平抛运动教学设计

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平抛运动教学设计

【教材分析】学习平抛运动之前，学生接触到的都是直线运动，平抛运动比直线运动复杂，不容易直接研究它的运动规律，就需要将它分解为简单的直线运动来研究。教学时可结合平抛运动演示仪和频闪照片，使学生能认识到平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，利用实验事实得出结论，能给学生留下更深的印象。
【教学目标】知道什么是平抛运动；理解平抛运动可以分为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，且这两个方向上的运动互不影响；掌握平抛运动的规律，会处理简单的问题；通过实验、频闪照片，完全由感性认识到理性认识，培养观察能力和分析能力；渗透物理学研究方法的教育。认识平抛运动的处理方法是从复杂到简单，先分解再合成，这个规律是物理学研究的重要方法；发挥教学工具的作用，提高运用数学解决问题的能力；在物理教学中使学生受到相信科学、热爱科学的教育；培养学生学习科学的兴趣及实事求是的科学态度；激发学生积极的学习兴趣和勇于探索的精神。
【教学重点与难点】平抛运动的特点和规律
【教学过程】
复习导入：
师：前面我们学习了曲线运动的相关知识以及研究曲线运动基本方法——运动的合成与分解，在学习新课之前我们先来回顾一下．物体在什么情况下物体会做曲线运动?
生：当物体所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。
师：做曲线运动的物体其速度方向是怎样的?
生：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。
师：对于曲线运动，我们通常会如何处理？
生：把它分解为两个方向的运动来研究，两个分运动的共同效果与合运动效果是一样的。
新授课
一、什么是平抛运动
1．充分感知现象：在此基础上进行大致分类。
第一步是观看飞机投弹的录像，观察水平管子中射出水流的运动，观察桌面上滚下的小球的运动，观察水平抛出的纸团的运动。第二步是区分类别，将值得一起研究的运动归为一类。
2．求同寻异：对归在一起的几种运动进行分析，既找不同点，又寻相同点。例如不同点为：运动速度不同，物体大小和质量不同，下落高度不同，所受重力不同，所受空气阻力不同等，相同点均为曲线运动，轨迹相似，初速度均水平。（渗透了多角度分析的思想方法）
3．运用理想化方法，忽略次要因素，重新认识相同点：例如，前述几种运动中空气阻力是次要因素，将其忽略。
4．寻找模型本质上的共同点：忽略空气阻力以后，从运动和力这一层面我们可以找到初速度方向水平，只受重力作用，加速度均为g这些相同点，从功与能角度，我们可以找到在运动过程中只有重力做功，机械能守恒这些相同点。
给出平抛运动的定义：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叫做平抛运动　　
5．综合表象：平抛运动与自由落体，平抛运动与水平匀速运动，频闪照片等。最后舍弃具体细节特征,概括形成反映平抛运动这一运动模型本质特征的表象。例如，虽然物体有大有小，重力有大有小，但重力加速度不变，虽然初速度有大有小，下落高度不同，这些可以影响轨迹的长短和形状，但运动的性质仍然相同。
引导学生观察，平抛运动是由水平方向和竖直方向两个方向上的运动合成的，那就分别研究这两个方向上的运动。
⑴ 从理论上猜想小球在竖直方向上的运动
师：物体运动和受力情况是联系在一起的。
生：在竖直方向上只受到重力的作用．
师：想一下我们前面学过的运动形式有没有只在重力作用下实现的?
生：做自由落体运动的物体只受重力的作用．
师：既然竖直方向上只受重力的作用，与物体做自由落体运动的条件相同，根据我们上节课学的分运动的独立性原理知道，分运动在各自的方向上遵循各自的规律，我们能得出什么样的结论呢?
生：平抛运动竖直方向上的分运动有可能是自由落体运动．
师：既然我们有了这样的猜想，为了验证它的正确性，我们来做下面这个实验。由于平抛运动的小球在竖直方向上初速度为零，只受重力作用，应该做自由落体运动。
⑵ 实验探究竖直方向上的运动
演示课本P55《实验与探究——研究平抛运动》
如图6.3 – 2所示，用小锤打击弹簧金属片，金属片把A球沿水平方向抛出，同时A球被松开，自由下落．A、B两球同时开始运动．
师：先来分析两个小球做的分别是什么运动．
生：A球在金属片的打击下获得水平初速度后只在重力作用下运动，所以做的是平抛运动．B球被松开后没有任何初速度．且只受到重力的作用，因此做的是自由落体运动．
师：现在观察两球的运动情况，看两球是否同时落地．这个地方教给大家一个判断两球是否同时落地的小技巧．那就是不要用眼睛看．而是用耳朵听．两个小球落地后会不止蹦一下，我们只听它们落地的第一声响．如果我们只听到一声响，说明两个小球同时落地，如果听到两个落地声，说明两个小球先后落地．在做实验之前我们先来听一下一个小球落地的声音。（拿两个相同的小球，在不同高度下落，让学生仔细听其落地的声音，再让小球在相同高度下落，让学生听其落地声音）（演示如图6.3 – 2所示的实验）
师：A、B两个小球从同一高度同时开始运动，又同时落地，这说明了什么问题啊?
生：这说明了A球在竖直方向上的分运动的情况和B球的运动情况是一样的．B球做的是自由落体运动．
师：由这一次实验我们就能下这样的结论吗?有可能我们设置的这个高度是一个特殊的高度，它正好满足自由落体下落的时间和平抛运动时间相等呢?或者说因为我们打击力度的原因，使A球获得的初速度刚好满足这一条件。
生：多次改变小球下落的高度与打击的力度，重复这个实验．
师：现在我们来改变高度和打击力度重新来做这个实验，来听落地的声音．
生：两个小球仍然同时落地．
师：这说明了什么问题?
生：平抛运动在竖直方向上的分运动就是自由落体运动．
结论：平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动．
⑶ 用频闪照片加紧深学生对平抛运动的理解
给学生播放频闪照片，让学生更加清楚地认识到平抛运动的小球在竖直方向上的运动与自由落体小球的运动相同。
⑷ 从理论上分析小球在水平方向上的运动规律
师：研究完竖直方向上的运动，我们再来做平抛运动的物体在水平方向上的受力情况．
生：做平抛运动的物体只受重力作用，重力的方向是竖直向下的，所以物体在水平方向上不受力．
师：根据运动的独立性我们知道水平方向上的运动不会受到竖直方向的运动影响．再根据牛顿第一定律我们能得出什么样的结论啊?
生：根据牛顿第一定律我们知道，如果一个物体处于不受力或受力平衡状态，它将静止或做匀速直线运动．在乎抛运动中，物体水平方向上不受力，并且水平方向上有一个初速度，所以物体在水平方向上应该是匀速直线运动．
⑸ 让学生通过频闪照片更加清晰地认识到小球在水平方向上是做匀速直线运动相邻两个小球之间的时间间隔一样，相邻两个小球之间的水平位移是一样，说明了水平方向上的
得出结论：平抛运动可以分解为沿水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
二．研究模型遵循的规律。平抛运动的速度公式，位移公式等
平抛运动的规律：引导学生观察频闪照片，得出位移规律和速度规律。
1．位移规律：既然做平抛运动的物体水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动，那么：
水平方向上的位移：
竖直方向上的位移：
结论：平抛运动的轨迹是抛物线
在时间t内合位移的大小：
水平位移和竖直位移的运动时间是一样的，但是平抛运动过程经历的时间完全由抛出点到落地点的竖直高度确定，与抛出时初速度的大小无关。
轨迹方程：
2．速度规律：
水平分速度：竖直分速度：
时刻t平抛物体的速度大小和方向:
三．运用模型解决实际问题
一架装载抗洪救灾物资的飞机，在距地面h的高处，以v0的水平速度飞行，为了使救援物资准确投中地面目标，如果你是飞行员，你应该在距目标水平距离多远的地方投出物资？（不计空气阻力）
解：
练习：
小结：
本节课我们学习的主要内容是：
1．什么是平抛运动。
2．平抛运动水平和竖直两个方向上的分运动分别是什么运动?
水平方向是匀速直线运动；竖直方向是自由落体运动．　　