高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 实验：探究平抛运动的特点集体备课教学设计

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 实验：探究平抛运动的特点集体备课教学设计，共6页。教案主要包含了教学目标，课前预习，课堂探究，板书设计等内容，欢迎下载使用。
2.2.2 通过实验，探究并认识平抛运动的规律。会用运动合成与分解的方法分析平抛运动。体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。能分析生产生活中的抛体运动。
本条目明确提出要通过实验探究平抛运动的规律，重点是学会用运动合成与分解的方法分析平抛运动，体会其中蕴含的化繁为简的物理思想。本条目要求学生能理论联系实际分析日常生活中的抛体运动，例如飞机投放救灾物资等。
【教学目标】
【课前预习】
认真阅读教材P10-P13
【课堂探究】
情景体验
在投篮运动中，篮球的运动轨迹如图所示，类似于抛物线，而篮球在离开手之后只受重力作用(忽略空气阻力的影响),这种运动叫作什么运动?
这种运动叫作抛体运动，若沿水平方向抛出篮球，则篮球的运动为平抛运动。
实验探究
（一）实验思路
(1)提出问题：平抛运动是曲线运动，速度和位移的大小和方向时刻在发生变化。怎么研究这个复杂的曲线运动呢？我们可以将复杂的曲线运动分解为两个简单的直线运动（描绘出运动轨迹）。
(2)科学猜想：由于物体是沿水平方向抛出的，在运动过程中只受重力作用。因此平抛运动可能是水平方向和竖直方向分运动的合成。那么只要研究出这两个分运动的特点，平抛运动的规律就清楚了。
（二）实验方案
方案一：频闪照相法
对频闪照片的分析（学导P9）
如图甲所示是一个小球做平抛运动时的频闪照片。选第一个小球球心为原点建立坐标系，每3个小球(不计初始位置的球)取1个球测量相对应的横坐标和纵坐标，如图乙所示。根据频闪照相的特点可知，若频闪周期为T，则每相邻两球的时间间隔相等，都是T，即图中OA、AB、BC对应的时间间隔就是3T。
方案二： 分步法探究平抛运动的特点（对比实验法）
①探究平抛运动竖直分运动的特点
②探究平抛运动水平分运动的特点
观察结果：①不管小钢球距地面的高度多高，也不管小锤击打金属片的力度多大，两小钢球每次都是同时落地的。②不管C、D的高度(始终有AC=BD)多高，也不管弧形轨道M的高度怎样变化，P、Q两小钢球总是发生碰撞。
得出结论：①做平抛运动的小钢球在竖直方向上的分运动是自由落体运动。②做平抛运动的小钢球在水平方向上的分运动是匀速直线运动.
特别提醒：1.斜槽调整:实验中必须调整斜槽末端水平，将钢球放在斜槽末端水平部分,若小球保持静止，则说明斜槽末端水平。
2.平板固定:平板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查平板是否竖直。
3.钢球释放:(1)钢球每次必须从斜槽上同一位置由静止开始自由滚下。(2)钢球开始滚下的位置高度要适中,以使钢球做平抛运动的轨迹由白纸的左上角一直到达右下角为宜。
4.坐标原点:坐标原点不是槽口的端点，应是钢球出槽口时球心在木板上的投影点。
练习巩固：教材课后题P13 第1、2题
【板书设计】
实验：探究平抛运动的特点（第二课时）
《新课程编写说明》
第3节实验：探究平抛运动的特点——注重问题导向，促进学生自主思考，增强实验开放性
新课标强调通过实验探究并认识平抛运动的规律，并将该实验列为学生必做实验。新教材将探究平抛运动的特点置于理论推导之前，单独作为第3节，目的在于切实增强学生的探究能力。实验思路围绕运动的合成与分解展开，考虑到学生通过之前的探究实验已经具备了一定的实验能力，因此，在实验方案中，教材将实验的关键步骤变成“问题串”。引导学生自主作出猜想、确定要测量的物理量、如何减小实验误差等，不再给出实验的具体细节和步骤，这样的设计能够真正实现学生自主思考、自主探究的目的。
本实验有两个方案，第一个方案是以频闪照相的方法研究平抛运动、优点在于能够直接观察物体的运动轨迹，便于学生获得直观的认识，并可在照片中建立坐标系研究位移、速度与时间的关系。该方案的研究方法更加普遍，与根据打点计时器打出的纸带研究小车运动情况在本质上是一致的，学生在已有知识的基础上较为容易地自主展开探究活动。方案二则是先研究竖直方向的分运动，然后研究水平方向的分运动，实验在设计上更加巧妙，注重实验的设计和操控，体现了转化和等效的思想。是锻炼学生科学思维的良好机会。虽然教材给出了参考案例，但在讨论阶段并不一定拘泥于此。例如，教材在正文中提出“是否需要获取物体做平抛运动的轨迹?”的问题，参考案例和习题当中的实验装置给出了不同的答案(图4)，关键是要激发学生的思考，培养学生的迁移创新能力，检验学生是否具备独立设计实验装置的能力。
此外，该节最后还设计了“拓展学习”栏目，即利用传感器和计算机等数字实验设备探究平抛运动，供有条件的学校和学生参考。
【教学目标】
【课前预习】
完成课堂训练（第三节）
【课堂探究】
一、学生实验
分组实验（30个小组）物理实验室3、4
（一）实验原理与操作：学习指导P9
（二）数据处理：数据处理的三点提醒
(1)钢球抛出点的位置必须记录准确，并且将该位置作为坐标原点。
(2)竖直线(y轴方向)要用重垂线来确定。
(3)选取研究的点时保证各点的水平距离相等。
（三）误差分析：1.斜槽末端没有调整至水平，钢球离开斜槽后不做平抛运动。
2.钢球做平抛运动的起点记录有误。
3.钢球运动轨迹连接不准确。
4.相等时间间隔测量不准确
（四）注意事项：1实验操作的三点提醒
(1)保证斜槽末端水平。
(2)保证钢球每次从同一位置由静止释放。
(3)实验过程中背板上的白纸不能移动，且钢球在运动过程中与背板上的白纸不能接触。
✬特别注意：轨道的粗糙程度对该实验没有影响，由于每次小球从同一高度由静止滚下，所受摩擦力相同，到达槽口时的速度相同，因此轨迹依然重合，不影响实验结果。
二、课堂练习
学习指导P10 强化实验技能 · 注重综合性 典例1、2
三、作业布置
1.教材课后题P13第3、4题
2.学习指导P10发展创新思维· 注重创新性1、2
【板书设计】 （一）实验原理与操作
（二）数据处理
（三）误差分析
（四）注意事项
主题探究
素养提升
结合生活实例认识抛体运动
通过观察频闪照片，分析、猜想平抛运动是水平和竖直两个方向分运动的合运动。
探究平抛运动的实验思路和具体实验方案
通过对测量数据的分析和计算，探究平抛运动水平方向和竖直方向分运动的特点和规律。
主题探究
素养提升
用实验的方法描出平抛运动的轨迹，强化实验技能
通过获得位置的方法确定多个点，描绘平抛运
动的轨迹。
探究平抛运动水平方向和竖直方向分运动的特点
通过对测量数据的分析和计算，探究平抛运动水平方向和竖直方向分运动的特点和规律。