“平抛运动”教学设计

吴力云

摘 要：平抛运动是曲线运动的特例，是曲线运动中最基本也是最重要的运动，是曲线运动的重点，是学生在学习了“牛顿运动定律”和“运动的合成与分解”之后的具体应用实例，更是这些知识的迁移和综合应用。该教学设计以引导为主，让学生能轻松掌握本节内容。

关键词：平抛运动；运动的合成与分解；曲线运动

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）9-0064-4

1 概 述

（1）本节课是高一物理必修2第三章第三节的内容。

（2）所需课时为1课时。

（3）本节课主要探究曲线运动的特例——平抛运动，主要是在学生学习了“牛顿运动定律”和“运动的合成与分解”之后的具体应用实例，也是这些知识的迁移和综合应用。本节课主要讲述研究曲线运动的基本方法——运动的合成与分解，并用这个方法具体研究平抛运动的特点和规律。

（4）平抛运动是一种最基本、最重要的曲线运动，是曲线运动的重点，是“运动的合成与分解”知识的第一次实际应用，是分析曲线运动的最典型的实例，在以后的学习中会经常用到。比如，带电粒子的类平抛运动等，就要用到本节知识。本节知识也是历年高考的必考题型，要求理解、掌握两个分运动及规律并熟练应用该规律解决问题。

2 教学目标分析

知识与技能：

（1）知道什么是平抛及物体做平抛运动的条件。

（2）知道平抛运动的特点和基本规律。

（3）引导学生探索如何用实验来验证平抛运动是由水平和竖直方向的两个分运动合成的。

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）通过实验、频闪照片，让学生由感性认识到理性认识，培养学生的观察能力和分析能力。

情感、态度与价值观：

（1）在物理教学中培养学生学习科学的兴趣及实事求是的科学态度。

（2）使学生受到“相信科学、热爱科学”的教育。

（3）激发学生的学习兴趣和勇于探索的精神。

3 学习者特征分析

（1）高一学生活泼、好动、好奇心强，具有较强的探究欲望。

（2）学生具备了一定的分析问题的能力和总结实验现象的能力。

（3）学生已初步掌握“牛顿运动定律”和“运动的合成与分解”，并初步了解了什么是曲线运动。

本节课的学习者特征分析主要是根据教师平时对学生的观察和批改作业中做出的。

4 教学策略选择与设计

（1）先行组织者策略：创设情境，激发学生的学习兴趣，设计问题，引入正题。

（2）实验探究引导策略：设计探究实验，引导学生对实验进行仔细观察，引导学生把复杂的曲线问题分解两个简单的直线运动。

（3）操练法策略：在学生明确了平抛运动的规律后及时以习题加以巩固。

（4）小组讨论交流策略：通过小组或全班讨论深化对当前所学知识的理解。

其中，第2点实验探究是重点，通过实验探究让学生掌握解决平抛运动的方法，也就是根据运动的合成与分解的办法，把平抛运动分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动。所以，探究引导过程要有耐心，需及时提出有启发性的问题。

5 教学资源与工具设计

（1）鲁科版教材高中物理必修二。

（2）多媒体网络教室。

（3）多媒体课件：课前自制的PowerPoint课件，包括实验演示视频和轨迹图等。

（4）教师演示实验仪器：平抛竖落仪（附两个完全相同的小球、小锤），铁架台。

6 教学过程

（1）创设情境

观看视频和图片。分别是飞机投弹，篮球运动员投篮，水平桌上将小球弹出桌面。

（2）提出问题

提问：炸弹、篮球、小球的运动有什么特点？

解析：都具有一定的初速度，在空中的运动过程都只受到重力和空气阻力。

（物理学研究问题总是先简单后复杂，忽略次要因素，突出主要因素，对于空中运动的物体由于受空气阻力的影响较小，我们忽略不计。）

结论：以一定的初速度将物体抛出，只受到重力作用（或空气阻力可以忽略）的情况下，物体所做的运动叫抛体运动。当初速度的方向为水平方向的抛体运动就叫“平抛运动”。小球离开桌面所做的运动就是平抛运动。

即平抛运动的条件：①物体具有水平方向的初速度；②运动过程中只受重力作用。

（通过图片的展示可以激发学生的兴趣，同时了解平抛运动的重要性）

（3）建立模型

提问：对于这样的曲线问题要如何处理呢？有什么办法解决曲线问题？

解析：利用运动的合成与分解的办法，把平抛运动分解为简单的直线运动。

提问：利用运动的合成和分解，把平抛运动等效为两个方向的分运动，那么合运动和分运动之间有什么关系？

等效性、等时性和独立性。

猜想：引导学生根据平抛运动的特点把平抛运动分解为两个简单的直线运动。

①分解原则：将平抛运动沿竖直方向和水平方向分解。

②竖直方向特点：

水平方向特点：

③最终模型：把平抛运动分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动。

（4）实验探究

怎样验证我们的猜想呢？

引导学生进行分步验证，分别验证平抛运动竖直方向的分运动为自由落体运动和水平方向为匀速直线运动。

①怎样验证平抛运动竖直方向为自由落体运动呢？

a.实验目的：验证平抛运动竖直方向是自由落体运动。（教师演示）

如图1所示， 球A运动形式——平抛运动；

球B运动形式——自由落体运动。

如果理论分析正确，那么球A、球B应同时落地；

理论分析错误，则球A、球B不同时落地。

观察重点：球A、球B是否同时落体。

（引导学生根据声音来判断是否同时落地。）

b.改变两个小球开始运动时的高度和平抛的初速度，发现它们始终同时落地。

c.结论：平抛运动的小球和自由落体运动的小球始终同时落地，所以平抛运动竖直方向为自由落体运动。

②怎样验证平抛运动水平方向为匀速直线运动呢？

方法：证明在相等的时间发生的水平位移相等。

a.实验目的：验证平抛运动水平方向为匀速直线运动。（观察课件：频闪照片法）

b.频闪照片是采用每隔相等的时间间隔曝光一次的方法，在同一张相片上记录物体在不同时刻的位置。

c.观察：平抛运动在相等的时间水平位移是否相等（图2）。

d.结论：平抛运动水平方向为匀速直线运动。

③结论：平抛运动竖直方向为自由落体运动，水平方向为匀速直线运动。

（5）规律总结

引导学生根据各方向分运动的运动规律总结平抛运动的规律：

③平抛运动的性质

（6）解决问题

引导学生根据平抛运动的规律解决问题，可分小组讨论。

①想一想：动物管理员在森林里寻找到了一只丢失的猴子，立即用麻醉枪水平射击，设子弹从枪口水平射出的瞬间，精明的猴子便从静止开始自由下落，猴子跑掉了吗？为什么？

解析 跑不掉。因为猴子做自由落体运动，子弹做平抛运动，平抛运动竖直方向为自由落体运动，所以跑不掉。

②做一做：一位同学从楼房的阳台上以2.5 m/s的水平初速度平抛一物体，测得该物体抛出后落在楼前5 m的水平地面上，若不计空气阻力，g取10 m/s2。求：楼房阳台的高度？

解析 设阳台的高度为h，平抛物体在空中运动的时间为t，则由平抛运动物体位移公式得：

把数据代入上式得：

③试一试：请你来当飞行员（图5）。（模拟投弹视频，让学生投弹）

（7）小结

①知识回顾：平抛运动的概念、条件、性质。

②平抛运动的研究方法：等效代替——分解与合成；化繁为简——化曲为直。

③平抛运动的规律：位移规律，速度规律。

（8）课后思考

①影响运动时间的因素；

②影响落地水平位移的因素；

③影响落地速度的因素；

④任意两个相等时间间隔内的速度变化量。

（9）作业布置

课本 P58：5、6。

（10）教学过程流程（图6）

7 教学反思

学生在课堂中能积极思考平抛运动的定义和规律，大胆猜想并构建物理模型，肯动脑，能认真观察实验现象并总结规律。教师在教学过程中积极引导学生构建物理模型并进行实验探究，实验过程中积极引导学生观察实验现象，并总结规律。引导学生利用现学的规律学以致用，解决问题。

对提出的课后思考问题利用自习时间对学生进行帮助；作业及时批改，对作业错误率高的同学进行课后辅导；及时调整教学策略。

参考文献：

[1]张同恂，扈剑华，彭前程.高中物理（试验修订本）第一册教材分析（下）[J].中小学教材教学：中学文科，2000（9）：30—34.

[2]李允和，张建俭.提高物理学习兴趣的五种做法[J].物理教学探讨，2009，27（10）：22—23.

[3]赵淑红.求平抛运动中的时间与分类解析[J].中学生数理化：学研版，2012（2）：30.

[4]孙天河.平抛运动的教学特点与物理方法的有机整合[J].中学物理：高中版，2012（10）：5.

[5]张军力.物理教学中培养学生的科学态度[J].科技咨询导报，2007（21）：150.

[6]王锡猷.观摩物理优质课评选活动的思考[J].教学与管理，2002（5）：25—26.

（栏目编辑 邓 磊）