《实验：探究平抛运动》的教学设计
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《实验：探究平抛运动》的教学设计
《普通高中物理新课程标准》指出：高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。
通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度和科学精神。
新课程把这一理念作为实施教学的基本理念。
本着对新课程理念的理解与感悟把高中物理人教版必修2第五章第三节《实验：探究平抛运动》教学设计如下：
一、设计思想：
以学生为中心，注重生生互动、师生互动。
在教师引导下充分让学生大胆猜想、自主设计，利用小组讨论、汇报交流、相互合作，全面体验和感悟实验探究的各个环节，培养学生的自主探究、合作学习的能力。
针对研究问题——平抛运动，引导学生进行实验方案的设计，通过交流比较，设计出既与教材相联系，又不被教材所束缚的创新实验方案，突出学习与创新相结合的教学理念。
二、教材分析
《实验：探究平抛运动》系人教版高中物理新课标的共同必修模块物理2的“曲线运动”部分第三节，本节内容需要两个课时，第一课时：实验设计，第二课时：实验操作，本次教学设计是第一课时的内容。
本节专门研究一种简单的曲线运动：平抛运动。
这部分内容与老教材内容有了本质的区别，对实验的分析不是课本上给出来的，而是要让学生自己探究出来。
因此，本节内容重点应落实在“探究上”，培养学生探究性学习能力、自主性学习能力。
以落实新课标的好素材。
三、学情分析
通过前面知识的学习，学生已经知道了和运动、分运动以及运动的合成与分解遵循的规律；知道了运动的合成与分解是处理曲线运动的基本方法；通过一个学期多的学习，学生已经具备了初步的实验设计能力，已经能用基本器材来研究物体的运动。
四、教学目标
（一）、知识与技能
1、用不同的器材组合设计出不同的方案
2、对设计出的方案进行评价与改进
（二）、过程与方法
学生自主设计的实验方案，经生与生间的交流、讨论，教师再进行引导得出较合理的多种方案。
（三）、情感、态度与价值观
通过实验设计探究，培养学生的设计探究兴趣与热情，体验到探究自然规律的艰辛与喜悦，培养学生自主学习与他人合作精神。
五、教学重点和难点
重点：1、学会借鉴前面所学的研究方法
2、学会设计实验方案
难点：设计方案
六、教学方法
探究、讨论、交流、谈话
七、教学过程
（一）、新课引入
师：通过上一节课的学习，我们知道了平抛运动。
下面一起回顾一下：（1）、什么是平抛运动？
（2）、平抛运动的轨迹是什么？
（3）、平抛运动我们可分解成水平方向和竖直方向，它们各做什么运动？（教师提问，学生回答，复习平抛运动的知识）
师：为了用实验方法描绘出平抛运动轨迹，请同学们自主设计出实验方案。
（二）、新课教学
（1）、用以下器材设计一个或多个实验方案来得到平抛运动的轨迹：斜面小槽、小钢球、粘了坐标纸的木板、铅笔、数码照相机、带水平喷嘴的瓶子（盛有水）、玻璃板、水彩笔
（2）、要求：
a、分组讨论
b、设计好后每组选个代表对本组设计方案进行介绍，其他同学进行评价或提出改进的建议。
（3）、通过教师引导，同学交流、讨论、谈话，可得出以下方案：
方案一：让小球每次从斜槽上同一高度滑下，从末端水平抛出，用铅笔描出小球经过的位置，通过多次实验，在竖直的背景方格纸上记录了小球所经过的多个位置，用平滑曲线连接起来就能得到小球做平抛运动的轨迹。
方案二：用水平喷出的水流来显示平抛运动的轨迹，在水流后面放置一块玻璃板，用彩笔描出身故刘的轨迹。
方案三：让小球从斜槽上滑下，从末端水平抛出，用数码相机拍频闪照片。
用频闪照片记录了小球所经过的位置，连接起来就得到小球做平抛运动的轨迹。
（4）、学生分三组分别依据三个方案描绘平抛运动的轨迹。
（5）、每个小组选一位学生介绍本组实验过程中出现的问题，注意事项。
八、问题与研讨
学生可能还有其它方案，教师可以和学生一起进行分析、评价。
九、平抛运动实验数据处理方法
（一）． x 、y 轴都画出，坐标原点未画出的数据处理
例1. 在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记
录轨迹，小方格的边长为cm L 25.1=，若小球在平抛运动途中
的几个位置如图6中的a 、b 、c 、d 所示，则小球平抛的初速
度的计算式为0v =_____（用L ，g 表示），其值为______（取g=9.8m/2s ）。
分析与解：根据题意，仔细审查图中a 、b 、c 、d 四点的相对位置，发现相邻的两点间的水平距离均为2L ，这里就隐含着“物体在相邻的两点间运动时间相等”的条件，设这相等时间为0T ，由于竖直方向是加速度为g 的匀加速运动，
由2aT S =∆可得20gT L =，再由水平方向是匀速运动得200
L v T =，联立上述两式解得s m Lg v /70.020==。
（二）.y 轴画出，x 轴和坐标原点都未画出的数据处理 例2.某同学在做平抛物体运动的实验时，不慎未定好原点，
只画了竖直线，而且只描出了平抛物体的后一部分轨迹，如图2所示。
依此图只用一把刻度尺，如何计算出平抛物体的初速度v 0? 分析与解：为了求出平抛物体的初速度，要画出三条等距（Δx ）、平行于y 轴的竖直线与轨迹交于A 、B 、C 三点，如图3所示。
然后分别过A 、B 、C 三点作三条水平直线，A 、
B 两点竖直距离为y 1,A 、B 两点竖直距离为y 1,A 、
C 两点竖直距离为y 2,由T v x 0=∆和2122gT y y y =-=∆,解得：1202/y y g x v -∆=.
（三）.x 轴画出，y 轴和坐标原点都未画出的数据处理
例3.某同学做“研究平抛运动规律”的实
验时，只在白纸上画出了与初速度v 0平行
的O x 轴，以及做平抛运动小球的一部分轨
迹，忘了画坐标原点和Oy 轴，如图4所示。
在这种情况下，若只用刻度尺，如何求得图1 y 图2
y
图3
该小球的初速度v 0？
（1）写出测量的主要步骤和需要测量的物理量，并在图上标出有关物理量的符号；
（2）用测得的物理量和有关常量，写出计算该小球初速度v 0的表达式
v 0= .
分析与解：(1)在该运动轨迹上取相邻的两个点间的水平距离相等的三个点A 、B 、C ； 测出相邻两个点间的水平距离x 和相邻两个点间的竖直距离
||,1221y y y y y -=∆设和
(2) 2gT y =∆ T v x 0= y g x v ∆=0 （四）利用频闪照片进行数据处理
例4.如图6所示，是用闪光灯照相法摄的一个平抛小球的照片，照相机每隔相等时间曝光一次，拍照时，不能保持底片的上边缘是水平，
请用合理的办法确定图中重力加速度方向（保留作图痕迹）。
若图距与实际距离之比为1：10。
在这种情况下，若只用刻度
尺，如何求得该小球的初速度v 0和曝光时间间隔T ？(重力加
速度g 已知)
（1）写出测量的主要步骤和需要测量的物理量，并在图
上标出有关物理量的符号； （2）用测得的物理量和有关常量，写出计算该小球初
速度v 0的表达式v 0= .
分析与解：（1）把首末两点相连并且三等份，各等份点与对应顺序的照片上的点相连，即是重力加速度所在的直线，并标明方向.
（2）用刻度尺测出图中的Δx 和y 1、y 2,则有:
T v x 010=∆,2121010gT y y =-
解得,
十、教学后记
重点关注学生设计过程中遇到的问题和新颖之处，便于以后教学中借鉴。
图5
图6 图7
g y y T 121010-=1200101010y y g x v -=。
