1.3 探究平抛运动的特点 教学设计 -2025-2026学年高一下学期物理教科版必修第二册

该高中物理教学设计聚焦“探究平抛运动的特点”，以滑翔机抛礼物实景情境导入，承接运动的合成与分解知识，通过传统轨道实验手动描绘轨迹和二维传感器数字化采集坐标，分析平抛运动水平匀速、竖直自由落体的分运动特点，为下一节定量推导公式提供实验支撑。 该资料亮点在于融合传统与数字化实验，以生活情境质疑引入、模型抽象、分组实验探究、图像对比归纳的教学方法，培养学生科学探究与科学思维能力。如分组规范操作轨道实验减小误差，数字化传感器采集坐标对比不同初速度轨迹，帮助学生建立平抛运动物理观念，为教师提供完整可操作的探究教学链条。

教学设计 课程名称 探究平抛运动的特点 选用教材 高中物理教科版必修二 教学章节 第一章第三节 授课对象 高一学生 授课类型 新授课 授课学时 1课时（45分钟） 一、教学内容分析 本节课是平抛运动规律探究核心实验课，承接运动的合成与分解矢量运算工具，从生活滑翔机投放物品情境提出疑问，提炼平抛运动标准定义；重点安排两类实验：传统轨道定位法手动描绘平抛轨迹、二维运动传感器数字化采集轨迹坐标；通过轨迹图像直观拆分水平、竖直两个分运动，猜想水平匀速、竖直自由下落；区分不同初速度平抛轨迹形态差异，建立 “生活实例定义平抛→手动实验描绘轨迹→数字化实验采集坐标→拆分两分运动猜想规律” 完整探究链条，下一节定量推导平抛公式提供实验事实支撑。 二、学情分析 1. 知识基础 学生掌握曲线运动条件、运动合成与分解平行四边形定则、自由落体运动规律、匀速直线运动特点；能独立完成受力分析、矢量正交分解，但没有实验手段直观拆分平抛两个分运动；不清楚平抛运动水平、竖直分运动各自遵循的直线运动规律。 2. 能力基础 学生会操作基础力学轨道实验、描点连线作图，但实验操作容易出现轨道不水平、小球释放高度不统一的误差；不会从离散轨迹坐标点定量分析两分运动位移规律；缺少数字化传感器实验数据读取、图像分析能力。 3. 思维基础 学生存在多处顽固认知误区：平抛物体下落过程有水平推力维持向前运动；平抛速度越来越大，水平分速度也不断增大；初速度越大，下落总时间越长；平抛运动合运动轨迹是直线。 三、教学目标 1. 物理观念 建立平抛运动完整物理观念：物体以水平初速度抛出，只受重力、忽略空气阻力的运动为平抛运动；平抛可正交分解为水平、竖直两个独立分运动；水平方向不受外力，做匀速直线运动；竖直方向只受重力，做自由落体运动；平抛轨迹为抛物线，初速度仅影响水平射程，不改变下落总时间。 2. 科学思维 依托滑翔机抛礼物实景图建立生活质疑思维；借助桌面小球平抛示意图建立平抛模型抽象思维；利用传统平抛轨迹实验装置图建立手动描点实验归纳思维；结合多初速度平抛轨迹坐标图建立图像对比辩证思维，实现生活现象质疑、模型定义抽象、传统实验采集轨迹、图像对比猜想分运动规律完整链条思维训练。 3. 科学探究 观察滑翔机投放礼物现象，提炼平抛运动定义；操作轨道定位实验，规范操作减小误差、描出平滑平抛轨迹；利用二维传感器采集轨迹坐标，读取横纵坐标数据；对比不同初速度轨迹，猜想两分运动运动性质；完整经历 “生活情境提出问题→明确平抛定义→传统手动实验描绘轨迹→数字化实验采集坐标→图像分析猜想分运动规律” 标准化探究流程。 4. 科学态度与责任 航空物资投放、体育投掷项目都属于平抛运动，飞行器空投、球类训练都需要依靠平抛轨迹规律测算；轨道实验要求调平轨道、同一高度释放小球，数字化实验规范采集数据，培养如实记录、减小系统误差的严谨实验习惯；航空空投、体育竞技依靠平抛实验规律优化方案，体现物理实验探究成果服务航空、民生体育领域的实用价值。 四、教学重难点 重点 平抛运动标准定义，受力与初速度条件 描绘平抛轨迹的传统轨道实验操作规范 平抛两分运动猜想：水平匀速直线、竖直自由落体 难点 轨道实验误差控制，平滑连接轨迹点 从离散轨迹坐标点分析水平、竖直分运动位移规律 五、教学方法 生活情境质疑引入法：滑翔机投放礼物实景抛出落点疑问； 模型定义讲授法：桌面小球示意图提炼平抛运动严格定义； 分组动手实验探究法：轨道定位装置分组描绘平抛轨迹； 数字化演示实验法：二维运动传感器实时输出轨迹坐标； 图像对比归纳法：多初速度轨迹图对比，归纳分运动猜想。 六、教学资源 教科版必修第二册物理课本；滑翔机抛礼物实景图、桌面小球平抛示意图、传统平抛轨迹实验装置图、多初速度平抛轨迹坐标图；平抛轨道、钢球、定位挡板、白纸、重垂线；二维超声红外运动传感器、计算机；轨迹描点记录表格；多媒体课件、黑板、小组实验草稿纸。 七、教学设计 教学环节 教师活动 学生活动 环节一 滑翔机实景导入，给出平抛运动定义（7 分钟） · 展示滑翔机抛礼物实景图 · 抛出思考问题：滑翔机水平飞行，在好友正上方释放包裹，无风却无法落到正下方，包裹在空中做什么曲线运动？受力有什么特点？ · 组织同桌两人交流两分钟，学生说出包裹水平有初速度、全程只受重力；展示桌面小球平抛示意图 · 规范给出平抛严格定义：以水平初速度抛出，忽略空气阻力，只受重力的曲线运动；顺势引出本节课主线：轨道实验描绘平抛轨迹、数字化传感器采集坐标、分析两分运动特点。 观看滑翔机抛礼物实景图，直观发现平抛落点偏移；观看桌面小球平抛示意图，记住平抛运动两大条件；带着分组实验、轨迹分析目标进入新课。 环节二 传统轨道分组实验，手动描绘平抛轨迹（11 分钟） · 展示传统平抛轨迹实验装置图 · 分步讲解实验操作与误差控制要点：利用调平螺丝保证轨道末端水平，重垂线确定竖直坐标轴，每次从轨道同一高度释放钢球，定位板标记小球落点，多次取点后平滑连线；同步随堂提问：轨道不水平、释放高度改变，会对轨迹造成什么影响？ · 布置四人小组实验任务：规范操作装置，采集至少 8 个轨迹点，在白纸上建立坐标系，平滑画出平抛抛物线轨迹，限时十分钟完成操作描点。 观看传统平抛轨迹实验装置图，牢记轨道调平、同高释放两个关键操作；分组动手实验采集落点，建立坐标轴并描绘完整平抛轨迹；能说出两种不当操作带来的实验误差。 环节三 数字化传感器演示，图像对比猜想分运动规律（14 分钟） · 展示多初速度平抛轨迹坐标图 · 先展示二维运动传感器实时采集轨迹坐标，屏幕输出每组点的水平、竖直位移数值；再出示三条不同初速度轨迹对比图，引导学生观察：相同下落时间内，水平位移均匀增加，竖直位移差值符合自由落体特点；归纳猜想：水平分运动匀速直线，竖直分运动自由落体；对比三条轨迹，得出初速度只改变水平射程，下落时间完全相同；同步梳理实验完整逻辑：轨道手动实验获取轨迹、数字化设备精准采集坐标、图像对比拆分两分运动。 观看多初速度平抛轨迹坐标图，读取传感器坐标数据；对比三条轨迹，完整口述平抛两分运动猜想；能解释初速度不影响下落总时间的原因。 环节四 轨迹辨析习题训练，课堂总结布置分层任务（13 分钟） · 出示平抛定义判断、实验误差分析、两分运动规律辨析三道习题，带领学生复盘滑翔机情境、平抛定义、轨道分组实验、数字化轨迹图像分析四大核心内容；整合四张配图梳理本节课全部知识点，梳理滑翔机生活情境、平抛模型示意图、轨道描绘实验、多初速度轨迹对比四大板块考点；明确平抛探究实验为下一节定量公式推导提供事实依据。 · 独立完成三道辨析习题，准确判断平抛运动、说出实验误差来源；整合四张配图对应的滑翔机抛礼物实景图、桌面小球平抛示意图、传统平抛轨迹实验装置图、多初速度平抛轨迹坐标图全部知识点，纠正 “平抛有水平推力”“初速度越大下落越久” 两类认知误区；记录分层课后任务。 环节五 课堂总结、分层课后任务（3 分钟） · 整合四张配图梳理课堂主线：滑翔机抛礼物实景图抛出平抛运动生活疑问→桌面小球平抛示意图规范给出平抛运动定义与受力条件→传统平抛轨迹实验装置图分组动手描绘抛物线轨迹→多初速度平抛轨迹坐标图结合数字化坐标数据，猜想水平、竖直两分运动规律，完整覆盖情境引入、概念定义、传统实验、数字化图像分析四大板块。 · 梳理全课框架：1. 平抛定义：水平初速度、只受重力、忽略空气阻力；2. 轨迹描绘实验：轨道调平、同高释放、平滑描点；3. 分运动猜想：水平匀速直线、竖直自由落体；4. 关键结论：初速度仅改变水平射程，下落时间不变，黑板同步思维导图，轨道实验误差、两分运动混淆两大易错点重点标注。 · 布置分层课后任务：基础任务默写平抛定义与两分运动猜想；提升任务完整梳理轨道描绘平抛轨迹的操作步骤与误差来源；拓展任务结合二维传感器坐标数据，定量验证水平位移均匀变化。 整合四张配图全部知识点，梳理完整探究脉络，规划课后任务完成顺序。 环节六 课堂收尾（2 分钟） · 回扣开篇滑翔机抛礼物实景图总结：本节课通过生活情境、分组轨道实验、数字化传感器探究，掌握平抛运动定义、轨迹描绘方法、两分运动猜想，下一节课将结合运动合成与分解定量推导平抛位移、速度公式。 完整回顾平抛定义、分组实验操作、两分运动猜想全部知识点，理清 “生活疑问→平抛定义→手动轨道实验描绘轨迹→数字化坐标图像分析分运动” 完整探究思路。 八、板书设计 九、课程思政 本节课依托滑翔机抛礼物实景图、桌面小球平抛示意图、传统平抛轨迹实验装置图、多初速度平抛轨迹坐标图四组教材素材，沿着航空投放生活情境提出疑问、抽象平抛物理模型、分组轨道动手实验描绘轨迹、数字化传感器采集坐标对比分析分运动的脉络开展教学，培养学生从航空、体育生活场景提炼物理模型、分组实验规范操作采集轨迹、数字化仪器定量读取数据、图像对比归纳运动规律的量化科研品格；航空物资空投、跳远、铅球等体育项目全部依靠平抛运动规律设计，我国货运空投、田径竞技训练均以本节实验探究结论为基础；轨道实验要求严格调平轨道、统一释放高度、如实标记落点，杜绝随意描点篡改轨迹，培养客观严谨的实验习惯；平抛探究实验成果支撑航空运输、全民体育事业发展，展现基础物理实验探究的民生、工程实用价值。 十、教学反思和修改 · 教学反思：本节课借助四张核心配图完成平抛完整探究教学，分组轨道实验参与度较高，但学生存在两处典型顽固误区：一是认为平抛向前运动存在持续水平推力，不清楚水平方向不受外力；二是误以为抛出初速度越大，物体落地时间越长，混淆射程与下落时间；同时部分小组轨道未调平、释放高度不统一，轨迹误差较大。 · 修改措施：课前印制平抛运动条件、实验操作要点填空预习单；课堂增加轨道实验误差来源、两分运动猜想抢答辨析练习；延长四人小组轨道装置调试、描点讨论时长，逐组核对轨道水平、落点标记；课后配套平抛定义判断、实验误差分析两类专项习题，严格规范平抛受力记忆、轨道实验操作双重训练。 学科网（北京）股份有限公司 $