學生自己分析,主要從力和運動的關系入手得出結論。2.再實驗驗證:
(1)驗證豎直方向分運動為自由落體:
a.介紹“平拋豎落儀”的儀器結構和使用方法以及實驗目的。b.動手做實驗2次,叫學生觀察和聽聲音。
c.問:從同時平拋和自由下落的兩個小球又同時落地的事實,你可以得到什么結論? d.學生答:小球A在豎直方向的運動是自由落體運動.
用心
愛心
專心
e.問:我們得出這樣的結論正確嗎?請分析這兩個小球的加速度。
f.學生答:同時做平拋運動和自由落體運動的兩個小球,落地時只聽到一個聲音,說明它們在空中運動的時間是相同的;而兩小球又是從同一高度開始運動的,它們在豎直方向上都作勻變速運動且位移相同.可見,兩小球在豎直方向上運動的加速度必相同,都是重力加速度g. 所以小球A在豎直方向上的運動是自由落體運動.
(2)再驗證水平方向分運動為勻速直線運動:
利用平拋演示儀來研究,先介紹儀器結構和使用方法,并實驗得到平拋運動軌跡圖。引導學生根據平拋運動的豎直分運動是自由落體運動的規(guī)律,在軌跡圖的豎直軸上按1︰3︰5︰…的比例作出時間間隔相等的一系列點B1、B2、B3、…,并在軌跡上作出豎直分位移是OB1、OB2、OB3、…的點1、2、3、…,再由點1、2、3、…,向水平軸Ox作垂線,與Ox軸分別交于A1、A2、A3、…,通過尺測量OA1、A1A2、A2A3、…,是否相等,可以證實平拋物體運動的水平分運動是不是勻速直線運動。
3.再板書:1)水平方向:勻速直線運動x=v0t;
2)豎直方向:自由落體運動y=
1gt。22
三、知識應用:
(一)例題:某人從19.6m高的平臺上以20m/s的水平速度拋出一小球,求:
(1)小球在拋出0.5s末的速度。(2)小球在拋出0.5s末的位移。
(3)小球何時落地,以及落地時的水平位移。
(教師引導學生解答本題并討論。)
(二)討論:
1.平拋物體的落地時間是由什么因素決定的?能寫出它的計算式嗎? 2.平拋物體在某一時刻的速度如何計算?
四、知識鞏固:練習和作業(yè)(略)。
用心
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第三篇:平拋運動教學案例
《平拋運動》教學案例 田軍
教學過程
[復習導入] 師:前面我們學習了曲線運動的相關知識以及研究曲線運動基本方法——運動的合成與分解,在學習新課之前我們先來回顧一下. 物體在什么情況下物體會做曲線運動? 生:當物體所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一條直線上時,物體做曲線運動。師:做曲線運動的物體其速度方向是怎樣的? 生:質點在某一點的速度方向,沿曲線在這一點的切線方向。師:對于曲線運動,我們通常會如何處理?
生:把它分解為兩個方向的運動來研究,兩個分運動的共同效果與合運動效果是一樣的。[教授新課]
一、什么是平拋運動
1、第一步是觀看飛機投彈的錄像,觀察水平管子中射出水流的運動,觀察桌面上滾下的小球的運動,觀察水平拋出的紙團的運動。
第二步是區(qū)分類別,將值得一起研究的運動歸為一類。
2、對歸在一起的幾種運動進行分析,既找不同點,又尋相同點。例如不同點為:運動速度不同,物體大小和質量不同,下落高度不同,所受重力不同,所受空氣阻力不同等,相同點均為曲線運動,軌跡相似,初速度均水平。(滲透了多角度分析的思想方法)給出平拋運動的定義:
物體以一定的初速度沿水平方向拋出,不考慮空氣阻力,物體只在重力作用下所做的運動叫做平拋運動
3.平拋運動與自由落體,平拋運動與水平勻速運動,頻閃照片等。最后舍棄具體細節(jié)特征,概括形成反映平拋運動這一運動模型本質特征的表象。例如,雖然物體有大有小,重力有大有小,但重力加速度不變,雖然初速度有大有小,下落高度不同,這些可以影響軌跡的長短和形狀,但運動的性質仍然相同。
引導學生觀察,平拋運動是由水平方向和豎直方向兩個方向上的運動合成的,那就分別研究這兩個方向上的運動。
(1)從理論上猜想小球在豎直方向上的運動
師:物體運動和受力情況是聯(lián)系在一起的。
生:在豎直方向上只受到重力的作用.
師:想一下我們前面學過的運動形式有沒有只在重力作用下實現的?
生:做自由落體運動的物體只受重力的作用.
師:既然豎直方向上只受重力的作用,與物體做自由落體運動的條件相同,根據我們上節(jié)課學的分運動的獨立性原理知道,分運動在各自的方向上遵循各自的規(guī)律,我們能得出什么樣的結論呢?
生:平拋運動豎直方向上的分運動有可能是自由落體運動.
師:既然我們有了這樣的猜想,為了驗證它的正確性,我們來做下面這個實驗
由于平拋運動的小球在豎直方向上初速度為零,只受重力作用,應該做自由落體運動。
(2)實驗探究豎直方向上的運動
演示課本P55《實驗與探究——研究平拋運動》 如圖6.3—2所示,用小錘打擊彈簧金屬片,金屬片把A球沿水平方向拋出,同時A球被松開,自由下落.A、B兩球同時開始運動.
師:先來分析兩個小球做的分別是什么運動.
生:A球在金屬片的打擊下獲得水平初速度后只在重力作用下運動,所以做的是平拋運動.B球被松開后沒有任何初速度.且只受到重力的作用,因此做的是自由落體運動.
師:現在觀察兩球的運動情況,看兩球是否同時落地.
這個地方教給大家一個判斷兩球是否同時落地的小技巧.那就是不要用眼睛看.而是用耳朵聽.兩個小球落地后會不止蹦一下,我們只聽它們落地的第一聲響.如果我們只聽到一聲響,說明兩個小球同時落地,如果聽到兩個落地聲,說明兩個小球先后落地.在做實驗之前我們先來聽一下一個小球落地的聲音。
(拿兩個相同的小球,在不同高度下落,讓學生仔細聽其落地的聲音,再讓小球在相同高度下落,讓學生聽其落地聲音)
(演示如圖6.3—2所示的實驗)
師:A、B兩個小球從同一高度同時開始運動,又同時落地,這說明了什么問題啊?
生:這說明了A球在豎直方向上的分運動的情況和B球的運動情況是一樣的.B球做的是自由落體運動.
師:由這一次實驗我們就能下這樣的結論嗎?有可能我們設置的這個高度是一個特殊的高度,它正好滿足自由落體下落的時間和平拋運動時間相等呢?或者說因為我們打擊力度的原因,使A球獲得的初速度剛好滿足這一條件。
生:多次改變小球下落的高度與打擊的力度,重復這個實驗.
師:現在我們來改變高度和打擊力度重新來做這個實驗,來聽落地的聲音.
生:兩個小球仍然同時落地.
師:這說明了什么問題?
生:平拋運動在豎直方向上的分運動就是自由落體運動.
結論:平拋運動在豎直方向上的分運動是自由落體運動.(3)用頻閃照片加緊深學生對平拋運動的理解
給學生播放頻閃照片,讓學生更加清楚地認識到平拋運動的小球在豎直方向上的運動與自由落體小球的運動相同。
(4)從理論上分析小球在水平方向上的運動規(guī)律
師:研究完豎直方向上的運動,我們再來做平拋運動的物體在水平方向上的受力情況. 生:做平拋運動的物體只受重力作用,重力的方向是豎直向下的,所以物體在水平方向上不受力.
師:根據運動的獨立性我們知道水平方向上的運動不會受到豎直方向的運動影響.再根據牛頓第一定律我們能得出什么樣的結論啊?
生:根據牛頓第一定律我們知道,如果一個物體處于不受力或受力平衡狀態(tài),它將靜止或做勻速直線運動.在乎拋運動中,物體水平方向上不受力,并且水平方向上有一個初速度,所以物體在水平方向上應該是勻速直線運動.
(5)讓學生通過頻閃照片更加清晰地認識到小球在水平方向上是做勻速直線運動
相鄰兩個小球之間的時間間隔一樣,相鄰兩個小球之間的水平位移是一樣,說明了水平方向上的
得出結論:平拋運動可以分解為沿水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。
第四篇:高中物理《實驗 研究平拋運動》教學設計 新人教版必修2
物理必修二《5.4 實驗:研究平拋運動》教學設計(第二課時)
★教學目標
1.知道平拋運動可以分解成水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。2.設計實驗來驗證這個結論,加強感官印象,加深對平拋運動特點的理解。3.能夠設計實驗得到物體做平拋運動的軌跡,能夠對平拋運動軌跡進行研究得到結論。
4.能夠通過對平拋運動軌跡的研究計算平拋運動物體的初速度?!锝虒W重點
A.如何設計實驗。B.如何處理實驗數據。
C.通過實驗處理結果加深對平拋運動的理解
三、通過實驗獲得平拋運動軌跡 師:剛才的演示實驗中,我們進行的都是定性的觀察,如果要定量地對平拋運動進行研究,我們首先必須設法描繪物體做平拋運動的軌跡。師:為了獲得平拋運動的軌跡,我這里提供幾種方法供同學們自己選擇
方法1:用水流研究平拋物體的運動
如圖,倒置的飲料瓶內裝著水,瓶塞內插著兩根兩端開口的細管,其中一根彎成水平,且水平端加接一段更細的硬管作為噴嘴。水從噴嘴中射出,在空中形成彎曲的細水柱,它顯示了平拋運動的軌跡。設法把它描在背后的紙上就能進行分析處理了。
插入瓶中的另一根細管的作用,是保持從噴嘴射出水流的速度不變,使其不隨瓶內水面的下降而減小。這是因為該管上端與空氣相通,A處水的壓強始終等于大氣壓,不受瓶內水面高低的影響。因此,在水面降到A處以前的很長一段時間內,都可以得到穩(wěn)定的細水柱。
方法2:用數碼照相機或數碼攝像機記錄平拋運動的軌跡
數碼相機大多具有攝像功能,每秒鐘拍攝約15幀照片??梢杂盟臄z小球從水平桌面
飛出后做平拋運動的幾張連續(xù)照片。如果用數學課上畫函數圖象的方格黑板做背景,就可以根據照片上小球的位置在方格紙上畫出小球的軌跡。方法3:斜面、小槽、小球等實驗儀器(實驗室最常用的一種方法)實驗圖如下:
1、將平拋運動實驗器置于桌面,裝好平拋軌道,使軌道的拋射端處于水平位置。調節(jié)調平螺絲,觀察重垂線或氣泡水準,使面板處于豎直平面內,卡好定位板。
2、將描跡記錄紙襯墊一張復寫紙或打字蠟紙,緊貼記錄面板用壓紙板固定在面板上,使橫坐標x軸在水平方向上,縱坐標y軸沿豎直方向向下(若用白紙,可事先用鉛筆在紙上畫出x、y坐標軸線),并注意使坐標原點的位置在平拋物體(鋼球)的質心(即球心)離開軌道處。
3、把接球擋板拉到最上方一格的位置。
4、將定位板定在某一位置固定好。鋼球緊靠定位板釋放,球沿軌道向下運動,以一定的初速度由軌道的平直部分水平拋出。
5、下落的鋼球打在向面板傾斜的接球擋板上,同時在面板上留下一個印跡點。
6、再將接球擋板向下拉一格,重復上述操作方法,打出第二個印跡點,如此繼續(xù)下拉接球擋板,直至最低點,即可得到平拋的鋼球下落時的一系列跡點。
7、變更定位板的位置,即可改變鋼球平拋的初速度,按上述實驗操作方法,便可打出另一系列跡點。
8、取下記錄紙,將各次實驗所記錄的點分別用平滑曲線連接起來,即可得到以不同的初速度做平拋運動的軌跡圖線。如圖所示。
實驗注意事項:
(1)必須保證記錄面板處于豎直平面內,使平拋軌道的平面靠近板面。
(2)調節(jié)斜槽末端水平,使小球飛出時的速度是水平方向??蓪⑿∏蚍庞诖颂幷{節(jié)到小球不會左右滾動即可。
(3)貼坐標紙時,可以用重錘線幫助完成,使重錘線與坐標紙的一條線重合,則這條線就是縱坐標。
(4)坐標原點是斜槽末端處小球球心的位置。(5)每次從同一高度無初速釋放小球。
(6)選取軌跡上離原點較遠的點來測量x,y的值可減小誤差。描點時,應使視線與所描的點齊平。
第五篇:《平拋運動》教學案例1
《平拋運動》教學案例
一、教材分析
《平拋運動》是普通高中課程標準實驗物理教科書(必修2)第一章《拋體運動》第三節(jié)的內容,安排在高一上期物理(必修1)直線運動的規(guī)律和牛頓運動定律及《曲線運動》和《運動的合成與分解》這兩節(jié)內容之后,它既符合學生由易到難,由簡到繁的認識規(guī)律,又保持了知識的結構性、系統(tǒng)性。平拋運動作為高中階段研究的兩種典型曲線運動中的一種,它是學生第一次具體用所學過的知識來處理曲線運動,可以鞏固前面所學的知識,深化了分析解決曲線運動問題的方法——運動的合成與分解。這一節(jié)的有關內容及處理方法又常在后面的靜電場內容中應用。所以這節(jié)內容在教材中起到了承上啟下的作用。做好演示實驗和分析好頻閃照片是新課學習的關鍵。從實驗事實出發(fā),觀察現象初步分析、進行猜測、實驗研究得出規(guī)律、重復實驗鑒別結論、最終要追求統(tǒng)一。這是一條研究物理科學規(guī)律的一般方法,也是本課教學主線。
二、學生分析
1、高一學生認識事物的特點是:已經開始習慣抽象邏輯思維,但思維還常常與感性經驗直接相聯(lián)系,仍需具體形象的來支持。
2、學生在沒有學習本節(jié)知識之前,已經知道了牛頓運動定律、曲線運動、運動的合成與分解等概念和方法,但沒有親身體驗過如何來具體的研究曲線運動。
三、教學模式和教學方法的選定
為了讓學生能主動獲取知識、培養(yǎng)能力、學會學習和科研的方法,調動學生學習積極性,使學生獲得成就感,所以在觀察現象初步分析、猜測、實驗研究、推導規(guī)律階段都交給學生自主完成,因此在充分落實“雙基”教學和體現教師的主導作用和學生主體作用,使教學過程真正成為學生學習過程,使學生既學到知識,又培養(yǎng)探索能力的思想指導下,根據本節(jié)課特點,采用“三動”教學模式,模式結構如下:
全 動
互 動
“主動”發(fā)展
本節(jié)課的教學方法采用:實驗法、討論法、假設法。讓學生通過觀察實驗,同學之間相互討論,來體會是如何將一個復雜的運動——平拋運動等效為水平方向的勻速直線運動和豎直方向自由落體運動的合成的;培養(yǎng)學生的分析、推理、綜合能力,有效地突出重點。這樣做能很好地體現“三動”教學模式的特征,即“讓學生最大限度地參與到學習的全過程”,符合教師的主導作用和學生的主動性相結合的原則。
四、教學程序的設計
為達到上述教學目標,充分發(fā)揮學生的主體作用,最大限度地激發(fā)學生學習的主動性、自覺性,本節(jié)課教學程序設計如下:
五、教學程序具體安排
(一)啟發(fā)探究欲望
復習:
1、物體做曲線運動時如何確定物體的運動方向?
2、對于一個復雜的運動我們通常會如何處理?
〖這樣設計的目的是為了后面確定平拋運動中物體的速度方向的確定和如何研究平拋運動打下伏筆〗
引入:演示實驗[配合多媒體重復展示]
1、小粉筆頭沿水平桌面彈出
2、小球水平拋出
3、小車沿水平軌道拋出
請大家觀察上述3個現象中有哪些共同點?(由同學們互相討論或獨立思考完成)《生生互動》
學生討論總結:被拋出小球具有以下特點:1.水平拋出,2.拋出后的小球、小車、粉筆頭只受重力(空氣阻力很小可忽略)。3.運動軌跡必是曲線.由此給出:
1.平拋運動的概念:初速度沿水平方向拋出的物體在重力作用下的運動叫做平拋運動 2.物體做平拋運動的條件:①具有水平初速度 ② 只受重力作用 3.平拋運動的一個特點:是曲線運動 〖這樣設計的目的是為了① 這樣通過實驗使學生對平拋運動的研究產生了興趣,激發(fā)了求知欲望,并使學生的注意力很快指向本節(jié)課。② 培養(yǎng)學生的觀察、總結概括的能力 ③ 很自然的給出平拋運動的概念和物體做平拋運動的條件〗〖初步分析〗
(二)展開探究活動
1、提問:如何來研究平拋運動(學生在上述觀察和分析基礎上進行)〖猜測〗平拋物體的運動可能分解為:水平方向的勻速運動和豎直方向上的自由落體運動.2、師生共同對猜測進行〖實驗驗證性研究〗 觀察演示實驗:
⑴平拋、豎落軌跡演示器:平拋、豎落軌跡演示
⑴平拋、豎落軌跡演示器:平拋、豎落軌跡演示(課本圖1-3-3)
⑵平拋運動和自由落體運動的頻閃照片(課本圖1-3-4)[配合多媒體模擬展示] ① 由平拋、豎落軌跡演示器演示:平拋的小球與自由下落的小球同時落地。在高度一定的條件下,先后使平拋小球以大小不同的水平速度拋出(小錘打擊的力度不同)。學生觀察得出結論:在高度一定的條件下,平拋初速度大小不同,但運動時間相同。
② 在“平拋物體的閃光照片”上用鉛筆畫幾條豎直線和水平線,并且過小球的球心,用刻度尺測量這些小球之間的水平距離和豎直距離,再用學過的知識計算一下,得出在相等時間里前進的水平距離相等,可以證明平拋運動的水平分運動是勻速的。這說明豎直方向的運動也不影響水平方向的運動。
推理:平拋運動的時間與初速度大小無關,說明平拋運動的豎直分運動是自由落體運動。分析驗證:從課本所附圖1-3-4“平拋物體的閃光照片”上可以看出,同時開始自由下落和平拋的小球在同一時間下落相同的高度。
實驗表明,平拋運動在豎直方向上是自由落體運動,水平方向速度的大小并不影響平拋物體在豎直方向的運動。(在這里可以用假設法,歸納出平拋運動確實是兩個分運動的合成。)〖有許多老師會認為:書上的頻閃照片不直觀,又不容易在課堂上現場操作,所以就對實驗裝置做了很多的改進來演示平拋運動的兩個分運動的情況,如:磁力型平拋演示儀、能同時演示自由落體、勻直線運動、平拋運動的改進裝置等,但我認為這恰恰失去了一次很好的教育機會:當物理不能直接的給我們感官上足夠的信息時,我們應讓學生明白可以利用各種技術手段來彌補我們感官功能上的不足,從而培養(yǎng)新的研究方向的創(chuàng)新能力、猜想能力和歸納總結能力。所以我認為不應該舍本取末,且頻閃照片在自由落體運動中已經提過所以學生對此也不陌生。在教材中兩個地方出現頻閃照片,說明這是處理問題的一種很好的方法〗 提問:在頻閃照片中,如何畫出小球的象在照片中的運動軌跡? 〖這樣設計的目的是為了強化復雜物體運動軌跡的確定方法——描跡法,且為下面確定平拋運動的物體在任意時刻的速度方向埋下伏筆〗 引導學生自學探究:〖得出規(guī)律〗
明確:以拋出點為坐標原點,沿初速度方向為x軸正方向,豎直向下為y軸正方向。從拋出時開始計時,求時刻t質點的位置P(x,y),速度,加速度a,t時間內的位移s,如右圖所示?!歼@樣設計的目的是為了強化運動的合成與分解的方法,體現領悟、強化和激勵原則〗
(三)總結探究成果
這一環(huán)節(jié)的操作要點,以師生互動,生生互動為主。其目的是對學生掌握知識的情況進行反饋,對學生自學、討論態(tài)度和效果進行反饋,這一階段學生的認識將在教師的引導下,從感性認識向理性認識飛躍。
這樣做能真正把學生推到學習的主體地位上,讓學生最大限度地參與到學習的全過程。提高了學生自學能力和運用數學方法分析問題的能力。
x?v0t(1)
2y?12gt(2)
由于從拋出點開始計時,所以t時刻質點的坐標恰好等于時間t內質點的水平位移和豎直位移,因此(1)(2)兩式是平拋運動的位移公式。
①由(1)(2)兩式可在xOy平面描出任一時刻質點是平拋運動的位移公式。②求時間t內質點的位移,t時刻質點相對于拋出點的位移的大小 s?OP?x2?y2??v0t?2??12gt2?2
位移方向可用s與x軸正方向的夾角α,α滿足關系:
③由(1)(2)兩式消去t,可得軌跡方程,此式為拋物線方程,“拋物線”的名稱就是從物理來的。
平拋運動中的瞬時速度公式
t時刻質點的速度vt是由水平速度vx和豎直速度vy合成的。vx=v0 vy=gt vt的大小 vt?vx?vy22?v0??gt2?2
vt的方向可用vt與x軸正方向夾角β來表示,β滿足下述關系:
tan??vyvx?gtv0(在這一部分教學中,學生容易漏掉v、s的方向,在這里應強調矢量的方向性)
教育學生要進行〖重復實驗,鑒別結論〗〖追求統(tǒng)一〗
在科學發(fā)展中,只有當不同的研究者從重復實驗中得出相同結果時,科學結論得到鑒定,才能被公認為成立。在科學史上,凡是在某一具體領域得到物理規(guī)律,科學家總是要把它與己有的基礎理論進行比較研究。當得到平拋規(guī)律后,自己要想到它與牛頓運動定律的統(tǒng)一:水平方向F=0,a=0。勻速運動;豎直方向F=ma,a=g。自由落體運動,故平拋運動的加速度:a=g,即平拋運動是勻變速曲線運動。可見,平拋運動規(guī)律與牛頓運動定律是統(tǒng)一的。
(四)繼續(xù)深層次研究
歸納探究的完成,標志著本節(jié)課重、難點內容的突破,從學生的角度講,預示著平拋運動的特點和規(guī)律的初步領會和掌握,探究過程告一段落,但并不意味著探究工作的完結。緊接著的是發(fā)散探究的開始,這一階段實際上也就是應用、提高階段。教師要有預見性地挑選一些既有利于鞏固學生新的認知結構,又有利于開發(fā)學生創(chuàng)造性思維的訓練題。選題應根據教學內容因地制宜,既可以選擇一題多變的變式訓練,也可從“小”、“精”、“活”上下功夫,選擇形式多樣、適合學生參與探究的問題。訓練時應提倡學生先獨立思考,展開自主性探究,在探究遇到困難時才與其他同學討論。教師的主導作用在這時將充分地體現出來,要精心設計、提出如何使學生把探究工作引向深入的問題,為以后研究靜電場中帶電粒子的類平拋運動打下基礎。
因此我設計的發(fā)散探究問題如下:我們已經得出平拋運動是水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的合成,那么請你想一下,① 能否利用剛才的頻閃照片來進行定性的證明呢?②若該變小球的質量,其它條件不變,小球的軌跡如何?③ 若改變小球的水平初速度,其余量不變,則下落時間是否發(fā)生變化?水平射程是否發(fā)生變化?④ 若改變小球的下落高度,其余量不變,則下落時間是否發(fā)生變化?水平射程是否發(fā)生變化?⑤ 若是一顆洲際導彈在獲得了很大的水平速度后,關閉發(fā)動機,試問洲際導彈的運動是否當成是平拋運動 [這一部分深入研究能加深學生對平拋運動的分運動的獨立性和同時性的理解,及平拋運動條件的理解] 課堂練習:
1、鞏固演示(開闊眼界,拓展知識,培養(yǎng)想象能力)
(1)“飛車飛躍黃河”視頻和課件:布置課外作業(yè)(教材P12練習與評價)(2)“排球比賽”視頻和課件:布置課外探究活動(教材P12發(fā)展空間)
2、小結:突出教學的重難點
六、教學評價
1.“引入”是一個重要的教學環(huán)節(jié),對調動學生學習積極性、主動性和激發(fā)求知欲,都有不可估量的作用。從己知到未知,是一般的引入方法,話語應簡潔且具有啟發(fā)性?!镀綊佭\動》這節(jié)課所需的準備知識是:運動的合成、牛頓運動定律、物體做曲線運動的條件和直線運動的一些知識。所以,在引入時只需簡單幾句話就能達到激發(fā)學生求知欲的目標,使學生產生躍躍欲試的心理狀態(tài)。
2.做好演示實驗和分析好閃光照片是新課學習的關鍵。從實驗事實出發(fā),觀察現象初步分析、進行猜測、而后再實驗研究得出規(guī)律、之后還需重復實驗鑒別結論、最終要追求統(tǒng)一。這是一條研究物理科學規(guī)律的一般方法,也是本課教學主線。我成功的實現了這一點。
3.學生在教師的引導下,主動獲取知識、培養(yǎng)能力、學會學習和科研的方法。這既有利于調動學生學習積極性,也有利于使學生獲得成就感。所以本教學案例在觀察現象初步分析、猜測、實驗研究、推導規(guī)律階段都交給學生自主完成。
4.本節(jié)課的重點是掌握平拋運動的分解方法。要使學生能夠理解平拋運動為什么可以分解為水平方向的勻速運動和豎直方向的自由落體運動。教材己從理論和實驗兩方面提供了素材。因此,我們既要做好演示實驗和演示課件,還要注意理論上的簡單分析,這種理論分析我是在生生互動的討論過程中進行。