5.3 实验：研究平抛运动 名师教案
文档属性
| 名称 | 5.3 实验：研究平抛运动 名师教案 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 229.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-11 07:28:35 | ||
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文档简介
第三节 实验：研究平抛运动教学设计
【教材和学情分析】
一、 教材分析
《平抛物体的运动》这节内容编排在学生学习了直线运动的规律和牛顿运动定律及《曲线运动》和《运动的合成与分解》这两节内容之后，它既符合学生由易到难，由简到繁的认识规律，又保持了知识的结构性、系统性。
二、学情分析
1、 高一学生认识事物的特点是：已经开始习惯抽象逻辑思维，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的来支持。
2、学生在没有学习本节知识之前，已经知道了牛顿运动定律、曲线运动、运动的合成与分解等概念和方法，但没有亲身体验过如何来具体的研究曲线运动。
本节课主要采用实验探究的教学模式，逐步引导学生认识事物的本质。学生通过对实验中种种问题的探究，掌握科学认识物理规律的方法。
【核心素养】
通过《实验：研究平抛运动》的探究过程，将感性认识和理性思维相结合，使学生获得成功的体验，激发学生学习兴趣和求知的欲望； 鼓励学生去创新和实践，提倡多动脑、动手的创新精神，激发学生创新意识，培养学生的创新品德。
【教学目标】
（1）能描出平抛运动的轨迹。
（2）会计算平抛物体的初速度。
（3）结合运动分解的知识，明确两个分运动的特点。
（4）知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法；
【教学重点】
平抛运动轨迹的描绘。
【教学难点】
判断平抛运动的轨迹是不是抛物线以及计算平抛物体的初速度及抛出点坐标。 【教学方法】
自主学习与实验探究相结合，加深对平抛运动的感性认识。
【教学准备】
实验器材：斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。
多媒体：多媒体课件、电子白板、Excel软件、摄像头等。
【教学流程】
【教学过程】
课前：登陆优教平台，发送预习任务。根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。
一、引入新课
提问：小游戏中，飞机投弹如何才能准确击中敌舰目标呢
炮弹做平抛运动在空中一瞬即逝，优美的曲线随即成为历史，没有留下什么具体的可供操作的东西，无法研究平抛运动。要详尽研究平抛运动的特点，必须先得到其运动轨迹。引入新课。
设计意图：游戏激发学生的学习兴趣。
二、新课教学
展示学习目标及实验探究点(认真阅读教材并结合实验室实际情况选择合适的实验器材和研究方法)
探究点1、如何获得平抛运动的轨迹？
探究点２、如何确定轨迹是否为抛物线？
探究点３、如何根据已有的轨迹求出平抛的初速度
（一）如何获得平抛运动的轨迹？
平抛运动演示仪
1、师生交互认识实验器材：
斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。实验装置如图。
2、师生互动设计实验方案。
利用多媒体功能解决学生器材和设计上的难点，顺利设计出实验方案。
设计意图：利用多媒体的强大功能，师生互动，更好的帮助学生认识器材，学会使用器材。
3、学生分组实验
实验步骤：
①安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板的左上角固定斜槽,并使其末端保持水平；
②调整木板：用悬挂在槽口的铅垂线把木板调整到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近，固定好木板；
③确定坐标轴：把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O，O即为坐标原点,再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线，即y轴；
④确定小球释放点：选择一个小球在斜槽上合适的位置由静止释放，使小球运动轨迹大致经过白纸的右下角；
⑤描绘运动轨迹：把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果小球运动中碰到笔尖，用铅笔在该位置画上一点，用同样的方法，从同一位置释放小球，在小球运动路线上描下若干点。
注意事项：
1、应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触；
2、小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，在斜槽上释放小球的高度应适当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差；
3、坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。
（二）如何确定轨迹是否为抛物线？(认真阅读教材，按照以下步骤进行操作)
小球位置 x/m y/m a=y/x2 y=x2 v0(m/s) 0(m/s)
M1
M2
M3
M4
M5
设计意图：利用Excel中的数据处理功能分析数据，辅助理解，体验成功。
实验的理论探究：
1、轨迹上各点坐标应该满足y = a x2；
2、取一点M的坐标代入方程可求出a值；
3、再在轨迹上任取其它的一些点，量出坐标代入方程，求出不同的点是a 看看是否一样，若各组的a值差不多，则说明轨迹是一条抛物线。
请同学们完成表格，验证a值：
数据处理：白纸左上角即为坐标原点O，上边缘为X轴，左边缘为Y轴；把各点用平滑曲线连接起来；量出各点的高度和水平距离，计算出初速度，最后算出平均值。
实验误差来源：
1、如何保证小球的运动是平抛运动？
2、如何保证小球每一次都以相同的速度水平抛出？
3、如何确定小球平抛的初始位置？
4、小球受空气阻力。
展示学生实验结果，对比分析。
设计意图：利用摄像头展示学生实验描点结果，对比分析，展示优秀，提出不足。
（三）如何根据已有的轨迹求出平抛的初速度？
实验的理论探究：
1、在轨迹上取一个点量出它的水平位移x和竖直位移y；
2、由y=gt2/2求出时间；
3、由v0=x/t求出初速度。
总结：
1. 求水平初速度：
2. 求运动时间：
3. 没有记住原点v0如何求？
课堂训练：
【例】一个同学在《研究平抛物体的运动》实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离ΔS相等的三点A、B、C，量得ΔS=0.2m。又量出它们之间的竖直距离分别为h1=0.1m，h2=0.2m，利用这些数据，可求得：
（1）物体抛出时的初速度为 m/s；
（2）物体经过B时竖直分速度为 m/s；
（3）抛出点在A点上方高度为 m处。
解析：（1）先求T，据 求得：T=0.1s
= 2m/s
（2）
（3）设抛出点在A点上方高度为h，下落到点A的时间为t，则有：
由此两式可求得h=0.0125m
三、小结
1、巩固了平抛运动的知识；
2、掌握了获取平抛运动轨迹的方法；
3、探究了研究平抛运动规律的方法；
4、体验到了科学的研究问题的方法。
四、作业
1、见课本练习1、2题和导学案中“练一练”和“选一选”。
2、课下设计其他实验方案
五、板书设计
第三节 实验：研究平抛运动
（一）如何获得平抛运动的轨迹？
（二）如何确定轨迹是否为抛物线？
（三）如何根据已有的轨迹求出平抛的初速度？
1、由y=gt2/2求出时间；
2、由v0=x/t求出初速度。
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【教材和学情分析】
一、 教材分析
《平抛物体的运动》这节内容编排在学生学习了直线运动的规律和牛顿运动定律及《曲线运动》和《运动的合成与分解》这两节内容之后，它既符合学生由易到难，由简到繁的认识规律，又保持了知识的结构性、系统性。
二、学情分析
1、 高一学生认识事物的特点是：已经开始习惯抽象逻辑思维，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的来支持。
2、学生在没有学习本节知识之前，已经知道了牛顿运动定律、曲线运动、运动的合成与分解等概念和方法，但没有亲身体验过如何来具体的研究曲线运动。
本节课主要采用实验探究的教学模式，逐步引导学生认识事物的本质。学生通过对实验中种种问题的探究，掌握科学认识物理规律的方法。
【核心素养】
通过《实验：研究平抛运动》的探究过程，将感性认识和理性思维相结合，使学生获得成功的体验，激发学生学习兴趣和求知的欲望； 鼓励学生去创新和实践，提倡多动脑、动手的创新精神，激发学生创新意识，培养学生的创新品德。
【教学目标】
（1）能描出平抛运动的轨迹。
（2）会计算平抛物体的初速度。
（3）结合运动分解的知识，明确两个分运动的特点。
（4）知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法；
【教学重点】
平抛运动轨迹的描绘。
【教学难点】
判断平抛运动的轨迹是不是抛物线以及计算平抛物体的初速度及抛出点坐标。 【教学方法】
自主学习与实验探究相结合，加深对平抛运动的感性认识。
【教学准备】
实验器材：斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。
多媒体：多媒体课件、电子白板、Excel软件、摄像头等。
【教学流程】
【教学过程】
课前：登陆优教平台，发送预习任务。根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。
一、引入新课
提问：小游戏中，飞机投弹如何才能准确击中敌舰目标呢
炮弹做平抛运动在空中一瞬即逝，优美的曲线随即成为历史，没有留下什么具体的可供操作的东西，无法研究平抛运动。要详尽研究平抛运动的特点，必须先得到其运动轨迹。引入新课。
设计意图：游戏激发学生的学习兴趣。
二、新课教学
展示学习目标及实验探究点(认真阅读教材并结合实验室实际情况选择合适的实验器材和研究方法)
探究点1、如何获得平抛运动的轨迹？
探究点２、如何确定轨迹是否为抛物线？
探究点３、如何根据已有的轨迹求出平抛的初速度
（一）如何获得平抛运动的轨迹？
平抛运动演示仪
1、师生交互认识实验器材：
斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅笔等。实验装置如图。
2、师生互动设计实验方案。
利用多媒体功能解决学生器材和设计上的难点，顺利设计出实验方案。
设计意图：利用多媒体的强大功能，师生互动，更好的帮助学生认识器材，学会使用器材。
3、学生分组实验
实验步骤：
①安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板的左上角固定斜槽,并使其末端保持水平；
②调整木板：用悬挂在槽口的铅垂线把木板调整到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近，固定好木板；
③确定坐标轴：把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O，O即为坐标原点,再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线，即y轴；
④确定小球释放点：选择一个小球在斜槽上合适的位置由静止释放，使小球运动轨迹大致经过白纸的右下角；
⑤描绘运动轨迹：把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果小球运动中碰到笔尖，用铅笔在该位置画上一点，用同样的方法，从同一位置释放小球，在小球运动路线上描下若干点。
注意事项：
1、应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小球的运动靠近坐标纸但不接触；
2、小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，在斜槽上释放小球的高度应适当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差；
3、坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。
（二）如何确定轨迹是否为抛物线？(认真阅读教材，按照以下步骤进行操作)
小球位置 x/m y/m a=y/x2 y=x2 v0(m/s) 0(m/s)
M1
M2
M3
M4
M5
设计意图：利用Excel中的数据处理功能分析数据，辅助理解，体验成功。
实验的理论探究：
1、轨迹上各点坐标应该满足y = a x2；
2、取一点M的坐标代入方程可求出a值；
3、再在轨迹上任取其它的一些点，量出坐标代入方程，求出不同的点是a 看看是否一样，若各组的a值差不多，则说明轨迹是一条抛物线。
请同学们完成表格，验证a值：
数据处理：白纸左上角即为坐标原点O，上边缘为X轴，左边缘为Y轴；把各点用平滑曲线连接起来；量出各点的高度和水平距离，计算出初速度，最后算出平均值。
实验误差来源：
1、如何保证小球的运动是平抛运动？
2、如何保证小球每一次都以相同的速度水平抛出？
3、如何确定小球平抛的初始位置？
4、小球受空气阻力。
展示学生实验结果，对比分析。
设计意图：利用摄像头展示学生实验描点结果，对比分析，展示优秀，提出不足。
（三）如何根据已有的轨迹求出平抛的初速度？
实验的理论探究：
1、在轨迹上取一个点量出它的水平位移x和竖直位移y；
2、由y=gt2/2求出时间；
3、由v0=x/t求出初速度。
总结：
1. 求水平初速度：
2. 求运动时间：
3. 没有记住原点v0如何求？
课堂训练：
【例】一个同学在《研究平抛物体的运动》实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离ΔS相等的三点A、B、C，量得ΔS=0.2m。又量出它们之间的竖直距离分别为h1=0.1m，h2=0.2m，利用这些数据，可求得：
（1）物体抛出时的初速度为 m/s；
（2）物体经过B时竖直分速度为 m/s；
（3）抛出点在A点上方高度为 m处。
解析：（1）先求T，据 求得：T=0.1s
= 2m/s
（2）
（3）设抛出点在A点上方高度为h，下落到点A的时间为t，则有：
由此两式可求得h=0.0125m
三、小结
1、巩固了平抛运动的知识；
2、掌握了获取平抛运动轨迹的方法；
3、探究了研究平抛运动规律的方法；
4、体验到了科学的研究问题的方法。
四、作业
1、见课本练习1、2题和导学案中“练一练”和“选一选”。
2、课下设计其他实验方案
五、板书设计
第三节 实验：研究平抛运动
（一）如何获得平抛运动的轨迹？
（二）如何确定轨迹是否为抛物线？
（三）如何根据已有的轨迹求出平抛的初速度？
1、由y=gt2/2求出时间；
2、由v0=x/t求出初速度。
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