平抛运动

课题：平抛物体的运动
目标
知识与技能 （1）认识平抛物体的运动特点。
（2）通过演示实验整理出平抛运动的规律。
过程与方法 （1）运用自制平抛实验仪做实验，使学生经历平抛物体的运动如何分解为匀速直线运动和自由落体运动的过程。
（2）在进行实验探究的过程中，了解科学探究的方法。
情感态度 （1）用输液器、输液瓶、球针和自制玻璃箱进行实验，增加学
与价值观 生对物理学的亲切感，同时培养学生“利废环保”的意识。
（2）运用平抛运动的知识轰炸敌船，增强学生将科学服务于人类社会的责任感和使命感。
重难点
重点：运用运动合成与分解的方法来探究平抛运动的规律。
难点：通过实验探索分析并归纳出平抛运动的规律。
教学用具
自制平抛实验仪（考虑到空气阻力对实验的影响，安装一阀门可以对玻璃箱进行真空处理）、多媒体课件（飞行员投弹轰炸敌船的实战模拟演练）
教学用书
人教版全日制普通高级中学教科书（必修）第一册
设计思想
整个教学过程始终把学生放在主体地位，积极营造学生动手实践、自主探究、合作交流的教学情景。挖掘“平抛运动”知识载体所蕴藏的思想方法，为了实现上述教学目标，基于建构主义理论，巧妙的设计了四个活动，分解整体目标为活动目标，让学生通过实际操作、观察现象、感知现象，从而发现问题，提出问题，再通过相互讨论、交流探索获取平抛运动知识的真谛。同时以中学的教学思想为导引，以自制平抛实验仪为起点，突破教学难点。让学生在活动的过程中学到科学研究的方法和提高学习的能力，体验成功的愉悦，激发学生树立大胆猜想、小心求证的思想，让本节课在观察、实验、分析、分享的过程中实现新课程所倡导的新理念、新方法、新思想。
教学过程
活动一 请学生当飞行员轰炸敌船
目标: 认识平抛物体的运动特点
时间: 5分钟
过程:
1. 出示课件
只见屏幕上一艘敌船停在海面上，左边远处传来轰隆隆的声音，一架轰炸机从屏幕左上方飞来，并连续向敌船投弹。借此情景让学生观察水平抛出炸弹的运动特点。
2. 引导学生回答炸弹的运动特点
① 具有水平方向的初速度。
② 忽略空气阻力，只受重力。
③ 运动的轨迹是曲线。
3. 引出课题
我们把这一类型的曲线运动叫做平抛运动，板书平抛运动的概念。接着设问怎样才能炸中敌船，创设情景，设置悬念，激活学生的思维点，使之处于活跃的状态。
活动二 说猜想 验猜想
目标: ① 通过演示实验整理出平抛物体的运动规律。
② 运用自制平抛实验仪做实验，使学生经历平抛运动如何分解为匀速直线运动和自由落体运动的过程。
③ 在进行实验探究的过程中，了解科学探究的方法。
时间: 25分钟
过程:
1. 提出问题
平抛运动是一种曲线运动，我们知道研究曲线运动的方法是运动的合成与分解。那么平抛运动又该怎么分解呢？
2. 猜想与假设
根据学生现有的知识从理论上推断出平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
3. 设计实验
【实验目的】
① 验证平抛运动可以分解为水平和竖直方向的两个分运动。
② 形象直观地展现平抛运动的轨迹。
③ 利用生活中的废料组装实验仪器，间接培养学生“利废环保”的意识，拉近物理与生活的距离。
【实验简介】
器材：输液瓶、输液器、铁架台，自制玻璃箱（40cm×30cm×4cm，前表面贴有水平和竖直方向的刻度尺，左上角水平固定一球针使水水平喷出，右下角安装一阀门用于排水和抽气）见图1
设计意图：即将作为祖国西北贫困地区学校的老师，我认为应该有效挖掘身边的课程资源，利用现有教学仪器及日常用具设计、组装教具，努力开发出大量实验，以弥补实验条件的不足。用自制教具做实验可以带给学生亲切感，拉近物理与生活的距离，对学生和教师的创新能力也是一种提高。本节课的教学重点在于让学生观察到平抛物体的运动轨迹，对其运动规律有一个更直观的认识，为此我选
图1自制平抛实验仪 择了质量连续分布的液体进行实验。
4. 进行实验
①将输液管一端与玻璃箱左上角的球针连接。
② 控制输液管上的流量调节器，使水从针口喷出，此时的持续水流即可认为是平抛运动的轨迹。
③ 用水彩笔在玻璃箱的前表面上画出平
抛运动的轨迹.。如图2
④ 学生分组实验得出平抛运动的轨迹。
5. 收集证据
要求学生在轨迹上取三点 、 、 ，水平间距相等（ = = ），并读出这三点对应在竖直方向的间距，然后提交实验数据，用 、 、 来表示。把实验数据用表格的形式展现在屏幕上（如表格）。引导学生在不同的数据中总结归纳出共同的规律： : : =1:1:1
: : =1:3:5
6. 验证猜想
大量实验得出当水平方向满足 : : =1:1:1时，竖直方向就满足 ： : =1:3:5的结果，匀速直线运动和自由落体运动的规律能够解释这一实验结果。所以平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，猜想与实验结果达到了统一。（板书平抛运动可以分解为水平和竖直方向的两个分运动并强调两个分运动的等时性，独立性。）
活动三 看课件 想问题
目标: ① 得出作平抛运动的物体在任意时刻的速度和位移。
② 求出平抛运动的轨迹方程。
时间: 10分钟
过程:
1. 先分解后合成
【课件】屏幕上显示一个小球从 点水平抛出运动到 点，问：小球到 点时的速度和位移？
我们将平抛运动进行分解仅仅是一种手段，最终目的是要得到平抛运动的物体在任意时刻的速度和位移，这就要求我们将两个分运动进行合成。根据矢量的合成法则，得到 ，方向是过 点且沿轨迹的切线方向； ，方向由 点指向 点。（如图3）
2. 看轨迹，求方程
①运用数学工具
在初中数学中已经学过，直角坐标系中的一条曲线可以用包含 、 两个变量的关系式来描述，从 和 中消去 得到 ，这是二次函数 ，图像是一条抛物线，抛物线的名称就是由此得到的。
②利用Excel软件结合活动二中得到的实验数据求出抛物线的方程。
（教学过程中视情况而定，如果学生的计算机基础知识扎实，就用第二种方法，反之就用第一种方法。）
活动四 试一试 说一说
目标: 运用平抛运动的知识成功轰炸敌船，增强学生将科学服务于人类社会的责任感和使命感。
时间: 5分钟
过程:
1. 运用本节课所学知识轰炸敌船
【课件】模拟飞行员轰炸敌船，飞机的飞行高度和速度可以由扮演飞行员角色的学生自己控制，鼠标单击“起飞”按钮飞机将会在指定的高度水平飞行，单击“投弹”按钮开始投弹。（如图4）
请两位学生扮演飞行员和指挥官的角色，当飞行员报告出飞行高度和速度后，全体学生计算飞机投 图4 实战模拟演练轰炸敌船
弹的位置，请最先计算出结果的学生当指挥官下达“起飞”和“投弹”命令并开始实战模拟演练。
2. 说一说
邀请这两位学生给大家谈谈刚才合作轰炸敌船的战况，并简要介绍判断投弹位置的方法。给予掌声鼓励！最后要求全体学生根据飞行员指定的高度和速度计算炸弹击中敌船时炸弹的速度和位移。
小结本课 布置作业
纵览本节课的全局不难发现所谓的平抛运动其实就是我们以前所学的最基本的匀速直线运动和自由落体运动的合成。同时强调运动的合成与分解是研究曲线运动的“法宝”。
短周期作业：独立完成课后练习三。
长周期作业：学生自由组合每四人一组，运用本节课探究平抛运动的思想方法设计实验方案，探究斜下抛运动的特点和规律，要求组长在下周提交实验方案。
板书设计

平抛运动
一、特点
①只具有水平方向的初速度

②忽略空气阻力、只受重力


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