5.3 实验：探究平抛运动的特点（教学设计）-【上好课】高一物理同步高效课堂（人教版2019必修第二册）

第3节　实验：探究平抛运动的特点 教学设计 备课人 学科 物理 课题 5.3实验：探究平抛运动的特点 教学内容分析 本节是整章教学的第3节，是前一节运动合成与分解方法的实际应用。学生通过前一节的学习，已知道可以从分运动的特点切入去认识曲线运动。本节以平抛运动为例，以实验方式展开探究，获得平抛运动特点。既为学生学习平抛运动规律作好铺垫，又可帮助学生加深对所学运动合成与分解方法的理解。 教材中介绍了两种方案。方案一是用频闪照相或者录制视频的方法，记录物体在不同时刻的位置，得到类似教材图5.3-1所示的照片。以小球球心作为小球位置，分别将不同位置的小球球心投影到水平方向和竖直方向的坐标轴上。考虑到频闪(截屏)时间间隔相等，根据相邻时间间隔内水平方向的位移相同，可判断水平方向是匀速运动;根据相邻时间间隔内竖直方向增加的位移相同，可判断竖直方向是匀加速运动。 方案一虽然较为方便和容易理解，但对于坤培养学生的实验素养来说，方案二具有独特的价值。方案二比方案一更注重实验设计，更具有转化思想，更重视实验条件的控制和实验操作。 学情分析 从知识层面上，学生已学习过运动的合成与分解，通过探究平抛运动的特点，利用运动的合成与分解思想将平抛运动分解为水平方向上的直线运动和竖直方向的直线运动两个分运动的合运动，通过设计实验，探究两个分运动的特点。学生喜欢物理实验，热爱动手操作，要让学生分组进行实验设计，确定实验方案，通过亲自动手操作、观察现象、分析现象，交流评论和得出结论，实现科学探究物理核心素养在教学中的落实。 教学目标 1.会用实验的方法研究平抛运动的两个分运动。 2.学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹。 3.通过实验，掌握平抛运动轨迹的获取过程和方法。 教学 重难点 1.明确平抛运动的研究方法，学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹。（重点） 2.能够设计实验方案，掌握平抛运动轨迹的获取过程和方法。（重点难点） 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 观察与思考： (1)观察下面几项运动，标枪、篮球和铅球投掷出后时，运动有什么共同的特点吗？ (2)如果忽略空气阻力的影响，那么标枪、篮球和铅球的受力又有什么样的共同特点？ (3)观察下面三幅突变，箭、货物和飞镖投掷出后时，运动有什么共同的特点吗？ (4)如果忽略空气阻力的影响，那么箭、货物和飞镖的受力又有什么样的共同特点？ 学生观看思考运动特点和受力特点 学生观看思考运动特点和受力特点 让学生明确抛体运动的特点 让学生明确平抛体运动的特点 讲授新课 一、抛体运动和平抛运动 1．抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用，这时的运动叫作抛体运动。 2．平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动就叫作平抛运动。 ①条件: 初速度沿水平方向；忽略空气阻力，只受重力。 ②性质：匀变速曲线运动 二、实验思路 思考与讨论： (1)平抛运动的轨迹是曲线，比较复杂。目前我们比较熟悉的直线运动，根据我们已经学习的运动合成与分解的知识，我们是否将平抛运动也加以分解，并且分解为两个较为简单的直线运动呢？ (2)根据平抛运动速度特点和受力特点，你认为分解为哪两个方向的分运动比较合适？ (3)根据你的判断和分析，你认为你刚刚分解的这两个方向上，物体分别做什么样的运动？ 【要点总结】 1.研究方法：(1)建立平面直角坐标系；(2)化曲为直，将运动进行分解。 2.分解方向：水平方向和竖直方向分解平抛运动 3.理论猜想： 初速度 受力情况 运动情况 水平方向 v0 不受力 匀速直线运动 竖直方向 0 G 自由落体运动 思考与讨论: (1)我们如何研究平抛运动的思路我们清楚了，那么我们如何在水平方向和竖直方向上去验证我们对平抛运动的猜想呢？ (2)你是否可以设计一个实验方案来实现这个目的？说一说你的实验方案和大家分享一下。 三、进行实验 方案一：频闪照相 观看视频，回答以下问题： 1.现象分析： (1)在水平方向上，平抛运动在通过相等的时间内前进的距离相同，即水平方向上的运动是匀速直线运动。 (2)在竖直方向上，两球运动经过相等的时间，下落相同的高度，即在竖直方向上的运动是相同的，都是自由落体运动。 2.建系与数据测量： (1)以抛出点小球球心位置为坐标原点，建直角坐标系。 (2)数据测量和记录 运动点迹 横坐标 纵坐标 A B C D E 思考与讨论： (1)通过测量数据是否可以验证物体所做平抛运动的轨迹是抛物线？ (2)根据平抛运动水平方向和竖直方向的运动特点，由x=v0t和两个方程，是否可以推导出相应的抛物线方程？试试看，如果可以，说明了什