人教版 (2019)必修 第二册实验：探究平抛运动的特点教案及反思

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课型
新课
课题
抛体运动（第一课时）
相关
概念
斜抛运动、平抛运动、抛出点、初速度、水平分速度、竖直分速度、合速度、速度偏向角、水平分位移、竖直分位移、合位移、位移偏向角、水平射程。
概括
原理
运动独立性原理（分运动和合运动之间具有独立性、等时性、矢量性、同体性）；
平抛运动看成是作水平方向的匀速直线运动和自由落体运动的合运动。
核心问题
运动的独立性。
情境
包裹
从娱乐活动“套圈圈”设计真实问题情境，师生共同构建物理模型。让学生体验到“生活中处处是物理”、“物理源于生活又高于生活” 。
核心
素养
聚焦
1.物理观念：合运动与分运动等效替代的观念。
2.科学思维：从结构不良的真实情景构建理想物理模型——抛体运动（模型构建）；通过逻辑推理师生共同总结平抛运动的规律（科学推理）；对平抛运动可分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动两个分运动进行实验探究（科学论证）。
3.科学探究：先提出问题，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。实验过程收集证据，进行交流合作。学生陈述观点、提出问题、 解释或共同讨论解疑。
关键
能力
培养
1.从结构不良的真实情景构建抛体运动模型培养建模能力。
2.通过师生共同总结平抛运动的规律培养理解和推理能力。
3.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实验培养观察实验能力和实验探究能力、合作创新能力。
4.通过数学抛物线描述平抛运动培养应用数学知识解决物理问题的能力。
学习
目标
1.知道：平抛运动可以分解为匀速直线运动和自由落体运动。
2.理解：探究曲线运动的一种基本思想和方法——运动的合成与分解。
3.能做：对生活情境中的物理问题抽象概括为平抛运动模型并能利用平抛运动规律解决一些简单的实际问题。
教学
重难
点
重点：通过真实的生活情境构建平抛运动模型，总结平抛运动规律。
难点：理解运动的合成与分解和等效代替的物理思想及方法，领悟运动的合成与分解的实质是运动的独立性。
课堂
总结
课时安排
第一课时：探究并掌握平抛运动的规律。
第二课时：分析斜抛运动和习题课。
教材分析
抛体运动是运动与合成与分解方法的实例运用，是物理教学从直线运动转向曲线运动的转折点；学生生活中有丰富的抛体运动的经验，该内容是引导学生从生活走向物理的良好素材。
学情分析
学生已经具备牛顿力学、匀变速直线运动、矢量等相关的知识基础。学生思维的独立性、深刻性和灵活性得到进一步发展，但抽象思维、逻辑思维不够严谨。己经具备初步的实验设计能力、较好的实验操作能力、观察能力及分析能力。
第一课时
环节
师生活动
设计意图
情
境
包
裹
近几年在公园、娱乐景区兴起了一种娱乐活动“套圈圈”：在一次“套圈圈”的游戏中，小朋友看中了一个与自己水平相距3米，距地面高度0.5 米的小熊猫玩具，该小朋友想要用圈套住它该怎样扔出小圈呢？
“套圈圈”是很多学生都有的生活体验。通过这样的情境引入，体现了“物理源于生活”、 “生活中处处是物理”。
模
型
构
建
组织学生就问题情境展开讨论：确定对象、明确情境、描述过程、建构模型。
经思考讨论形成以下观点：①为简化问题可将小圈和玩具抽象为质点；②抛出后小圈受到重力及空气阻力，空气阻力在一般情况下能忽略；③扔小圈的方向可能有无限多种，但归结起来主要是斜上、斜下和水平；④应该根据实际条件确定抛出小圈的初始位置即抛出点。
该真实情境对学生来说属于结构不良的问题，该类问题有助于训练学生思维的发散性、全面性与灵活性。将实际问题转化为物理模型需要在分析过程中抓住主要矛盾、忽略次要矛盾，建立合理、便于分析的理想模型。但这一过程需要教师适当的引导与帮助。
形
成
概
念
【抛体运动的定义】我们将这种以一定的速度将物体抛出，物体只在重力作用下所做的运动就叫做抛体运动。
【抛体运动的分类】根据抛出的方向可将抛体运动分为平抛运动及斜抛运动。
【平抛运动的定义】以一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体只受重力作用下的运动叫平抛运动。平抛运动是最简单的抛体运动。
【平抛运动的特点】①具有水平的初速度；②只受重力的作用。
对生活经验及问题情境的表征进行总结，运用科学、准确的语言进行描述形成相关概念；并运用相关知识对物理过程进行科学分析形成对物理过程本质的认识，透彻的理解情境，建构新知识。
理
论
探
究
利用粉笔或橡皮擦演示平抛运动，引导学生关于运动过程形成直观的图像。通过受力分析强化学生关于平抛运动的本质，渗透动力学的思想方法。
请思考分析：
①平抛运动是一种什么性质的运动？为什么？
答案：加速度为g的匀变速曲线运动。因为F合与V0不共线，F合是恒力。
②平抛运动是曲线运动，那么我们应该采取什么样的方法来研究平抛运动呢？
答案：化曲为直—运动的分解—等效替代。
③平抛运动可分解为哪两个方向上的直线运动？分别是什么运动？为什么？
答案：水平匀速直线运动和竖直方向自由落体运动。水平方向不受力；竖直方向初速为零且只受重力。
该推理过程是将新情境与己有知识整合，利用己有知识分析新情境的过程。
清楚、有效的逻辑推理是培养学生良好的逻辑思维能力及形成科学正确结论非常重要的一个环节。
实
验
探
究
引导学生进行分析、展开讨论，提出假设：
思路一：将做平抛运动的物体分别于与做匀速直线运动的物体和做自由落体运动的物体相对比，如果步调是一致的，就能够证明；
思路二：匀速直线运动就要满足相等的时间内位移相等，自由落体运动第一秒内、第二秒内、第三秒内位移比为：y1：y2：y3 = 1：4：9。
介绍伽利略对平抛运动的假设和推导：
实验探究的过程是开放的，可以是多种观点、思路并存。动手提高操作能力、动眼提高观察能力、动脑提高思维能力。学生在探究过程中不断遇到挫折、战胜挫折并尊重实验事实，培养学生科学态度的过程。
介绍伽利略对平抛运动的假设和推导，让学生感受物理学大师严密的逻辑推理和严谨的科学态度。
总
结
归
纳
师生共同总结：通过运动的合成和分解来分析平抛运动；平抛运动可视为是水平方向的匀速直线运动与竖直方向上的自由落体运动的合成；两个方向上的运动具有相对独立性，互不干扰。
拓展：师生应用结论推导确定物体运动状态更具体的规律及表达式。根据上述结论，我们可以进一步探讨平抛运动的规律。
最后通过严谨表述的语言，将学生的探究提到科学的高度。为物理学科核心素养的形成打牢基础。
总
结
规
律
（板书）
一、平抛运动的速度：1.分速度：vx＝v0，vy＝gt
2.合速度：①大小： ②方向：
二、平抛运动的位移: 1.分位移：x＝v0t
2.合位移：
①大小： ②方向：
三、平抛运动的轨迹：，轨迹是一条抛物线。
从学生的探究、推理上拓展出的相关结论，学生不仅知其然，更是知其所以然。根据基础知识引导学生推导一些常用的基本结论并分析推导过程的方法及思路，能使得知识更具有可操作性及可迁移性，有利于学生在其他情境中灵活运用，也有利于让学生体会到所学知识的价值。
规
律
应
用
求：要以多大的初速度水平抛出才能套中小熊猫玩具呢（g=10m/s2）？
答案：V0=10m/s
例题：一架老式的飞机在高出地面0.81 km的高度，以2.5×102 km/h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？不计空气阻力。
分析：“投弹”就是炸弹从飞机上释放，炸弹被释放时具有飞机当时的水平速度（由于惯性），离开飞机后只受重力，忽略空气阻力，炸弹将做平抛运动。因炸弹在水平方向有速度，所以不能在目标的正上方投弹。根据运动的独立性和等时性，竖直方向运动的时间与水平方向运动的时间相同，根据竖直高度可确定飞行时间。由于惯性，炸弹的水平速度应为飞机的速度。知道了时间和水平速度，就能确定投弹地点与目标的水平距离。
解：竖直方向上炸弹做自由落体运动，所以由h＝得t＝
炸弹通过的水平距离为x＝v0t＝代入数值得：x＝0.89 km。
拓展：（1）求炸弹落到目标上时的速度大小和方向。（2）如果目标在同向运动或者相向运动呢？
通过例题与课堂开始设计的“套圈圈”游戏真实情景问题相呼应。培养学生利用总结出来的规律分析问题和解决实际问题的能力。
通过例题的拓展，培养学生思维的灵活性、创造性。
说
明
生活中处处是物理、根据生活情境建构物理模型、物体的运动状态与初始状态及受力情况决定；通过对不良情境的分析，培养学生思维的灵活性、深刻性，通过对理论的实验探索，提高科学探究能力；通过对问题情境、探究的论证过程培养学生思维的深刻性与批判性等相关物理学科核心素养的培养。