飞机投弹与平抛运动 教学设计 -2025-2026学年高一下学期物理沪科版必修第二册

«飞机投弹与平抛运动»教学设计 1、 课程基本信息 课程名称：飞机投弹与平抛运动 教学对象：高一学生 2、 学情分析 本节是沪科版《物理》必修2第五章第二节，平抛运动是本章的重点内容，这一节是对曲线运动基本研究方法进行的探讨，通过飞机投弹，引入平抛运动；通过伽利略研究平抛运动的物理学史，体验科学推理和数学方法在研究物理问题中的应用。本节课在这个教材中承担的是从直线到曲线的过渡，对运动的合成与分解知识具体问题的应用，对后面平抛、斜抛等曲线运动的学习及现实生活中实际问题的解决都有影响。 高一学生已经具备较好的物理实验能力、分析问题能力、归纳实验现象的能力；学生在上学期学习过直线运动规律，对直线运动的分析方法记忆犹新，当将运动从曲线转化为直线后，本节课的难点就得以化解。本节课通过简单的实验演示，引导学生认识平抛运动的初步特征，运用实验探究与理论相结合、小组讨论的方法，在本节教学中，要注意突出情境创设、学生活动，给学生充分的时间探究，讨论，引导学生利用已有知识分析实验获得新知识的能力，充分调动学生的思维，极大的激发学生的学习兴趣。 三、教学目标 物理观念： 1、认识平抛运动； 2、通过科学探究，理解平抛运动可以看作水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动，并且两者互不影响。 3、学习分析频闪照片的方法。 科学探究： 1、学习伽利略研究平抛运动的思想方法； 2．通过平抛运动的实验和分析论证，认识科学推理和数学分析方法在物理学研究上的意义。 科学态度与责任： 1、通过实验探究，让学生感受方法对物理研究的重要性，养成积极合作、大胆交流、虚心学习的良好品质，增强学生团结协作的意识。 2、培养学生认真严谨、实事求是的科学态度和探究创造、克服困难的心理品质。 四、教学重难点及处理 重点：认识平抛运动的特点，研究伽利略关于平抛运动的假设； 教学策略：创设情境，让学生观察、思考、讨论 难点：验证关于平抛运动的假设研究，分析平抛运动的频闪照片 教学策略：小组讨论，合作探究，得到平抛运动的规律 五、教学媒体与资源选择 多媒体动画演示，自制仪器演示平抛，平抛运动的频闪照片、投影仪、PPT课件。 五、课堂教学创新点 1、 以生活中的常见曲线运动图片引入曲线运动； 2、 用简单物品演示物理现象，体现生活处处有物理； 3、 以小组讨论、合作探究的方式，让利用现代手段重历伽利略的验证过程，体现出对物理过程与方法的重视。 4、 课堂进行废物利用，自制仪器，激发学生兴趣； 5、 引导学生克服困难，总结物理研究的基本方法； 6、 在伽利略思想的引导下，超越伽利略。 六、课程思政元素体现及切入点 课程中体现了辩证唯物主义教育和爱国主义教育，“实践是检验真理的唯一标准”，利用实验检验伽利略研究思想的正确，培养学生一发展的眼光，辩证的看待问题。 七、教学过程设计： § 导入新课 在我们生活的广阔空间里，物体在做着各种各样的机械运动，不但有直线运动，更普遍的则是曲线运动。 让学生观看一些生活常见图片，引入曲线运动的观念。 1、 导弹车倾斜射出的导弹 2、 从水面跃出的海豚 3、 天空中绽放的礼花，燃烧的颗粒 4、 篮球场上学生投出的篮球 那么，如何研究曲线运动呢？伽利略研究平抛运动走过的道路为我们指明了方向，这节课我们将以飞机投弹为背景沿着伽利略研究抛体运动时走过的道路，感受数学工具在研究物理问题中的作用。 §新课教学： 1、 从飞机投弹谈起 用模拟实验演示飞机投弹 思考问题： 1、 飞机抛下的炸弹有怎样的速度？受到哪些力的作用？ 2、 飞机沿水平方向飞行时，要使投下的“炸弹”准确地命中地面的目标，飞行员应在何处投弹？是在目标的正上方投弹还是在离目标有一定水平距离就投弹？ 用粉笔头从水平桌面飞出，学生可以用小橡皮自己感受橡皮的水平飞出 思考问题： 粉笔头有怎样的初速度？受到哪些力的作用？ 生：粉笔头获得水平的初速度，受到重力和空气阻力作用。 师：无论是炸弹还是粉笔头，受到的空气阻力都远远小于重力，这时的空气阻力可以忽略不计。这种将一个物体沿水平方向抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体所做的运动叫做平抛运动。 平抛运动的特点： 1、 具有水平初速度 2、 忽略空气阻力后，仅受重力。 小组讨论：引导学生分别在水平、竖直方向上研究物体运动 速度 受力 运动 水平方向 竖直方向 生1：水平方向，具有初速度，不受力，做匀速直线运动。 生2：竖直方向，初速度为零，仅受重力，做自由落体运动。 师：大家分析的非常好，伽利略也是这样分析的。 2、 伽利略的假设。 （回顾一下高一学过的伽利略的研究思想方法，让学生再次体会） 问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论 猜想：伟大的科学家伽利略将平抛运动运用二维运动的方法将其看作是水平的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动两个分运动的和运动： 并且认为他们之间互相不影响、互不干扰而且他们是同时进行的。 提问：我们应该如何验证匀速直线运动和自由落体运动呢？ 生1：匀速直线运动中，速度恒定，相等时间内通过的位移相等； 生2：自由落体中，速度与时间成正比，位移与时间平方成正比，即相等时间内通过位移之比为1:3:5:7:…… 师：利用数学方法做出物体平抛运动的运动轨迹 指导学生自己绘制平抛轨迹 用墨水演示平抛运动的轨迹（自制仪器） 3、 验证伽利略的假设 下面我们用实验验证伽利略的假设，（自制仪器现场演示） 用动画进行细节演示 1、 验证竖直方向，课本如图1-5两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向相当于自由落体运动 2、 验证水平方向，两球相撞，说明平抛运动在水平方向相当于匀速直线运动 让学生总结实验结论： 平抛运动在水平方向相当于匀速直线运动；竖直方向相当于自由落体运动。 超越伽利略： 分析论证：研究平抛运动的频闪照片 图1-6是以间隔s拍摄的频闪照片，A球做自由落体运动，B球做平抛运动。 A球 x/m 0 0 0 0 0 0 y/m 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 B球 x/m 0.0035 0.0035 0.0035 0.0035 0.0035 0.0035 y/m 小组讨论问题： 1、 频闪照片上小球的轨迹跟伽利略用几何方法得到的轨迹是否一致？ 生：频闪照片上B球的轨迹与伽利略用几何方法得到的轨迹相似。 2、 伽利略假设平抛运动在水平方向应是匀速直线运动，即小球在相同的时间内通过的位移应相等，你的测量结果如何？ 生：在测量误差范围内，B球在水平方向相同时间内位移相同，是匀速运动。与伽利略的假设相符合。 3、 伽利略假设平抛运动在竖直方向应是自由落体运动，即小球通过的位移应与时间的二次方成正比，你的测量结果如何？ 生：B球与做自由落体运动的A球，在相同时刻几乎位于同一水平线上；在测量误差范围内，B球在竖直方向上的相同时间内（1/30）s的位移约是1：3：5···，即位移与时间二次方成正比，这说明B球在竖直方向做自由落体运动。 4、 通过实验验证和分析论证，你得到了什么结论？ 生：频闪照片的分析证明平抛运动的水平方向的运动与竖直方向的运动互不影响，实验比较精确地证明了伽利略关于平抛运动的假设。 5、总结伽利略的研究思想，得到曲线运动的一般研究方法？ 生：伽利略对平抛运动的研究思想是“化曲为直”，研究方法是将较复杂的曲线运动分解到水平、竖直两个方向上，然后对较简单的直线运动进行研究。 回到课程开始时提出的问题： 飞机沿水平方向飞行时，要使投下的“炸弹”准确地命中地面的目标，飞行员应在何处投弹？是在目标的正上方投弹还是在离目标有一定水平距离就投弹？ 生：飞机沿水平方向飞行时，要使投下的“炸弹”准确地命中地面的目标，应在离目标有一定水平距离时就投弹，且相距距离与飞机高度和飞机飞行速度大小有关。 知识巩固： 一架飞机水平匀速飞行，从飞机上每隔1秒释放一个铁球，先后释放4个，若不计空气阻力，则4个球（ ） A、在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是等间距的 B、在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点不是等间距的 C、在空中任何时刻总在飞机的正下方排成竖直的直线，它们的落地点是等间距的 D、在空中任何时刻总在飞机的正下方排成竖直的直线，它们的落地点是不等间距的 解析：用动画直观演示飞机投弹过程。 9、 课件及板书设计 飞机投弹与平抛运动 1、 平抛运动 1、 定义： 2、特点：①具有水平初速度 ②忽略空气阻力后，仅受重力。 2、 伽利略的研究方法 问题→平抛假设→数学分析→实验验证→得出结论 水平方向：匀速直线运动 平抛运动 竖直方向：自由落体运动 课件附后 10、 教学评价与反思 本节课是学生学习曲线运动的开篇，重在渗透研究曲线运动的思想方法，我认为成功之处在于：1、教学中采用小组合作讨论的形式，是学生有更多的展示机会，同时也暴露了存在的问题，通过纠正，使其他学生能够引以为戒，效果良好。2、通过电脑动画，让学生充分感知平抛运动在水平和竖直方向上的分运动特点，激发了学生的学习兴趣，同时也培养了学生的科学探究精神。3、学生通过参与获得成就感，再加上教师的及时鼓励，让学生体会到了学习物理的兴趣，提升了学生学习的热情。4、课堂提问其实也是目标的检测，通过反馈补救法完善学生的知识掌握度，同时大家也能踊跃参与其中，收到了几家的效果。 不足之处： 1、 新课引入部分不够精彩，我是以图片形式引入的，如果以视频效果引入，会更有视觉冲击力； 2、 本节课由教师操作墨水的平抛轨迹，如果能让学生参与制作和实验会更好； 3、 学生对分运动的彼此相互独立性理解不够透彻，有待进一步强化，提高学生的认知水平。 4、 教学语言不够简练，粉笔字书写等都有带提高。 通过以上分析，总结成功的经验，吸取失败的教训。为下一节课有针对性的完善学生的知识体系做好准备，也为后面进一步学习曲线运动打下坚实的基础。 另外，这次实验探究与信息技术结合有效应用于物理教学实践的探究是成功的，让我深深体会到信息技术运用到物理课堂的优越性和必然性，在以后的课堂中我一定会继续探索。 学科网（北京）股份有限公司 $