高中物理人教版 (2019)必修第二冊3 實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)集體備課教學(xué)設(shè)計(jì)-教案下載-教習(xí)網(wǎng)

2.2.2 通過實(shí)驗(yàn)，探究并認(rèn)識平拋運(yùn)動的規(guī)律。會用運(yùn)動合成與分解的方法分析平拋運(yùn)動。體會將復(fù)雜運(yùn)動分解為簡單運(yùn)動的物理思想。能分析生產(chǎn)生活中的拋體運(yùn)動。
本條目明確提出要通過實(shí)驗(yàn)探究平拋運(yùn)動的規(guī)律，重點(diǎn)是學(xué)會用運(yùn)動合成與分解的方法分析平拋運(yùn)動，體會其中蘊(yùn)含的化繁為簡的物理思想。本條目要求學(xué)生能理論聯(lián)系實(shí)際分析日常生活中的拋體運(yùn)動，例如飛機(jī)投放救災(zāi)物資等。
【教學(xué)目標(biāo)】
【課前預(yù)習(xí)】
認(rèn)真閱讀教材P10-P13
【課堂探究】
情景體驗(yàn)
在投籃運(yùn)動中，籃球的運(yùn)動軌跡如圖所示，類似于拋物線，而籃球在離開手之后只受重力作用(忽略空氣阻力的影響),這種運(yùn)動叫作什么運(yùn)動?
這種運(yùn)動叫作拋體運(yùn)動，若沿水平方向拋出籃球，則籃球的運(yùn)動為平拋運(yùn)動。
實(shí)驗(yàn)探究
（一）實(shí)驗(yàn)思路
(1)提出問題：平拋運(yùn)動是曲線運(yùn)動，速度和位移的大小和方向時刻在發(fā)生變化。怎么研究這個復(fù)雜的曲線運(yùn)動呢？我們可以將復(fù)雜的曲線運(yùn)動分解為兩個簡單的直線運(yùn)動（描繪出運(yùn)動軌跡）。
(2)科學(xué)猜想：由于物體是沿水平方向拋出的，在運(yùn)動過程中只受重力作用。因此平拋運(yùn)動可能是水平方向和豎直方向分運(yùn)動的合成。那么只要研究出這兩個分運(yùn)動的特點(diǎn)，平拋運(yùn)動的規(guī)律就清楚了。
（二）實(shí)驗(yàn)方案
方案一：頻閃照相法
對頻閃照片的分析（學(xué)導(dǎo)P9）
如圖甲所示是一個小球做平拋運(yùn)動時的頻閃照片。選第一個小球球心為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，每3個小球(不計(jì)初始位置的球)取1個球測量相對應(yīng)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，如圖乙所示。根據(jù)頻閃照相的特點(diǎn)可知，若頻閃周期為T，則每相鄰兩球的時間間隔相等，都是T，即圖中OA、AB、BC對應(yīng)的時間間隔就是3T。
方案二：分步法探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)（對比實(shí)驗(yàn)法）
①探究平拋運(yùn)動豎直分運(yùn)動的特點(diǎn)
②探究平拋運(yùn)動水平分運(yùn)動的特點(diǎn)
觀察結(jié)果：①不管小鋼球距地面的高度多高，也不管小錘擊打金屬片的力度多大，兩小鋼球每次都是同時落地的。②不管C、D的高度(始終有AC=BD)多高，也不管弧形軌道M的高度怎樣變化，P、Q兩小鋼球總是發(fā)生碰撞。
得出結(jié)論：①做平拋運(yùn)動的小鋼球在豎直方向上的分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動。②做平拋運(yùn)動的小鋼球在水平方向上的分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動.
特別提醒：1.斜槽調(diào)整:實(shí)驗(yàn)中必須調(diào)整斜槽末端水平，將鋼球放在斜槽末端水平部分,若小球保持靜止，則說明斜槽末端水平。
2.平板固定:平板必須處于豎直平面內(nèi)，固定時要用重垂線檢查平板是否豎直。
3.鋼球釋放:(1)鋼球每次必須從斜槽上同一位置由靜止開始自由滾下。(2)鋼球開始滾下的位置高度要適中,以使鋼球做平拋運(yùn)動的軌跡由白紙的左上角一直到達(dá)右下角為宜。
4.坐標(biāo)原點(diǎn):坐標(biāo)原點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是鋼球出槽口時球心在木板上的投影點(diǎn)。
練習(xí)鞏固：教材課后題P13 第1、2題
【板書設(shè)計(jì)】
實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)（第二課時）
《新課程編寫說明》
第3節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)——注重問題導(dǎo)向，促進(jìn)學(xué)生自主思考，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)開放性
新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)通過實(shí)驗(yàn)探究并認(rèn)識平拋運(yùn)動的規(guī)律，并將該實(shí)驗(yàn)列為學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)。新教材將探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)置于理論推導(dǎo)之前，單獨(dú)作為第3節(jié)，目的在于切實(shí)增強(qiáng)學(xué)生的探究能力。實(shí)驗(yàn)思路圍繞運(yùn)動的合成與分解展開，考慮到學(xué)生通過之前的探究實(shí)驗(yàn)已經(jīng)具備了一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，因此，在?shí)驗(yàn)方案中，教材將實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵步驟變成“問題串”。引導(dǎo)學(xué)生自主作出猜想、確定要測量的物理量、如何減小實(shí)驗(yàn)誤差等，不再給出實(shí)驗(yàn)的具體細(xì)節(jié)和步驟，這樣的設(shè)計(jì)能夠真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主思考、自主探究的目的。
本實(shí)驗(yàn)有兩個方案，第一個方案是以頻閃照相的方法研究平拋運(yùn)動、優(yōu)點(diǎn)在于能夠直接觀察物體的運(yùn)動軌跡，便于學(xué)生獲得直觀的認(rèn)識，并可在照片中建立坐標(biāo)系研究位移、速度與時間的關(guān)系。該方案的研究方法更加普遍，與根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶研究小車運(yùn)動情況在本質(zhì)上是一致的，學(xué)生在已有知識的基礎(chǔ)上較為容易地自主展開探究活動。方案二則是先研究豎直方向的分運(yùn)動，然后研究水平方向的分運(yùn)動，實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)上更加巧妙，注重實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和操控，體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化和等效的思想。是鍛煉學(xué)生科學(xué)思維的良好機(jī)會。雖然教材給出了參考案例，但在討論階段并不一定拘泥于此。例如，教材在正文中提出“是否需要獲取物體做平拋運(yùn)動的軌跡?”的問題，參考案例和習(xí)題當(dāng)中的實(shí)驗(yàn)裝置給出了不同的答案(圖4)，關(guān)鍵是要激發(fā)學(xué)生的思考，培養(yǎng)學(xué)生的遷移創(chuàng)新能力，檢驗(yàn)學(xué)生是否具備獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置的能力。
此外，該節(jié)最后還設(shè)計(jì)了“拓展學(xué)習(xí)”欄目，即利用傳感器和計(jì)算機(jī)等數(shù)字實(shí)驗(yàn)設(shè)備探究平拋運(yùn)動，供有條件的學(xué)校和學(xué)生參考。
【教學(xué)目標(biāo)】
【課前預(yù)習(xí)】
完成課堂訓(xùn)練（第三節(jié)）
【課堂探究】
一、學(xué)生實(shí)驗(yàn)
分組實(shí)驗(yàn)（30個小組）物理實(shí)驗(yàn)室3、4
（一）實(shí)驗(yàn)原理與操作：學(xué)習(xí)指導(dǎo)P9
（二）數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理的三點(diǎn)提醒
(1)鋼球拋出點(diǎn)的位置必須記錄準(zhǔn)確，并且將該位置作為坐標(biāo)原點(diǎn)。
(2)豎直線(y軸方向)要用重垂線來確定。
(3)選取研究的點(diǎn)時保證各點(diǎn)的水平距離相等。
（三）誤差分析：1.斜槽末端沒有調(diào)整至水平，鋼球離開斜槽后不做平拋運(yùn)動。
2.鋼球做平拋運(yùn)動的起點(diǎn)記錄有誤。
3.鋼球運(yùn)動軌跡連接不準(zhǔn)確。
4.相等時間間隔測量不準(zhǔn)確
（四）注意事項(xiàng)：1實(shí)驗(yàn)操作的三點(diǎn)提醒
(1)保證斜槽末端水平。
(2)保證鋼球每次從同一位置由靜止釋放。
(3)實(shí)驗(yàn)過程中背板上的白紙不能移動，且鋼球在運(yùn)動過程中與背板上的白紙不能接觸。
?特別注意：軌道的粗糙程度對該實(shí)驗(yàn)沒有影響，由于每次小球從同一高度由靜止?jié)L下，所受摩擦力相同，到達(dá)槽口時的速度相同，因此軌跡依然重合，不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
二、課堂練習(xí)
學(xué)習(xí)指導(dǎo)P10 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)技能 · 注重綜合性典例1、2
三、作業(yè)布置
1.教材課后題P13第3、4題
2.學(xué)習(xí)指導(dǎo)P10發(fā)展創(chuàng)新思維· 注重創(chuàng)新性1、2
【板書設(shè)計(jì)】（一）實(shí)驗(yàn)原理與操作
（二）數(shù)據(jù)處理
（三）誤差分析
（四）注意事項(xiàng)
主題探究
素養(yǎng)提升
結(jié)合生活實(shí)例認(rèn)識拋體運(yùn)動
通過觀察頻閃照片，分析、猜想平拋運(yùn)動是水平和豎直兩個方向分運(yùn)動的合運(yùn)動。
探究平拋運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)思路和具體實(shí)驗(yàn)方案
通過對測量數(shù)據(jù)的分析和計(jì)算，探究平拋運(yùn)動水平方向和豎直方向分運(yùn)動的特點(diǎn)和規(guī)律。
主題探究
素養(yǎng)提升
用實(shí)驗(yàn)的方法描出平拋運(yùn)動的軌跡，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)技能
通過獲得位置的方法確定多個點(diǎn)，描繪平拋運(yùn)
動的軌跡。
探究平拋運(yùn)動水平方向和豎直方向分運(yùn)動的特點(diǎn)
通過對測量數(shù)據(jù)的分析和計(jì)算，探究平拋運(yùn)動水平方向和豎直方向分運(yùn)動的特點(diǎn)和規(guī)律。

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