5.3 实验：探究平抛运动的特点 教学设计（表格式）
文档属性
| 名称 | 5.3 实验：探究平抛运动的特点 教学设计（表格式） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 119.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-04-23 20:12:54 | ||
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文档简介
课题 实验：探究平抛运动的特点
课型 新授课□ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 实验探究课 习题/试卷讲评课□ 课题研究课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析
《实验：探究平抛运动的特点》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》必修课程必修2模块中“曲线运动与万有引力定律”主题下的内容，内容要求为：通过实验，探究并认识平抛运动的规律。会用运动的合成与分解的方法分析平抛运动。体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想.能分析生产生活中的抛体运动。《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对该内容的解读：要通过实验探究平抛运动的规律。重点是学会运用运动合成与分解的方法分析平抛运动，体会其中蕴含的化繁为简的物理思想。要求学生能理论联系实际分析日常生活中的抛体运动。 从知识结构来看，平抛运动是学生学习的第一类曲线运动，但区别于对圆周运动的研究，平抛运动采用的是直线运动的研究方法，巧妙地利用运动的合成与分解的方法将其转化为学生熟悉的匀速直线运动和自由落体运动这两种直线运动，体现了将复杂运动分解为简单运动的物理思想。同时平抛运动模型也是以后解决机械能守恒问题和匀强电场中带电粒子的运动问题中常用的物理模型。从教材设计思路来看，首先给出了抛体运动和平抛运动的特征，然后通过理论推导，分别得出平抛运动的速度和位移的表达式，最后将结论推广到一般的抛体运动中。是后续学习带电粒子在匀强电场中做曲线运动的基础。
学情分析
从知识层面上讲，学生已经熟练掌握了牛顿运动定律、匀速直线运动和自由落体运动，知道曲线运动可以分解为两个方向上的直线运动。从能力层面上讲，学生具备一定的模型建构能力、抽象思维能力和实验探究能力，但对于高一的学生来说，这些能力仍需进一步的培养。从认知难度上讲，对于学生来说很难熟练地将高度抽象的物理模型与实际问题相联系，要求教师注重情境的创设，引导学生体验从实际情境出发建构物理模型的的过程；同时，学生虽然已经知道可以使用运动的合成与分解的方法分析曲线运动，但却无法熟练掌握。
学习目标
1.通过体验平抛运动模型建构的过程，发展运动与相互作用观念；理解并运用平抛运动模型发现和解释生活中的平抛运动； 2.体验基于经验事实建构平抛运动模型的抽象概括过程，会运用运动的合成与分解等物理方法分析曲线运动； 3.通过构建平抛运动模型的过程，体验科学探究的方法，在面对问题时，能运用科学的方式收集证据，并作出合理解释，与他人进行交流； 4.培养处理问题时的证据意识，以及运用物理视角解决真实问题的意识。
学习重点难点
教学重点：运用运动的合成与分解的方法建构平抛运动模型 教学难点：合理设置问题，搭设概念进阶的台阶，引导学生讲平抛运动分解为水平和竖直两个方向上的直线运动进行分析
教学辅助支持
双轨平抛运动仪、平抛运动实验仪、白纸、复写纸、传感器、计算机、多媒体设备
教学活动设计
过程学习内容与教师活动学生任务/活动设计设计意图及对应目标达成环节一 创设情境内容1.创设物理情境，引导学生认识抛体运动 （1）展示并引导学生观察各种抛体运动轨迹实拍图，有什么共同特点？ （2）师生共同总结得出抛体运动的概念，明确抛体运动的特征：以一定的初速度讲物体抛出，且物体仅受到重力的作用，物体的运动叫抛体运动 （3）指出按照初速度方向不同，可以将抛体运动分类。 活动1.观看图片，思考这些运动的共同特征，并进行讨论和总结 引导学生从实际情境中认识抛体运动，体会从实际情境出发，建构物理模型的抽象概括过程。引导学生认识抛体运动轨迹，明确抛体运动分类，发展分析综合能力（达成目标1）环节二 建立模型内容2.建立平抛运动理想化模型 教师活动： （1）基于抛体运动的特征，引导学生总结归纳平抛运动条件 （2）采取什么样的方法来研究平抛运动？ （3）平抛运动可以分解为哪两个方向的运动？ （4）猜想：平抛运动在水平方向和竖直方向分别是什么分运动？活动2. （1）思考并回答平抛运动的条件： 水平方向：v0≠0，F=0 竖直方向：v0=0，F=mg （2）小组讨论，通过交流、讨论形成假设，对平抛分运动作出猜想，。 基于自由落体运动模型和匀速直线运动模型提出定性的平抛运动模型的猜想，运用运动的合成与分解的方法分析平抛运动（达成目标2）小结：我们化繁为简，化曲为直，按照这样的思路，从直线运动的角度来研究平抛运动，问题就变得简单了。 环节三 模型验证内容3.通过实验探究平抛运动在水平和竖直方向上的运动特点 方案一：利用双轨平抛运动演示仪对比实验 教师活动： （1）如何通过实验证明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动？ （2）如何设计实验证明两个小球在任意时刻在竖直方向上到达的位置都一样呢？平抛运动与水平方向和竖直方向分解而来的直线运动具有等时性吗？ （3）介绍仪器，开展演示实验，改变高度重复实验，观察实验现象。 （4）分析结果，得出结论：平抛运动在水平方向和匀速直线运动具有等时性，在竖直方向上和自由落体运动有等时性。 方案二：频闪照相 通过对频闪照相法内容的介绍，结合底片理解该方法，体会实验原理。 （5）在底片上，对于同一小球任意相邻的两个影像之间的时间间隔都是相同的。怎样验证平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动？竖直方向是自由落体运动？ 方案三：用传感器和计算机描绘物体做平抛运动的轨迹 介绍用传感器探究平抛运动特点的原理，并做演示实验。 方案四：描迹法 （6）引导学生思考以下问题并简述实验步骤： ①安装斜槽有何要求？为什么这样要求？平抛运动起点应该怎样确定？ ②小球每次的释放位置与状态是否相同？为什么这样要求？ ③尝试画出轨迹并在轨迹上获取相同时间间隔的点，这些点之间的水平位移存在什么特点？说明水平方向的运动是什么运动？ ④如果实验的结果与你的推论之间有一些差异，原因可能有哪些？ 实验结论：平抛运动水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动。学生任务/活动3 (1)认真思考问题，通过交流、讨论形成假设。即将做平抛运动的物体分别与做匀速直线运动和做自由落体运动的物体相对比。 (2)小组交流合作。明确实验原理，观察实验现象，通过实验过程收集证据，分析并得出结论。 （3）通过对频闪照相法内容的介绍，结合底片，体会实验原理。 （4）通过对传感器探究平抛运动特点的介绍，体会实验原理。 （5）在演示实验基础上，在问题引导下设计实验，完成分组探究并得出结论：平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。 （6）讨论实验产生误差的原因以及减小误差的方法，反思实验方案，并作出改进。 通过问题串加深对实验原理的理解，逐步设计出实验方案，通过实验收集证据验证猜想（达成目标3）。 发展基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验与制订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力（达成目标3、4）。教师总结：知道了抛体运动的特点后，下次课我们将继续寻找抛体运动的规律，这样我们就可以掌握各种球类运动的技巧，提高运动竞技水平。课堂小结1．平抛运动：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，且只在重力作用下所做的运动。 2．平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，水平方向速度的大小不影响平抛运动在竖直方向上的运动； 3．平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，竖直方向的速度大小不影响平抛运动在水平方向的运动。活动4： 梳理自己本节所学知识和方法进行交流。
板书设计
作业与拓展学习设计
1.你还能设计其他的方案探究钢球水平分速度的特点吗？指出需要的器材和实验步骤，应该收集哪些数据？怎样处理数据？ 2.怎样改进实验方案来探究钢球竖直分运动？说出实验步骤，收集哪些数据？怎样处理数据？ 3. 通过喷水法观察水流做平抛运动的轨迹 准备两根两端开口的细管，将一根弯成水平，插在装有水的饮料瓶的喷嘴上，进行倒置，这样就可以在胶片上留下平抛运动的轨迹了。这就是喷水法。 介绍操作的注意事项：为了保证喷出的水初速保持不变，左侧A管的上端必须要保持在液面的下方，这是因为：这样可以保证该处压强始终与外界大气压一样，弯管口处的压强也就保持不变了，从而可以提供速度不变的水流喷出。
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课型 新授课□ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 实验探究课 习题/试卷讲评课□ 课题研究课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析
《实验：探究平抛运动的特点》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》必修课程必修2模块中“曲线运动与万有引力定律”主题下的内容，内容要求为：通过实验，探究并认识平抛运动的规律。会用运动的合成与分解的方法分析平抛运动。体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想.能分析生产生活中的抛体运动。《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对该内容的解读：要通过实验探究平抛运动的规律。重点是学会运用运动合成与分解的方法分析平抛运动，体会其中蕴含的化繁为简的物理思想。要求学生能理论联系实际分析日常生活中的抛体运动。 从知识结构来看，平抛运动是学生学习的第一类曲线运动，但区别于对圆周运动的研究，平抛运动采用的是直线运动的研究方法，巧妙地利用运动的合成与分解的方法将其转化为学生熟悉的匀速直线运动和自由落体运动这两种直线运动，体现了将复杂运动分解为简单运动的物理思想。同时平抛运动模型也是以后解决机械能守恒问题和匀强电场中带电粒子的运动问题中常用的物理模型。从教材设计思路来看，首先给出了抛体运动和平抛运动的特征，然后通过理论推导，分别得出平抛运动的速度和位移的表达式，最后将结论推广到一般的抛体运动中。是后续学习带电粒子在匀强电场中做曲线运动的基础。
学情分析
从知识层面上讲，学生已经熟练掌握了牛顿运动定律、匀速直线运动和自由落体运动，知道曲线运动可以分解为两个方向上的直线运动。从能力层面上讲，学生具备一定的模型建构能力、抽象思维能力和实验探究能力，但对于高一的学生来说，这些能力仍需进一步的培养。从认知难度上讲，对于学生来说很难熟练地将高度抽象的物理模型与实际问题相联系，要求教师注重情境的创设，引导学生体验从实际情境出发建构物理模型的的过程；同时，学生虽然已经知道可以使用运动的合成与分解的方法分析曲线运动，但却无法熟练掌握。
学习目标
1.通过体验平抛运动模型建构的过程，发展运动与相互作用观念；理解并运用平抛运动模型发现和解释生活中的平抛运动； 2.体验基于经验事实建构平抛运动模型的抽象概括过程，会运用运动的合成与分解等物理方法分析曲线运动； 3.通过构建平抛运动模型的过程，体验科学探究的方法，在面对问题时，能运用科学的方式收集证据，并作出合理解释，与他人进行交流； 4.培养处理问题时的证据意识，以及运用物理视角解决真实问题的意识。
学习重点难点
教学重点：运用运动的合成与分解的方法建构平抛运动模型 教学难点：合理设置问题，搭设概念进阶的台阶，引导学生讲平抛运动分解为水平和竖直两个方向上的直线运动进行分析
教学辅助支持
双轨平抛运动仪、平抛运动实验仪、白纸、复写纸、传感器、计算机、多媒体设备
教学活动设计
过程学习内容与教师活动学生任务/活动设计设计意图及对应目标达成环节一 创设情境内容1.创设物理情境，引导学生认识抛体运动 （1）展示并引导学生观察各种抛体运动轨迹实拍图，有什么共同特点？ （2）师生共同总结得出抛体运动的概念，明确抛体运动的特征：以一定的初速度讲物体抛出，且物体仅受到重力的作用，物体的运动叫抛体运动 （3）指出按照初速度方向不同，可以将抛体运动分类。 活动1.观看图片，思考这些运动的共同特征，并进行讨论和总结 引导学生从实际情境中认识抛体运动，体会从实际情境出发，建构物理模型的抽象概括过程。引导学生认识抛体运动轨迹，明确抛体运动分类，发展分析综合能力（达成目标1）环节二 建立模型内容2.建立平抛运动理想化模型 教师活动： （1）基于抛体运动的特征，引导学生总结归纳平抛运动条件 （2）采取什么样的方法来研究平抛运动？ （3）平抛运动可以分解为哪两个方向的运动？ （4）猜想：平抛运动在水平方向和竖直方向分别是什么分运动？活动2. （1）思考并回答平抛运动的条件： 水平方向：v0≠0，F=0 竖直方向：v0=0，F=mg （2）小组讨论，通过交流、讨论形成假设，对平抛分运动作出猜想，。 基于自由落体运动模型和匀速直线运动模型提出定性的平抛运动模型的猜想，运用运动的合成与分解的方法分析平抛运动（达成目标2）小结：我们化繁为简，化曲为直，按照这样的思路，从直线运动的角度来研究平抛运动，问题就变得简单了。 环节三 模型验证内容3.通过实验探究平抛运动在水平和竖直方向上的运动特点 方案一：利用双轨平抛运动演示仪对比实验 教师活动： （1）如何通过实验证明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动？ （2）如何设计实验证明两个小球在任意时刻在竖直方向上到达的位置都一样呢？平抛运动与水平方向和竖直方向分解而来的直线运动具有等时性吗？ （3）介绍仪器，开展演示实验，改变高度重复实验，观察实验现象。 （4）分析结果，得出结论：平抛运动在水平方向和匀速直线运动具有等时性，在竖直方向上和自由落体运动有等时性。 方案二：频闪照相 通过对频闪照相法内容的介绍，结合底片理解该方法，体会实验原理。 （5）在底片上，对于同一小球任意相邻的两个影像之间的时间间隔都是相同的。怎样验证平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动？竖直方向是自由落体运动？ 方案三：用传感器和计算机描绘物体做平抛运动的轨迹 介绍用传感器探究平抛运动特点的原理，并做演示实验。 方案四：描迹法 （6）引导学生思考以下问题并简述实验步骤： ①安装斜槽有何要求？为什么这样要求？平抛运动起点应该怎样确定？ ②小球每次的释放位置与状态是否相同？为什么这样要求？ ③尝试画出轨迹并在轨迹上获取相同时间间隔的点，这些点之间的水平位移存在什么特点？说明水平方向的运动是什么运动？ ④如果实验的结果与你的推论之间有一些差异，原因可能有哪些？ 实验结论：平抛运动水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动。学生任务/活动3 (1)认真思考问题，通过交流、讨论形成假设。即将做平抛运动的物体分别与做匀速直线运动和做自由落体运动的物体相对比。 (2)小组交流合作。明确实验原理，观察实验现象，通过实验过程收集证据，分析并得出结论。 （3）通过对频闪照相法内容的介绍，结合底片，体会实验原理。 （4）通过对传感器探究平抛运动特点的介绍，体会实验原理。 （5）在演示实验基础上，在问题引导下设计实验，完成分组探究并得出结论：平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。 （6）讨论实验产生误差的原因以及减小误差的方法，反思实验方案，并作出改进。 通过问题串加深对实验原理的理解，逐步设计出实验方案，通过实验收集证据验证猜想（达成目标3）。 发展基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验与制订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力（达成目标3、4）。教师总结：知道了抛体运动的特点后，下次课我们将继续寻找抛体运动的规律，这样我们就可以掌握各种球类运动的技巧，提高运动竞技水平。课堂小结1．平抛运动：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，且只在重力作用下所做的运动。 2．平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，水平方向速度的大小不影响平抛运动在竖直方向上的运动； 3．平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，竖直方向的速度大小不影响平抛运动在水平方向的运动。活动4： 梳理自己本节所学知识和方法进行交流。
板书设计
作业与拓展学习设计
1.你还能设计其他的方案探究钢球水平分速度的特点吗？指出需要的器材和实验步骤，应该收集哪些数据？怎样处理数据？ 2.怎样改进实验方案来探究钢球竖直分运动？说出实验步骤，收集哪些数据？怎样处理数据？ 3. 通过喷水法观察水流做平抛运动的轨迹 准备两根两端开口的细管，将一根弯成水平，插在装有水的饮料瓶的喷嘴上，进行倒置，这样就可以在胶片上留下平抛运动的轨迹了。这就是喷水法。 介绍操作的注意事项：为了保证喷出的水初速保持不变，左侧A管的上端必须要保持在液面的下方，这是因为：这样可以保证该处压强始终与外界大气压一样，弯管口处的压强也就保持不变了，从而可以提供速度不变的水流喷出。
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