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1、《豎直方向上的拋體運動》教學(xué)設(shè)計
教學(xué)
課題
《豎直方向上的拋體運動》
[物理2(必修)司南版(山東科技出版社)第3章第2節(jié)]
學(xué)習(xí)任務(wù)分析
本課題是在學(xué)習(xí)了勻變速直線運動、自由落體運動和運動的合成與分解的基礎(chǔ)上,探索和研究豎直方向上的拋體運動。這不僅有利于學(xué)生對勻變速直線運動、自由落體運動和運動的合成與分解的綜合和深化理解,而且有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。豎直方向上的拋體運動是學(xué)生生活中中比較熟悉的現(xiàn)象,因此教學(xué)時盡量從學(xué)生學(xué)習(xí)和生活中尋找例子,教學(xué)過程中多安排學(xué)生動手實驗的機會,讓學(xué)生有切身的體會,同時也應(yīng)安排些思考和探討的話題,引發(fā)學(xué)生的思考和討論
2、,加深學(xué)生對豎直方向上的拋體運動規(guī)律的理解。
重點難點分析
重點:使學(xué)生掌握豎直方向上的拋運動的特征和規(guī)律,在分析勻變速直線運動的基礎(chǔ)上,掌握豎直上拋運動中物體運動時間、位移和速度等物理量的計算。
難點:在豎直上拋運動的運算過程中,將上升和下落兩個過程看成一個統(tǒng)一的勻變速直線運動,學(xué)生不易接受。
學(xué)情分析
1.學(xué)生已經(jīng)學(xué)完勻變速直線運動、自由落體運動和運動的合成與分解,對物體運動的研究有一定的基礎(chǔ)知識。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),幫助學(xué)生在一個新的、實際的應(yīng)用場景,深入理解知識,同時把運動的理論知識與實際相聯(lián)系。
2.本節(jié)課的知識來源于生活中的大量事例,但學(xué)生對豎直方向上的拋體運動的了解較多
3、地停留在前概念的基礎(chǔ)上,通過本節(jié)的學(xué)習(xí)讓學(xué)生對豎直方向上的拋體運動有科學(xué)的認(rèn)識,并掌握科學(xué)抽象和分段分析物理現(xiàn)象的一般方法。
教學(xué)
目標(biāo)
知 識
與技能
1.了解什么是豎直下拋(上拋)運動;
2.掌握豎直下拋(上拋)運動的特征;
3.掌握豎直下拋(上拋)運動的規(guī)律;能利用公式計算豎直下拋(上拋)物體的位移、速度及運動時間。
過 程
與方法
1.通過觀察物體的上拋,概括豎直下拋(上拋)運動的特征,培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力;通過對豎直上拋運動全過程的分析和計算,培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和運用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的能力。
2.豎直下拋(上拋)與自由落體運動的研究都是略去空氣阻力抽
4、象出的理想化模型,這是物理學(xué)研究的重要方法。
情感態(tài)度
與價值觀
使學(xué)生了解物理就在身邊,激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣和熱情。在學(xué)生實驗和逐步探究的學(xué)習(xí)過程中,培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心觀察、勤于思考,在相互交流和合作的過程中培養(yǎng)科學(xué)精神。
教學(xué)媒體運用
1.計算機、數(shù)字展臺、投影儀。
2.視頻錄像剪接。
PPT教學(xué)演示課件
教 學(xué) 程 序 設(shè) 計
教學(xué)
程序
教 師 活 動
學(xué)生活動
教學(xué)資源
創(chuàng)
設(shè)
情
境
引
入
新
課
【視頻】1、操場上,學(xué)生在豎直向上頂球;
2、建筑工人往上拋磚;
3、雜技拋球。
【引導(dǎo)學(xué)生尋找生活中的
5、例子】哪些運動可認(rèn)為是豎直下拋運動或豎直上拋運動?
學(xué)生舉例:向下拍球、向上拋球、向上射箭、跳高等等。
播放有關(guān)視頻
【引導(dǎo)學(xué)生做實驗1】用橡皮做豎直下拋運動
【引導(dǎo)學(xué)生思考】豎直下拋運動與自由落體有什么區(qū)別和聯(lián)系?
學(xué)生實驗1:用橡皮做豎直下拋運動
觀察現(xiàn)象:初速度不為零的加速直線運動。
學(xué)生思考:豎直下拋運動有什么特點?
每位學(xué)生一組:一塊橡皮。
【引導(dǎo)學(xué)生做實驗2】用橡皮做豎直上拋運動【引導(dǎo)學(xué)生思考】豎直上拋運動有什么特點?
學(xué)生實驗2:用橡皮做豎直下拋運動
觀察現(xiàn)象:初速度不為零的減速直線運動。
學(xué)生思考:豎直上拋運動有什么特點?
用數(shù)字展臺攝像頭對準(zhǔn)橡皮做豎
6、直上拋運動投影到大屏幕。
由以上兩個學(xué)生實驗及對生活中實例的總結(jié)引出課題《豎直方向上的拋體運動》
【板書】豎直方向上的拋體運動
新
課
教
學(xué)
新
課
教
學(xué)
新
課
教
學(xué)
新
課
教
學(xué)
新
課
教
學(xué)
7、
新
課
教
學(xué)
問題提出(豎直下拋運動)
從實驗及實例出發(fā),圍繞著豎直方向上的拋體運動,引導(dǎo)學(xué)生分析、討論并提出問題。師生共同分析歸納并提出的問題:
1.什么是豎直下拋運動?
2.豎直下拋運動有什么規(guī)律?
學(xué)生討論并提出問題:
向上發(fā)射火箭是不是拋體運動?為什么?
解決問題1:什么是豎直下拋運動?
引導(dǎo)學(xué)生一起分析實驗1的現(xiàn)象。
教師引導(dǎo)學(xué)生歸納:在忽略空氣阻力的情況下,以一定的初速度豎直向下拋出的物體的運動叫做豎直下拋運動。
這是一類典型的初速度不為零的勻加速直線運動,它們的加速度就是重力加速度g。
【板書】在忽略空氣阻力
8、的情況下,以一定的初速度豎直向下拋出的物體的運動豎直下拋運動。
要求學(xué)生閱讀課本關(guān)于豎直下拋運動的文字描述。
引導(dǎo)學(xué)生分析課本對這運動的定義與實際例子的運情景的聯(lián)系與區(qū)別。
師生共同分析:
1.有豎直向下的初速度v0
2.只受重力作用,空氣阻力忽略不計;
3.這是抽象出的理想化模型,是一種科學(xué)的研究方法。
解決問題2:豎直下拋運動有什么規(guī)律?
問題:豎直下拋運動有什么規(guī)律?
師生共同分析:
1、豎直下拋物體的運動可看成是由初速度為v0的勻速直線運動和自由落體運動的合運動。
2、重力加速度g的方向與v0的方向相同,所以,它是一種初速度不為零的勻加速直
9、線運動。勻加速直線運動的速度公式和位移公式均適用于此運動(a=g)。
3、用v-t圖象來描述運動。
學(xué)生總結(jié):
1、vt=v0+gt
2、
3、
【板書】1、v0=v0-gt
2、
推論:
實際應(yīng)用(一)
例題:一人站在樓頂向下扔物塊。已知物塊離開手的速度是2.0m/s,樓高20.0 m。假設(shè)物塊出手的位置靠近樓頂,不計空氣阻力,物塊到達(dá)地面的速度大小是多少?(取g=10m/s2)
分析:物塊離開手后,只受重力作用。重力方向和初速度方向相同,都是豎直向下,物塊將做豎直向下的勻加速直線運動。
學(xué)生解答:由求時間,再由vt=v0+gt求出到達(dá)地面的速度。
另解:由直接
10、求出vt=20.1m/s
反思:這相當(dāng)于一輛汽車快速行駛時的速度,可見高空拋物危險極大。
問題提出(豎直上拋運動)
指導(dǎo)學(xué)生重做實驗及重放視頻,引導(dǎo)學(xué)生分析豎直上拋運動的實例,討論并提出問題。
1.什么是豎直上拋運動?
2.豎直上拋運動有什么規(guī)律?
學(xué)生動手實驗、討論觀察的現(xiàn)象并提出相應(yīng)的問題。
解決問題1:什么是豎直上拋運動?
引導(dǎo)學(xué)生一起分析實驗2的現(xiàn)象。
教師歸納:在忽略空氣阻力的情況下,以一定的初速度豎直向上拋出的物體的運動分別叫做豎直上拋運動。
這是一類典型的初速度不為零的勻加速直線運動,它們的加速度就是重力加速度g。
【板書】在忽略空氣阻力的情況下,以
11、一定的初速度豎直向上拋出的物體的運動叫做豎直上拋運動。
要求學(xué)生閱讀課本關(guān)于豎直上拋運動的文字描述。
引導(dǎo)學(xué)生分析課本對這運動的定義與實際例子的運情景的聯(lián)系與區(qū)別。
師生共同分析:
1.有豎直向上的初速度v0
2.只受重力作用,空氣阻力忽略不計;
3.與豎直下拋運動一樣,豎直上拋運動也是一種抽象出的理想化的運動模型。
解決問題2:豎直上拋運動有什么規(guī)律?
問題:豎直上拋運動有什么規(guī)律?
師生共同分析:
對物體豎直上拋運動可以分段分析。
一、上升過程(圖3-12)
1、豎直上拋物體的運動可看成是由初速度為v0的勻速直線運動和自由落體運動的合運動。
2、重力加
12、速度g的方向與v0的方向相同,所以,它是一種初速度不為零的勻減速直線運動。勻減速直線運動的速度公式和位移公式均適用于此運動(a=g)。
二、下升過程(圖3-13)
從最高點開始,物體做自由落體運動。
三、引導(dǎo)學(xué)生對比分析總結(jié):
1、豎直上拋運動的上升過程和下落過程具有對稱性。
2、引導(dǎo)學(xué)生觀察課本P52插圖3-15,
判斷網(wǎng)球是在上升,還是在下降?
為什么不能判斷出???
四、最高點:
物體上升到最高點瞬時速度為零,由速度公式可得v0-gtm=0,所以
將此結(jié)果代人
確定物體豎直上拋最大高度
學(xué)生總結(jié):
一、上升過程
1、vt=v0-gt
2、
二、
13、下升過程
1、vt=gt
2、
三、運動對稱性總結(jié):(相對最高點)讓學(xué)生結(jié)合插圖比較分析。
1、時間對稱
2、速度對稱
學(xué)會用圖象表示:
實際應(yīng)用(二)
例題
氣球上系一重物,以4m/s的速度自地面勻速上升。當(dāng)上升到離地面高度h=9m處時,繩子突然斷了。問:
(1)重物是否立即下降?重物要經(jīng)過多長時間才能落到地面?
(2)重物落地時的速度多大?(取g=10m/s2)
分析引導(dǎo):
(1)分析重物的運動情況:先是隨氣球勻速上升;接著由于慣性而上拋;至最高點后做自由落體運動。
(2)把物體從離開繩子到落地視為一整體過程,然后利用豎直上拋運動的速度和
14、位移公式直接求解。
特別注意:這時位移為負(fù)值,h=-9m
學(xué)生解答:
解:(1)繩子突然斷時,重物與氣球具有相同的速度,由于慣性,重物將繼續(xù)向上運動,上升一段距離到達(dá)最高點后再做自由落體運動。上升過程:
上升時間:=s=0.4s
自9m高處繼續(xù)上升的最大高度:
hm ==0.8m
重物做自由落體運動的過程:
下降的總高度
H=hm + h=9.8m
由可求得下降的時間
t下=1.4s
重物從繩子斷到落地的總時間:
t總=1.8s
(2)重物落地時的速度
vt=gt=14m/s
另解:以地面為坐標(biāo)原點。取豎直向上的方向為正方向,據(jù)公式:
vt=v0-gt
15、其中4m/s,-10m, g=10m/s2
學(xué)生小結(jié):
1、豎直上拋運動有什么規(guī)律?
2、豎直下拋運動有什么規(guī)律?
作業(yè):1.課本P52作業(yè);
2.以組為單位,利用網(wǎng)絡(luò)資源查閱相關(guān)資料,了解實際生活生產(chǎn)中有關(guān)豎直方向上的拋體運動的應(yīng)用,并與其它小組交流學(xué)習(xí)成果。
小
結(jié)
并
布
置
作
業(yè)
教
學(xué)
流
程
情景創(chuàng)設(shè):
視頻及實驗
應(yīng)用
實驗、類比
歸納、交流
豎直(下)上拋運動
抽象與
歸納
問題引入:
激疑1
問題引入:
激疑2
運動規(guī)律
學(xué)生實驗及分析、歸納
教學(xué)設(shè)計點評
1.本節(jié)課是基于學(xué)
16、生原有知識結(jié)構(gòu)和有關(guān)豎直方向上拋體運動的前概念的基礎(chǔ)上,通過情景、問題、實驗、合作、自主、交流等教學(xué)元素,突出學(xué)生主體特征,注重探究式學(xué)習(xí)過程,讓學(xué)生構(gòu)建關(guān)于豎直(下)上拋運動的新知識并注意知識目標(biāo)的落實,緊扣課程標(biāo)準(zhǔn)要求,達(dá)成預(yù)定的三維教學(xué)目標(biāo)。
2.注重創(chuàng)設(shè)問題情境,激發(fā)疑問,有效導(dǎo)學(xué)。課題引入階段,通過簡單器材設(shè)計的實驗,有效地激發(fā)出貫穿本節(jié)課的二個問題,這二個問題的分析和解決便構(gòu)成了整節(jié)課的邏輯主線,從而得以有效實施學(xué)習(xí)。
3.精心設(shè)計教學(xué)流程,注重全體學(xué)生在動手的同時加強動腦,通過科學(xué)抽象和類比分析讓學(xué)生主動學(xué)習(xí),自主構(gòu)建知識體系。
4.鼓勵學(xué)生應(yīng)用學(xué)過的有關(guān)運動的合成和圖象法來研究豎直方向上的拋體運動。學(xué)生學(xué)會從多角度來分析和解決問題的能力,培養(yǎng)思維的靈活性和廣度。
5.通過對運動對稱性的分析和用統(tǒng)一的方法來研究豎直上拋運動的規(guī)律,讓學(xué)生體驗物理的對稱美和簡潔美,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣。