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1、《實(shí)驗(yàn):探究平拋運(yùn)動(dòng)》的教學(xué)設(shè)計(jì)
《普通高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:高中物理課程應(yīng)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),
讓學(xué)生積極參與、樂于探究、勇于實(shí)驗(yàn)、勤于思考。通過多樣化的教學(xué)方式,
幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)與技能,培養(yǎng)其科學(xué)探究能力,使其逐步形成科學(xué)態(tài)度
和科學(xué)精神。
高中物理人教版必修2第五章第三節(jié)《實(shí)驗(yàn):探究平拋運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)如
下:
一、設(shè)計(jì)思想:
以學(xué)生為中心,注重生生互動(dòng)、師生互動(dòng)。在教師引導(dǎo)下充分讓學(xué)生大膽猜想、
自主設(shè)計(jì),利用小組討論、匯報(bào)交流、相互合作,全面體驗(yàn)和感悟?qū)嶒?yàn)探究的
各個(gè)環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生的自主探究、合作學(xué)習(xí)的能力。針對(duì)研究問題——平拋運(yùn)
動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案
2、的設(shè)計(jì),通過交流比較,設(shè)計(jì)出既與教材相聯(lián)系,
又不被教材所束縛的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案,突出學(xué)習(xí)與創(chuàng)新相結(jié)合的教學(xué)理念。
二、教材分析
《實(shí)驗(yàn):探究平拋運(yùn)動(dòng)》系人教版高中物理新課標(biāo)的共同必修模塊物理2的“曲
線運(yùn)動(dòng)”部分第三節(jié),本節(jié)內(nèi)容需要兩個(gè)課時(shí),第一課時(shí):實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第二課
時(shí):實(shí)驗(yàn)操作,本次教學(xué)設(shè)計(jì)是第一課時(shí)的內(nèi)容。
本節(jié)專門研究一種簡(jiǎn)單的曲線運(yùn)動(dòng):平拋運(yùn)動(dòng)。這部分內(nèi)容與老教材內(nèi)容有了
本質(zhì)的區(qū)別,對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析不是課本上給出來的,而是要讓學(xué)生自己探究出來。
因此,本節(jié)內(nèi)容重點(diǎn)應(yīng)落實(shí)在“探究上”,培養(yǎng)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)能力、自主性
學(xué)習(xí)能力。以落實(shí)新課標(biāo)的好素材。
三、學(xué)情分析
通過
3、前面知識(shí)的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)知道了和運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)以及運(yùn)動(dòng)的合成與分解
遵循的規(guī)律;知道了運(yùn)動(dòng)的合成與分解是處理曲線運(yùn)動(dòng)的基本方法;通過一個(gè)
學(xué)期多的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)具備了初步的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,已經(jīng)能用基本器材來研
究物體的運(yùn)動(dòng)。
四、教學(xué)目標(biāo)
(一)、知識(shí)與技能
1、用不同的器材組合設(shè)計(jì)出不同的方案
2、對(duì)設(shè)計(jì)出的方案進(jìn)行評(píng)價(jià)與改進(jìn)
(二)、過程與方法
學(xué)生自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案,經(jīng)生與生間的交流、討論,教師再進(jìn)行引
導(dǎo)得出較合理的多種方案。
(三)、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究,培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)探究興趣與熱情,體驗(yàn)到探究
自然規(guī)律的艱辛與喜悅,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與他人合作精
4、神。
五、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):1、學(xué)會(huì)借鑒前面所學(xué)的研究方法
2、學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
難點(diǎn):設(shè)計(jì)方案
六、教學(xué)方法
探究、討論、交流、談話
七、教學(xué)過程
(一)、新課引入
師:通過上一節(jié)課的學(xué)習(xí),我們知道了平拋運(yùn)動(dòng)。下面一起回顧一下:
(1)、什么是平拋運(yùn)動(dòng)?
(2)、平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是什么?
( 3) 、平拋運(yùn)動(dòng)我們可分解成水平方向和豎直方向,它們各做什么運(yùn)動(dòng)?(教
師提問,學(xué)生回答,復(fù)習(xí)平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí))
師:為了用實(shí)驗(yàn)方法描繪出平拋運(yùn)動(dòng)軌跡,請(qǐng)同學(xué)們自主設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。
(二)、新課教學(xué)
( 1) 、用以下器材設(shè)計(jì)一個(gè)或多個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡:
斜
5、面小槽、小鋼球、粘了坐標(biāo)紙的木板、鉛筆、數(shù)碼照相機(jī)、帶
水平噴嘴的瓶子(盛有水)、玻璃板、水彩筆
( 2) 、要求:
a、分組討論
b、設(shè)計(jì)好后每組選個(gè)代表對(duì)本組設(shè)計(jì)方案進(jìn)行介紹,其他同學(xué)進(jìn)行評(píng)價(jià)或提
出改進(jìn)的建議。
( 3) 通過教師引導(dǎo),同學(xué)交流、討論、談話,可得出以下方案:
方案一:讓小球每次從斜槽上同一高度滑下,從末端水平拋出,用鉛筆描出小
球經(jīng)過的位置,通過多次實(shí)驗(yàn),在豎直的背景方格紙上記錄了小球所經(jīng)過的多
個(gè)位置,用平滑曲線連接起來就能得到小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。
方案二:用水平噴出的水流來顯示平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,在水流后面放置一塊玻璃
板,用彩筆描出身故劉的軌跡。
6、
方案三:讓小球從斜槽上滑下,從末端水平拋出,用數(shù)碼相機(jī)拍頻閃照片。用
頻閃照片記錄了小球所經(jīng)過的位置,連接起來就得到小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。
( 4) 、學(xué)生分三組分別依據(jù)三個(gè)方案描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。
(5)、每個(gè)小組選一位學(xué)生介紹本組實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題,注意事項(xiàng)八、問題與研討
學(xué)生可能還有其它方案,教師可以和學(xué)生一起進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)。
九、平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法
圖1
(1) .x、y軸都畫出,坐標(biāo)原點(diǎn)未畫出的數(shù)據(jù)處理
例1.在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,用一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1.25cm,若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖6中的a、b、c、d所示,則小
7、球平拋的初速度的計(jì)算式為Vo=(用L,g表示),其值為(取g=9.8m/s2)。
分析與解:根據(jù)題意,仔細(xì)審查圖中a、b、c、d四點(diǎn)的相對(duì)位置,發(fā)現(xiàn)相鄰的兩點(diǎn)間的水平距離均為2L,這里就隱含著“物體在相鄰的兩點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等”的條件,設(shè)這相等時(shí)間為To,由于豎直方向是加速度為g的勻加速運(yùn)動(dòng),
由SaT2可得LgT。2,再由水平方向是勻速運(yùn)動(dòng)得2Lv°To,聯(lián)立上述兩式解得v02M0.70m/so
(2) .y軸畫出,X軸和坐標(biāo)原點(diǎn)都未畫出的數(shù)據(jù)處理例2.某同學(xué)在做平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)時(shí),不慎未定好原點(diǎn),只畫了豎直線,而且只描出了平拋物體的后一部分軌跡,如圖2所示。依此圖只用一把刻度尺,如何
8、計(jì)算出平拋物體的初速度V。?
分析與解:為了求出平拋物體的初速度,要畫出三條等距(△x)、平行于y軸的豎直線與軌跡交于A、B、C三點(diǎn),
如圖3所示。然后分別過A、B、C三點(diǎn)作三條水平直線,A
B兩點(diǎn)豎直距離為yi,A、B兩點(diǎn)豎直距離為yi,A、C兩點(diǎn)豎直距離為y2,由xv°T和yy2yigT2,解得:v。xj?/d""2y1.
(3) .X軸畫出,y軸和坐標(biāo)原點(diǎn)都未畫出的數(shù)據(jù)處理
例3.某同學(xué)做“研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)上
驗(yàn)時(shí),只在白紙上畫出了與初速度V。平行"W
的ox軸,以及做平拋運(yùn)動(dòng)小球的一部分軌
跡,忘了畫坐標(biāo)原點(diǎn)和Oy軸,如圖4所示。\
在這種情況下,若只用刻度尺,
9、如何求得\
該小球的初速度Vo?
(1)寫出測(cè)量的主要步驟和需要測(cè)量的物理量,并在圖上標(biāo)出有關(guān)物理量的符號(hào);
(2)用測(cè)得的物理量和有關(guān)常量,寫出計(jì)算該小球初速度V0的表達(dá)式
x
x
O
圖5
分析與解:(1)在該運(yùn)動(dòng)軌跡上取相鄰的兩個(gè)點(diǎn)間的水平距離相等的三個(gè)點(diǎn)ABC;測(cè)出相鄰兩個(gè)點(diǎn)間的水平距離x和相鄰兩個(gè)點(diǎn)間的豎直距離
yi和y2,設(shè)yIy2yiI
2
ygTxVoT
(四)利用頻閃照片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理
照相機(jī)每隔
例4.如圖6所示,是用閃光燈照相法攝的一個(gè)平拋小球的照片,相等時(shí)間曝光一次,拍照時(shí),不能保持底片的上邊緣是水平,請(qǐng)用合理的辦法確定圖中重力加速度方向(保
10、留作圖痕跡)。若圖距與實(shí)際距離之比為1:10。在這種情況下,若只用刻度尺,如何求得該小球的初速度Vo和曝光時(shí)間間隔T?(重力加速度g已知)
Ax
x
圖7
圖6
x
y
y1
(1)寫出測(cè)量的主要步驟和需要測(cè)量的物理量,并在圖上標(biāo)出有關(guān)物理量的符號(hào);
(2)用測(cè)得的物理量和有關(guān)常量,寫出計(jì)算該小球初速度Vo的表達(dá)式Vo=.
分析與解:(1)把首末兩點(diǎn)相連并且三等份,各等份點(diǎn)與對(duì)應(yīng)順序的照片上的點(diǎn)相連,即是重力加速度所在的直線,并標(biāo)明方向.
(2)用刻度尺測(cè)出圖中的△x和y1、y2,則有:
2
1oxvoT,1oy210ylgT
解得,
圖4
10y210yl
Vo10x0'g
10y210y1