1、多媒体辅助下探究平抛运动规律的教学设计吉安县第三中学 彭依林在当今的社会，信息飞速发展，多媒体课件已经全面应用于物理教学，利用多媒体可以提高学生的学习兴趣，展现运动过程，构建教学情境，更重要的是还可以有效地突破教学重难点，提高学生的观察能力、分析能力，收到事半功倍的效果。虽然物理是一门以实验为基础的学科，但有些物理事实或物理过程无法演示，比如碰撞、爆炸、原子模型建立、 离子散射等实验是无法直观地在课堂中展示。利用多媒体可以进行逼真的模拟，创建理想的场景，将这些过程生动、形象地展现在学生面前，为学生提供更直观的感性认识材料，起到化无形于有形的作用。本节课就以探究平抛运动规律为例，浅谈一下多媒体辅
2、助下平抛运动的教学。一、教学内容分析平抛运动是人教版普通高中课程标准教科书物理必修 2 第五章曲线运动中的第三、四节。纵览整个教材结构，我们不难发现：在前几章中，学生主要学习的是直线运动，而在本章之后，安排的是曲线运动。显然，本章在整个教材结构中承担了由“直线” 向“曲线” 过渡的任务， 平抛运动是曲线运动中安排的第一个运动， 它是最基本最重要的曲线运动，它也是运动的合成和分解知识的第一次实践性应用，它还是理解和掌握其它曲线运动的基础；它的处理方法与思想也是以后学习带电粒子在电场中做“类平抛运动”的处理方法与思想, 可见平抛在曲线中的地位。二、教学对象分析学生们目前已经学过自由落体运动规律和运
3、动的合成与分解知识，并学习了平抛的概念从理论上分析了其运动规律。三、教学目标分析 （三维目标）（一）知识与技能目标 （1）知道用实验获得平抛运动轨迹的方法并深化对平抛运动的认识（2）通过实验的操作，培养学生的观察能力、实验操作能力和反思能力（二）过程与方法1通过演示实验、并结合实验视频和课件完成同学们从感性到理性的认识，增强他们的观察能力分析能力和运用数学解决物理问题的能力。2、通过经历整个探究过程使学生掌握一种对运动进行定量研究的方法：逐帧分析法 （三）情感、态度、价值观1通过平抛运动规律的研究，在用实验得出结论的过程中，能认真思考,积极参与,勇于探索，逐步树立严谨科学的求知态度；2、通过整
4、节课的探究过程，让学生体验利用身边的多媒体设备及电子产品探究物理问题的趣味性 四、教学重点和难点（一）重点： 1体验平抛运动规律的探究过程。2掌握平抛运动的规律和如何利用运动的合成与分解的方法分析平抛运动。（二）难点：1平抛运动的研究方法逐帧分析法。五、教学过程（一）创设情境，引入新课通过观察男排的视频文件和生活中的图片来复习曲线运动的定义和做曲线运动的条件，目的是从生活来走近物理，增强对概念的理解和学习物理的兴趣。然后设计一个请你来当飞行员游戏来引入新课。学生游戏：出示“请你来当飞行员”的 FLASH 课件，找 3-4 名同学到前方来进行飞机投弹游戏，把投弹按钮一按，一颗炸弹投放下来，落到海
5、面并发出轰隆的爆炸声，看他们能否击中敌舰，但由于同学们还没掌握平抛的规律，命中率比较低，可能要多次才能炸到目标。教师引导：可见即使我们玩游戏也要用知识来武装头脑，如何能准确地击中敌船，必须了解炸弹的运动情况，掌握炸弹的运动规律，通过这节课的学习就可以提高我们投弹的命中率，由此来引入新课。新课引入之后动画展示生活中的平抛运动，在动画中运动员击打网球，网球做抛体运动，但是教师在此要强调：视频中网球的运动只能近似的看成平抛运动，为什么说是近似看成呢？在此设置悬念。然后动画展示平抛运动，在动画展示平抛运动过程中教师要强调：平抛是理想化模型，它并不考虑空气阻力，就是这个原因前面视频中网球的运动只能近似的
6、看成平抛运动，而不是课本定义中的平抛运动，由此引出平抛运动的定义。动画展示平抛运动（二）平抛运动1平抛运动的定义：不考虑空气阻力，物体只在重力作用下以一定的初速度沿水平方向抛出所做的运动。让同学们从研究定义中归纳得到平抛运动的特点2平抛运动的特点（1 ）初速度方向为水平（2 ）不计阻力，只受重力作用（3 ）运动轨迹是曲线（实为抛物线）3平抛物体的性质：加速度恒为 g 的匀变速曲线运动学生再列举生活中有关平抛运动的事例。（三） 、平抛运动的规律提出问题：既然抛运动是曲线运动，那我们该如何来研究平抛运动的规律？再次利用动画展示平抛运动轨迹，让同学们认真观察：它既有沿速度方向上的运动还有沿竖直方向的
7、运动。学生讨论、教师引导：可以借助上节课的研究方法运动的合成与分解，不妨我们就沿着竖直和水平两个方向来研究平抛运动。1平抛运动竖直方向的运动规律猜想：平抛运动在竖直方向作什么运动？理论探究：（请同学分析得出）竖直方向：无竖直的初速度，而且竖直方向只受重力，所以竖直方向可能是自由落体运动（设计意图：作出科学猜想，然后验证猜想，对学生进行科学方法教育。 ）师：那我们应该怎样来验证这个猜想呢?演示实验：让学生利用平抛与自由落体演示仪进行分组实验：平抛运动与自由落体运动。在实验前给学生补充知识：两个质量相等的小球互相碰撞时交换速度。师：观察两球的运动情况，看两球是否同时落地。生：（实验观察）判断两球是
8、否同时落地的小技巧：不要用眼睛看，因为整个过程时间非常短，而是要用耳朵听，只要听到一个声响，说明两个小球同时落地。运动中实验现象因演示实验一闪即逝而难以观察，而且无法放慢镜头，更无法看清整个过程，只能用耳朵听，做完实验之后再观看这个实验视频，在视频中可以将两个球的运动情况放慢镜头，而将整个过程看的清清楚楚,体现多媒体的优越性。结论：平抛运动竖直方向上的分运动是自由落体运动。（设计意图：通过实验探究，再结合多媒体视频，放慢整个实验过程得出平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。培养学生实验观察能力和学习探究未知规律的兴趣。）2平抛运动水平方向的运动规律猜想：水平方向做什么运动呢？理论探究：（
9、请同学分析得出）因为水平方向不受任何力作用，又有水平初速度，所以水平方向可能作匀速直线运动。师：那我们应该怎样来验证这个猜想呢?这个实验在真实的环境中做不容易成功，因为没有绝对光滑的水平面，所以从理论上水平做匀速直线运动不能实现，真实的物体的速度会越来越小，两个小球不能相遇。但利用动画可以模拟这个实验，可以创设匀速直线运动的情景，最终匀速直线运动的小球与平抛小球相遇到一点，使整个过程形象逼真。电脑模拟：（动画，在幻灯放映的情况下，点击按钮，两个小球相遇到一点，然后再点击频闪照片，可以看到平抛运动与水平匀速直线运动的小球的位置每时每刻都在同一竖直线上，将整个过程展现的清清楚楚）平抛运动与水平匀速
10、直线运动。实验结论：平抛运动与水平匀速直线运动每时每刻的水平位移相等，这说明：平抛运动水平方向上的分运动是匀速直线运动。总结：平抛运动可分解为（1 ）水平方向上的分运动是匀速直线运动；（2 ）竖直方向上的分运动是自由落体运动。这些仅仅使学生对平抛运动有了一个感性认识，为了让学生从感性认识上升到理性认识，即从定性上升到定量的研究，我设计了一个利用多媒体设备研究物体运动规律的方法-逐帧分析法。具体操作步骤如下：（1 ）步骤：1 、调整仪器并拍摄视频 2、逐帧播放，挑选视频3、从平抛运动起点开始，连续取出 6 帧4、读出 6 个位置小球的横纵坐标5、得到平抛运动水平竖直位移随时间的变化数据表（2 ）
11、数据处理1、用 EXCEL 拟合 x(t)和 y(t2)函数 2、由图象得出结论 3平抛运动规律（研究平抛的规律其实就是研究其位移和速度）a平抛运动物体的位移：师：如何确定平抛物体 t 时刻所在的位移？根据合成与分解的知识引导学生讨论：以抛出点为坐标原点，水平抛出的方向为 x 轴的正方向，竖直向下的方向为 y 轴正方向，以抛出物体的瞬时开始计时，（画出下面坐标）分别沿水平和竖直两个方向来研究其分位移水平方向的位移位匀速直线运动的位移： x = v0 t 竖直方向的位移为自由落体的位移：21gy根据运动的合成的知识可以得到位移的合成遵循着平行四边形法则，那么可以得到其合位移为： 2)1()202
12、gttvyxs位移的方向: 02tanvgtxy师: 加强对公式的理解,提问：能否用 v2v 022gX 求 OP 的位移?让学生讨论（结论：不能，此公式只适用于匀变速直线运动，而平抛运动是曲线运动）b平抛运动的速度： 师：学习了平抛运动位移的求法，那么该如何确定平抛物体任意时刻 t 的速度？ 学生讨论得出：同样根据运动合成分解的知识，先研究其分速度水平方向分速度为匀速运动的速度 ：v xv 0 竖直方向分速度为自由落体运动的速度：v ygt 然后根据速度的合成依然遵循平行四边形法则知识求合速度的大小： 222000()yvvgtvgh方向： 0tanyt教师再次追问求速度能不能用 V=V0+
13、gt 求平抛运动的速度呢 ?（不能，此公式只适用于匀变速直线运动，而平抛运动是曲线运动）加深学生对学过知识的理解。c平抛运动的轨迹：师：平抛运动的轨迹是一条曲线，是什么样的曲线？师：也可以从理论上推导由位置坐标: x = v0 t 和 消去公式中的 t 得: 21gty20 vxgy这符合中学我们学过的抛物线的方程，结论：平抛运动的轨迹是一条抛物线六、板书设计第二节 平抛运动1平抛运动定义：2平抛运动的特点和性质：3平抛运动的规律： 水平方向上做匀速直线运动； 竖直方向上做自由落体运动。（1 ）平抛运动物体的位置坐标 任意一点的位置坐标: 水平方向：x = v0 t竖直方向: 21gy任意时间 t 内的位移大小: 2)1()202gttvyxs位移方向: 02tanvtx（2 ）平抛运动的速度平抛运动水平方向做匀速直线运动：V x=V0平抛运动竖直方向做竖直落体运动：V y=gt平抛运动物体的速度：速度的大小：222000()yvvgtvgh速度方向： 0tanygt（3 ）平抛运动的轨迹 平抛运动的轨迹是一条抛物线 20vxgy多媒体在本节课教学中的作用：A.提供事实，建立经验；B.创设情境，激发兴趣；C.举例验证，建立概念；D.提供示范，正确操作；E. 呈现过程，加深印象；F.演绎原理，启发思维； G.归纳总结，复习巩固。
