人教版（2003）高中物理必修二第五章曲线运动——《实验：研究平抛运动》开放性设计

“研究平抛运动”实验的开放性设计2022/1/13 一、相关教材分析高中人教版《物理》必修二第五章“曲线运动”第三节“实验：研究平抛运动”的教学内容是本章的教学重、难点。本节课是继第二节“平抛运动规律”之后的一堂实验课。对平抛运动规律的理解尤为重要，能够让学生非常直观地理解平抛运动的规律和对速度的合成与分解进一步实际应用。对于紧接着要学习的“抛体运动的规律”以及选修3-1中“带电粒子在电场中的偏转”奠定坚实的基础。2022/1/13 二、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；通过以往实验基本知识和操作技能的学习，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。2022/1/13 三、教学目标分析1、通过实验和运动合成与分解的知识理解平抛运动的规律2、用不同的器材组合设计出不同的方案3、对设计出的方案进行评价与改进学生自主设计的实验方案，通过交流、讨论，教师再进行引导得出较合理的多种方案。通过实验设计探究，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。知识与技能过程与方法情感、态度与价值观2022/1/13 四、教法学法分析通过对教材原实验方案进行讲解探究平抛运动的规律，让学生积极参与课堂活动，体会平抛运动规律的探究过程。通过对原实验方案提出改进建议，让学生积极动脑提出改进方案，为之后的开放性设计热身。积极引导学生设计不同实验方案保留平抛运动的轨迹。2022/1/13 五、教学重难点分析教学重点：1、学会借鉴前面所学的研究方法2、学会设计实验方案教学难点：设计方案2022/1/13 六、教学流程-教学任务ⅠⅡⅢⅣ通过对教材原实验方案的讲解使学生初步了解平抛运动的实验及其运动规律提出任务一：对原实验进行改进和完善提出任务二：对实验进行设计，采用不同的实验装置保留平抛运动的轨迹对学生提出的不同设计方案进行评价，并鼓励学生将方案付诸实施2022/1/13 一、实验目的1．用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。2．从实验轨迹求平抛物体的初速度。二、实验器材斜槽，铁架台，木板，白纸，小球，图钉，铅笔，有孔的卡片，刻度尺，重锤线。 三、实验原理用描迹法平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：一是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由落体运动。令小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系。测出曲线上的某一点的坐标x和y，根据重力加速度g的数值、利用公式求出小球飞行时间t，再利用公式，求出小球的水平分速度，即为小球做平抛运动的初速度。 四、实验步骤1、安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明水平已调好。 2、调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面平行。然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。3、确定坐标原点O：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O，O即为坐标原点。 4、描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。 五、注意事项有：⑴斜槽末端的切线必须水平。⑵方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。⑶坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，应是小球在糟口时球的球心在木板上的水平投影点。⑷如果是用白纸，则应以小球在糟口时球的球心在木板上的水平投影点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确定y轴方向，再用直角三角板画出水平线作为x轴，建立直角坐标系。⑸每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。⑹要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。 任务一、对教材实验方案进行完善2022/1/13还记得本章单元测试中的这个图吗？ 任务一、对教材实验方案进行完善2022/1/13同步作业p13“拓展空间”第1小题返回 任务一、对教材实验方案进行完善2022/1/13 任务一、对教材实验方案进行完善2022/1/13结合上面的例子，能否将第一个装置进行改进完善返回 改进后效果ABD132CC2022/1/13还需要注意些什么？ 改进后的预想效果2022/1/13 任务一、对教材实验方案进行完善2022/1/13 任务二、展开设计的翅膀1、适度、合理引导2、鼓励性评价3、鼓励组队合作2022/1/13 任务二、展开设计的翅膀1、优点2、缺点3、注意事项或可能出现的问题2022/1/13 任务二、展开设计的翅膀2022/1/131、优点2、缺点3、注意事项或可能出现的问题 课堂小结，固化知识课堂小结课外作业：组建小组，对课堂提出的不同方案可行性进行分析并付诸实施，制作模型。鼓励更多的同学提出新的方案。2022/1/13 谢谢！2022/1/13