平抛运动教学设计
课 题
平抛运动
教材分析
《平抛运动》是高中物理（人教版）必修二第五章第二节、第三节的内容，在教材中的顺序是先由平抛运动的概念、规律，推广到一般的抛体运动，最后再进行实验探究。平抛运动是一种最基本、最重要的曲线运动，是曲线运动这章的重点内容，在知识结构上具有承上启下的作用，是学生学习了“牛顿运动定律”和“运动的合成与分解”之后的具体实例应用，对后面带电粒子的类平抛运动等知识的学习及现实生活中实际问题的解决都有影响。本节知识也是历年高考的必考题型，要求学生掌握运动的合成与分解的方法，并能分析抛体运动，掌握两个分运动及规律并熟练应用该规律解决问题。
教材运用理论与实验相结合的方法，引导学生掌握平抛运动的规律，所以本节的教学要突出运用理论探究结合实验探究，现代技术融合传统教学，展示如何运用运动的合成与分解的方法，将曲线运动转化为两个相互垂直方向的直线运动来研究，为学生今后研究更复杂的运动问题提供“化曲为直、化繁为简”的研究思路。
在本节教学中，要注意突出学生活动，给学生充分的时间探究、讨论，通过学生自主学习，动手实验，严谨探究，掌握平抛运动的特点及规律。考虑到学生缺乏自己设计实验的能力，所以本节课采用以教师引导探究为主的基本策略，并且放弃课本中传统的频闪照相、描绘轨迹等实验，采用走入我们日常生活的手机和计算机等现代科技进行实验，用手机拍摄小球做平抛运动的过程，再用计算机的会声会影软件慢放视频、读取数据，用Excel处理数据，得到水平位移与运动时间、竖直位移与运动时间、水平位移与竖直位移的关系式，验证平抛运动的规律。让学生体验化复杂为简单的基本思路的同时，也让学生体会手机、计算机等现代科技不仅是我们的日常生活更加方便，也让我们对物理世界的探究更加直接便捷。
学情分析
1、高一学生活泼好动、好奇心强、具有较强的探究欲望。
2、智能手机和计算机等现代科仪已融入学生的日常生活，而且学生对新的科学技术兴趣极高，以此为实验装置，让学生感受到智能手机除娱乐外的新用途。
3、学生刚学习过直线运动规律，对直线运动的分析方法记忆犹新；并在上一节中刚学过运动合成与分解的知识，对这一分析曲线运动的方法并不陌生，这为本节课在方法上铺平了道路。
4、学生已经具备较好的计算机操作能力、观察能力、实验操作能力、抽象归纳能力、分析问题能力，但缺乏自己设计实验的能力。
5、探究实验环节，以教师引导探究为主，告知学生整个实验过程需要注意的事项，数据测量的方法，而手机的拍摄及电脑的操作、图像的处理和数据测量对学生比较容易，引导学生逐步完成拍摄、测量、处理数据、描绘图像、验证，学生通过对水平位移与下落时间、竖直位移与下落时间、水平位移与竖直位移三个图像及关系式的分析，验证平抛运动的规律。
教学重难点
重点：理解平抛运动的研究方法；掌握平抛运动的规律
难点：实验定量探究平抛运动的规律
教法分析
教学方法：引导探索法、实验探究法、讲练结合法
动手实验和科学分析数据并得出结论是本节课学生的兴趣所在，充分尊重学生的兴趣，以此设计问题驱动学生的思维、引导学生探究是本节课设计的主要思路。本节课采取研究性的探究式教学，充分尊重学生的主体地位，将学生每5人分为一个研究小组，便于讨论和实验设计及实施。老师作为指导者在学生的自主探究的过程中适时的给予引导。
设计课时
1课时
教学目标
1、知识与技能：
（1）知道什么是平抛运动及物体做平抛运动的条件。
（2）知道平抛运动的性质及运动规律,会运用平抛运动的规律解答实际问题。
（3）用演示实验引导学生来验证平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。
（4）通过经历整个分组实验探究过程，深化学生对平抛运动的认识
（5）通过实验的操作，培养学生我的观察能力，实验操作能力，反思能力。
2、过程与方法：
（1）使学生掌握正确探究平抛运动及其他曲线运动的科学研究方法——运动的合成与分解。
（2）通过本节课的学习使学生能够综合运用已学知识来探究新问题，并能够使用已经学习的直线运动规律来分析曲线运动的规律。
（3）通过经历整个探究过程，让学生了解运用现代技术的进行物理探究的便捷。
（4）知道分析复杂问题时，使问题简单化，化繁为简。
3、情感、态度与价值观：
（1）通过观察、实验及探究、交流与讨论等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
（2）通过整节课的探究过程，让学生体验利用身边的的多媒体设备探究物理问题的趣味性。
（3）激发学生的学习兴趣和勇于探索的精神。
教学资源与工具
人教版教材高中物理必修二、课堂导学案、PPT课件
玩具水枪、铁架台、小黄鸭（带压力传感器）
平抛运动演示器（附三个小球）
4、分组实验装置：平抛运动实验器（附小球）手机（有慢动作拍摄功能）、电脑、Excel表格、会声会影软件
教学过程
知识生成线
教师活动线
学生活动线
设计意图
创设情境，引入新课
小游戏：玩具水枪水平喷出的水打中小黄鸭。
提问：（1）如果我将小黄鸭移远一点，还能打中吗？
（2）那同学们能否帮我想想办法？水枪是可以上下调节的。
学生观察思考：
打不中，给水枪打气，增加高度
通过小游戏激发学生学习兴趣，展示抛体运动图例，引出平抛运动。
自然界中物体的运动是多种多样的，物体做什么运动，是由初速度和合外力共同决定的，同学们看这些物体的运动有什么共同特点？
展示一组图片：冠军向上抛出的奖杯，向下灌篮，飞越黄河的汽车，水平飞行的飞机扔下的炸弹，水平桌面抛出的小球。
讨论交流得出结论：只受重力，空气阻力可以忽略不计，以一定的速度抛出
点明主题：物理学中把这些物体的运动都叫做抛体运动。今天，我们研究沿水平方向抛出的物体的运动，就是平抛运动
新课教学（一）
平抛运动的定义、条件、性质、研究方法
平抛运动
1、定义：物体以一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体只在重力作用下所做的运动。
2、条件：（1）只受重力
（2）具有水平方向的初速度
强调：
平抛运动是一个理想化模型，因为我们忽略了空气阻力，只考虑重力。
填写导学案
引导学生建立物理模型，明确定义、条件
提问：平抛运动是曲线运动，我们只学过直线运动的规律，那曲线运动的规律该如何研究呢？
再问：能不能把曲线运动转化为直线运动来研究？
追问引导：那就要用到前面学过的一个研究方法。
强调：
化曲为直，化繁为简
研究方法：运动的合成与分解
得到研究方法，突出化繁为简的物理思想
提问：平抛运动沿什么方向分解？
得出：沿水平方向与竖直方向分解，因为初速度v0在水平方向，受力在竖直方向。
我们通常沿这两个相互垂直的方向分解。
请同学们分组讨论，完成表格，得出物体在这两个方向的运动情况。
讨论交流，完成导学案
水平方向：初速度v0，不受力，匀速直线运动；
竖直方向：初速度为0，受重力mg，自由落体运动。
小组讨论，培养合作解决问题能力
平抛运动是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动。
3、平抛运动的性质：a=g的匀变速曲线运动
填写导学案
演示实验：平抛运动演示器
水平方向：上方轨道小球平抛运动，下方轨道小球匀速直线运动，如何验证平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动？
竖直方向：右上角小球自由落体运动，且与平抛小球同时同高度开始运动。如何验证平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动？
若三个小球都吸在电磁铁上，断开开关，会有什么现象？
了解实验装置，思考猜想实验现象：
水平方向：两小球碰撞，且碰撞点在水平轨道上。
竖直方向：两小球碰撞，且碰撞点在自由落体小球的正下方竖直线上。
三小球碰撞。
观察实验现象，三次演示实验。
通过演示实验验证性质，加深印象，强化理解。
新课教学（二）
理论分析平抛运动的速度规律、位移规律
预设情景：已知小球从O点以初速度v0水平抛出，经过时间t运动到p点。
提问：如果要知道小球在p点的速度和它在p点相对于抛出点的位移，应该怎样计算？
建立坐标系和坐标原点：以物体被抛出的位置为坐标原点，以初速度v0的方向为x轴的方向，以竖直向下的方向为y轴方向，建立平面直角坐标系。
P点速度：该点的切线方向
位移：由初位置指向末位置的有向线段。
引导理论分析运动规律
请小组讨论，完成表格，得到小球在p点的速度与位移。
结论：用运动的合成与分解的方法，先求得水平方向和竖直方向的分速度、分位移，用平行四边形定则合成，求合速度的大小与方向，合位移的大小与方向。
小组讨论，完成表格，展示讨论成果
通过分组讨论、交流，由学生自己得出结论。体验合作学习的快乐，培养小组合作精神
新课教学（三）
实验验证平抛运动的规律
下面我们通过现代技术更精细的研究平抛运动的规律。
实验目的：通过所得数据，描绘水平位移与下落时间的图像，竖直位移与下落时间的图像，竖直位移与水平位移的图像，验证平抛运动的规律。
实验仪器：平抛运动实验器、手机、电脑
需得数据：水平位移x、竖直位移y、时间t
实验流程：1、用手机的慢动作拍摄功能对小球的平抛运动进行拍摄。
将拍摄好的视频上传至电脑中，用会声会影软件进行慢放处理，并逐帧播放。
在这段视频中选取小球的抛出位置为坐标原点，并记录此时的时间为平抛运动起始时刻。
之后任意选取五帧图像，读出时间和球心所对应的水平位移与竖直位移。
用Excel统计数据
说明：在读取位移时，可以借助背景板0.5cm*0.5cm的格子，每一条格线对准了上方与左方的刻度尺。
了解实验流程，小组合作实验，记录数据
通过讨论探究，小组合作进行实验、得到数据
数据处理：
将所测量的水平位移、竖直位移、读取时间输入上方三行白色表格。
下方两行绿色表格将慢放时间还原，小球实际的下落时间是最后一行。
以下落时间为横坐标，以水平位移为纵坐标，画出x-t图，发现呈一种线性关系，为图像添加趋势线，得到趋势线方程，x=kt+b，在误差允许的范围内，说明平抛运动在水平方向是匀速直线运动，且初速度v0可得。
以下落时间为横坐标，以竖直位移为纵坐标，画出y-t图，发现呈非线性关系，为方程添加趋势线，发现二次函数误差最小，得到趋势线方程为y=ax2+bx+c，在误差允许范围内，说明平抛运动在竖直方向为初速度为0的匀加速直线运动，且加速度=2a，考虑空气阻力等因素，可近似重力加速度。
根据已经得到的水平位移与竖直位移，用同样的方法可以得到平抛运动的轨迹方程，是二次函数，可以证明平抛运动的轨迹是抛物线。
用Excel处理数据，得到x-t图像、y-t图像、y-x图像，分析误差
在实验、观察、记录、分析的基础上，学会科学分析数据
多媒体展示数据误差最小的一组，并拍照上传数据误差较小的组。
学生通过亲身实验，真实数据，验证了平抛运动的规律。
通过实验和理论结合，理解平抛运动的规律
新课教学（四）
平抛运动的两条推论
回顾课前游戏，讨论：
运用平抛运动的规律，解释为什么气压越大、高度越高，水喷的越远？
结论：平抛运动的时间由高度决定；
平抛运动的水平位移由高度、初速度决定
小组讨论交流
学以致用，理解变压器的基本规律
平抛运动的应用
典型例题：飞机投弹
一架老式飞机在高出地面810m的高度，以70m/s的速度水平飞行，为了使飞机上投下的炸弹落在指定的目标上，应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹？重力加速度g取10m/s2 ,不计空气阻力。
完成例题，学生展示讲解
通过巩固练习，增强对主干知识的理解与应用
课堂小结并布置作业
本节课我们学习了哪些知识？
课堂小结
课后作业：
1.完成课后应用学习
2.试一试：结合课上的实验，用手机和电脑对自由落体运动的规律进行验证。
学会总结，并回顾知识。养成良好学习习惯。
板书设计
平抛运动
定义
条件
性质
研究方法
速度规律
位移规律
