《实验：研究平抛运动》教学设计
北京市八一中学 杨清源
设计思想
三维 教学目标 本节教学内容的基本特点：本节是学生动手实验，通过学生实验描绘平抛物体运动的轨迹，在此基础上研究平抛运动的特点。由于有很多的实验方案可以选择，这为学生探究提供条件。同时本节涉及很多的物理思想和物理方法，是运动学和动力学知识在平抛运动中的具体应用，可以多方面培养学生能力，提高学生科学素养。
本节内容在章或单元中的地位：本节是一个重要的学生实验，既是用牛顿定律解决问题的方法第一次在曲线运动中的具体应用，也是上一节中运动的合成与分解方法的延续和应用，由于是学生实验，为培养学生的动手动脑能力和科学素养提供很好的机会，教师应充分重视此节课。
教学的总体目标、学生的情况：本节课主要采用的启发式教学方式和问题探究的教学模式，逐步引导学生认识事物的本质。
在描绘平抛运动的轨迹，研究平抛运动的特点的过程中，求初速度是利用物理理论知识，但如何准确描绘出轨迹则是关键。学习中，老师引导学生多设计一些实验方案，鼓励学生创造新的、简易可行的实验方法，可以是成品仪器，也可以用常见的日常用品组成实验器材，从实验方法上可能既有简单、原始的实验方法，也可能有应用现代科技手段数码相机的方法，并且引导学生对不同方法进行比较，分析不同实验的优缺点，同学们通过分析比较，选出本次实验描绘平抛运动物体轨迹的方法。再在此基础上学生动手实验，描绘平抛运动的轨迹，并利用得到的平抛轨迹，研究平抛运动的特点。
教学过程中的关键环节：
本节课主要分为三大部分：
一是引导学生设计一些实验方案，通过交流，分析比较各实验方案的优点和不足，并据此和实验资源选择恰当的实验方案；
二是根据选择的实验方案，学生动手实验，描绘平抛运动的轨迹；
三是利用得到的平抛运动的轨迹，研究平抛运动的特点。 知识与技能：
（1）知道平抛运动的条件和相应控制方法；
（2）知道用实验获得平抛运动轨迹的方法；
（3）知道判断运动轨迹是否是抛物线的方法；
教学重点 教学难点
教学资源
教法设计 课时安排 教学流程图（4）知道测量初速度时需要测量的物理量；
（5）会推导平抛初速度的表达式，会计算平抛运动的初速度。
过程与方法：
（1）通过学生设计实验，体会物理问题的探究思想和实验设计思想，了解设计实验的基本方法；
（2）会用运动合成与分解的方法分析抛体运动；
（3）进一步掌握可以根据物体初速度和受力确定物体的运动规律；
（4）体会并理解在平面上应用牛顿定律的方法；
（5）学会化曲线为直线的物理思想和方法。
情感态度与价值观：
（1）鼓励学生去创新和实践，提倡多动脑、动手的创新精神，激发学生创新意识，对学生进行创新意识和创新品德的培养；
（2）在探讨实验方案时，不同学生可能有不同的想法，学生的特长和爱好可以充分发挥，让学生体验到提出问题和分析问题的愉悦；
（3）培养学生合作与交流的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，养成在合作中既坚持原则又尊重他人的习惯；
（3）在上一节对平抛运动规律的学习的基础上，通过这一节学生的动手实验，将感性认识和理性思维相结合，使学生获得成功的体验；
（4）体会物理之美，仪器之美。
描绘平抛物体运动的轨迹；研究平抛运动的特点 描绘平抛物体运动的轨迹
课文图5．4－2所示器材，或课文图5．4－3所示的器材，或平抛实验仪；斜槽、木板、白纸（可先画上坐标格或用坐标纸）支架等；刻度尺，数码相机，开口玻璃瓶，两个直玻璃管，吸管帽，红墨水等
启发式教学，探究模式 1课时
生活实例中的留迹法物理留迹法实验方案设计、分析与选择学生动手实验得到轨迹点 或照片描绘轨迹判断轨迹应用轨迹求初速度课堂总结与回顾
教学过程
教师活动
学生活动
设计意图 创设轻松愉快的情景
让学生体会“留迹法”在日常生活中的价值和应用，及其在本节课中的应用──重视方法 生发散思维，创新精神 提问：你们旅游过吗？请一位同学描述某回忆，思考并回答问题 次旅游经过的主要地点。
学生讨论，设计实验方案 学生交流方案，
课题引入：简单
法”在日常生起来，得到旅游路线图。 活中的价值和
节课中的应用
第一部分
介绍“留迹板书学生所述地点图，用粉笔将这些点连
应用，及其在本小结：两种轨迹图对应两种绘轨迹方法1．指出各方案的优点，
──粉笔的完整轨迹和旅游同学的由一系
列点得到的旅游路线（轨迹）图。日常生2．指出各方案的不足， 活中还有成长日记，生活日记，森林迷路
时做标记„„
3．如何改进方案
平抛运动在空中一瞬即逝，优美的曲线随简单，方便，但在确定轨迹
即成为历史，没有留下什么具体的可供操点时误差大，可以加竖直线交流中培养学作的东西，无法研究平抛运动。要详尽研减小误差 究平抛运动的特点，必须先得到其运动轨
迹。
生语言表达能力，分析问题的能力，培养学生
如果能保证初速度水平，用合作与交流的
和坚持原则，求真务实的态度
鼓励学生去创新和实践，提倡多动脑、动手的创新精神，对学识和创新品德培养过程，激发学生创新意识
体会物理方法联系
体会此仪器的实验方案探讨： 提问：我们如何得到平抛物体的运动轨数码照相机拍照，效果可能精神，质疑精神迹？可以从上述两种留迹法得到启发吗？很好（提供器材）
一需要计算机技术
长度有限，处理不方便
直通过小孔可以减小误差
考虑比较全面
学生设想各种请设计实验方案。 对于平抛运动
互交流讨论不生分析各个方案： 同方法的优点
和不足，
例1（下图） 的留迹法，并相学生提出的方案可能有以下几种，引导学图象准确，但将不同图片合
（1）小球碰铅笔尖法：教材P12—参考案
同学们通过分
析比较，选出本
次实验描绘平（2）细水柱法，P12—参考案例2 抛运动物体轨
迹的方法。
第二部分
（3）连拍照片法，教材P12—参考案例
3 的照片
（5）过纸板小孔法，
方法简单 ，轨迹准确，但 生进行创新意
简单，方便，让小球速度垂
（4）用相机增长曝光时间，得到一段轨迹
仪器设计巧妙，误差较小，与生活的紧密学生动手实验： （6）碰撞实验器，教师介绍仪器
着重理解铅垂线，水平仪，优点，体会物理在选出本次实
验描绘平抛运（8）磁粉板留迹法（完整轨迹） 动物体轨迹的
方法的基础上„„ 学生动手实验，
描绘平抛运动总结： 的轨迹
第三部分：
1．好的实验设计应兼顾哪些问题？
挡板的作用
学生思考，体会
之美
注重物理问题实验设计思想，了解设计实验的基本方法
众中选优原则和联系实际的原则
知道平抛运动的条件和相应控制方法
通过分一系列思考题，加深对解，为后面的动手实验作好准
完整的轨迹，但轨迹不清楚 的探究思想和归纳总结：安全（人身和仪器）、成功率高、讨论并回答： 仪器简单，操作容易、误差小、效率高，
可重复性强等等；
学生动手操作实验
2．根据不同方案的分析，结合本校实际，
选择恰当的方案──我们用碰撞实验器，用碰撞实验器， 和细水柱法。
借助PPT文件，显示下列问题
细水柱法
数据，得出结论
的轨迹
为在实验中得到较准确的轨迹，请思考下学生处理轨迹图象和处理
研究平抛运动列问题： 特点：利用得到
的平抛轨迹：
件？ 1．我们的研究对象是什么？如何控制其条
1．判断平抛运
动的轨迹是不2．如何保证每次实验v0相同？ 是抛物线；
体的初速度
课堂练习
3．小球平抛的抛出点在哪？如何确定？
么？
方法1：用碰撞实验器得到实验原理的理
在画出的x轴上由o点起取备 等距离的点，A1，A2，A3，
点所对应的下降的高度，看
这些高度的比值是否近似培养学生动手实验的结果误差的大小。
片：
会处理实验操作结果，进一步
4．实验中与斜面轨道不光滑有关吗？为什A4，再由轨迹曲线测量出各
5．根据得到的实验轨迹点，如何描绘平抛等于1：4：9„„从而检查动脑能力
6．实验需要哪些器材或仪器？
教师个别指导，随时解答学生遇到的问题
如何判断平抛运动的轨迹是不是抛物线？
2．计算平抛物运动的轨迹？
方法2：用细水柱得到的 照理解实验原理
用事先做好的方格图套在
图片上，可以快速检验如图 知道判断运动
2
轨迹是否是抛
y一x图，判断是否 是过原物线的方法 点直线
课堂小结
xy，结合下式可求v0，
理思想和方法──-化曲线为直线
会用运动合成与分解的方法分析抛体运动
理解实验目的，知道实验的意义，培养科学素
根据坐标中轨迹上某点的进一步强调物
得出实验结论：
是抛物线？
2．计算平抛物体的初速度：
些？
（2）如何推导平抛初速度的表达式？
（3）计算平抛运动的初速度
这节课你学到了什么？能否设计更好的实验方案？此节课我们用到了哪些物理方法和思想？
（1）实验得到的轨迹是否养
（2）平抛物体的初速度多大。
并且课后动手实验
思考，回答 提问：还有什么方法知道得到的轨迹是否是抛物线；
（1）测量初速度时需要测量的物理量有哪思考，计算，得出结论
课堂评价：课堂引入新颖，把物理和生活实际联系起来，不枯燥，源于生活，用于生活，学生学习轻松有趣。此课是实验课，所以在在培养学生能力方面做了很详细的设计与安排，既有实验方案设计，又有实际动手操作，还有对操作结果的处理，充分体现以学生为主体，培养学生能力的教学思想，同行强化物理仪器设计中的每个细节，既可以让学生对物理知识知其所以然，还能让学生意识到细节的价值，要关注细节。在处理实验时，由于学校的平抛演示仪器比较陈旧，误差很大，所以用数码相机照下细水柱的平抛运动轨迹，再对照片进行处理，取得了非常好的效果，同时可以以此激发学生创新实验，关注生活，充分利用资源的兴趣。
