《平拋運動》教學設計

郭宏鋒

為探索“深度學習”在物理教學中的運用，打造高中物理高效課堂，筆者經過多年努力，成功探索出基于高中物理課堂教學的六步教學法：“新知預學”→“反饋歸納”→ “合作探究”→ “拓展延伸”→ “訓練鞏固”→ “新課導學”。現以《平拋運動》為例，探討六步教學法的運用。不妥之處敬請各位同仁批評指正。

一、新知預學

教者在第六步“新課導學”環節中布置課后預學內容。學生已在課前完成。

二、反饋歸納

教者檢查預學情況。

[師]：經過大家的努力，我們已經了解平拋運動，這節課我們繼續研究。教師引導：學生思考、概括出定義。

一、平拋運動概念

1.定義：將物體以某一水平速度拋出，只在重力作用下的運動。

[師]：平拋運動的形成條件是什么？

學生思考、分析其形成條件：將物體水平拋出，只受重力。

2.形成條件：只受重力;初速度水平。

三、合作探究

[師]：我們要研究平拋運動，研究它的什么規律呢？這就是我們這節課的研究任務。

[生]：我們要研究它的位移、速度和加速度。

二、平拋運動的研究

[師]：提出問題：我們應該怎樣研究一個曲線運動呢？

[生]：運動的合成與分解。

[師]：應用運動的合成與分解能達到什么目的，有什么特點？合成和分解的是什么物理量？

[生]：思考后回答;可把曲線運動化為直線運動，合成和分解的是它的位移、速度和加速度。

[師]：平拋運動是一個曲線運動，那么就可以用運動的合成與分解的方法來研究，具體怎樣分解？

學生分組合作探究。教者巡回指導。

[生]：水平方向不受力的作用 豎直方向只受重力的作用，學生分組討論得出：水平方向上是勻速直線運動。豎直方向只受重力的作用，且沒有初速度，根據牛頓第二定律得出豎直方向是自由落體運動

二、研究方法

1.方法：運動的合成與分解

2.結果：水平方向：勻速直線運動;豎直方向：自由落體運動

[師]：進一步點撥，運動的合成與分解是將復雜的曲線運動化為簡單的直線運動來研究，包括v、s、a 的合成與分解。

四、拓展延伸

[師]我們現在用平拋運動演示儀來進行實驗驗證。教者講解實驗裝置、原理及試驗要求后開始實驗，學生觀察實驗現象，分析試驗結論。

[師]：同學們觀察到了什么樣的實驗現象呢？

[生]：A小球平拋運動;B小球勻速直線運動;C小球自由落體運動，A、B、C三小球相撞。

[師]：AB小球對比、AC小球對比可以得出什么樣的結論呢？

[生]：A和B小球對比說明水平方向做勻速直線運動;A和C小球對比說明豎直方向做自由落體運動

[師]：平拋運動具有什么樣的運動性質？

[生]：平拋運動為勻變速曲線運動，在豎直方向上的分運動是自由落體運動，水平方向上是勻速直線運動運動。

[師]它的水平加速度為0，豎直加速度為g，那么合加速度為多少？

[生]：a=g。

3.運動性質：加速度為g 的勻變速曲線運動。

教者乘熱打鐵進一步引導學生得出平拋運動規律。

[師]：我們用數學方法如何描述這個二維曲線運動？引導：大家可以嘗試在一個直角坐標系中描述平拋運動。

教者以拋出點為坐標原點，以水平方向建x軸，以豎直向下的方向建y軸，畫出平拋運動的軌跡，分解速度和位移。

[師]：寫出他們的各分運動運動規律，從而合成合運動規律。

學生踴躍參與。（教者可要求學生練習本上寫出，也可在黑板上寫出）

三、平拋運動的規律

1.平拋運動的分解

（1）水平方向：不受外力，以初速度v0做勻速直線運動.速度vx=v0.位移x=v0t.

（2）豎直方向：只受重力作用，由靜止開始下落，是自由落體運動.速度：vy=gt，位移：y= gt2.

2.速度和位移

平拋運動的合速度v= ，合位移s= 。

3.兩個推論

（1）平拋運動末速度方向的反向延長線必交于這段水平位移的中點。

（2）末速度與初速度夾角的正切值是合位移與水平方向夾角正切值的2培，即tanα=2tan?。

五、訓練鞏固

[典例剖析]

例題1：一架老式飛機在高出海面45m的高處，以80m/s的速度水平飛行，為了使飛機上投下的炸彈落在停在海面上的敵船，應該在與轟炸目標的水平距離為多遠的地方投彈？不計空氣阻力。

教者分析：對于這道題我們可以從以下幾個方面來考慮：

[師]：（1）從水平飛行的飛機上投下的炸彈，做什么運動？為什么？

[生]：做的是平拋運動。炸彈在沒有脫離飛機時與飛機具有相同的水平速度。脫離飛機后這一速度并不消失，這時炸彈只受重力作用且具有水平初速度，所以做平拋運動。

[師]：（2）炸彈的這種運動可分解為哪兩個什么樣的分運動？

[生]：可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。

[師]：（3）要想使炸彈投到指定的目標處，你認為炸彈落地前在水平方向通過的距離與投彈時飛機離目標的水平距離之間有什么關系？

[生]：炸彈落地前在水平方向通過的距離與投彈時飛機離目標的水平距離應該相等。

教者引導學生寫出解題過程。

例題2：關于平拋運動，下列說法中正確的是（ ）

A.平拋運動是一種變加速運動

B.做平拋運動的物體加速度隨時間逐漸增大

C.做平拋運動的物體每秒內速度增量相等

D.做平拋運動的物體每秒內位移增量相等

教者可組織學生分組討論，然后選一生回答，鞏固所學內容。

[當堂訓練1]：在一斜面頂端，將甲、乙兩個小球分別以v和 的速度沿同一方向水平拋出，兩球都落在該斜面上.甲球落至斜面時的速率是乙球落至斜面時速率的（ ）

A.2倍 B.4倍 ? C.6倍 ? D.8倍

[當堂訓練2]：小球以15 m/s的水平初速度向一傾角為37°的斜面拋出，飛行一段時間后，恰好垂直撞在斜面上.（不計空氣阻力，g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，tan 37°= ）在這一過程中，求：

（1）小球在空中的飛行時間;

（2）拋出點距撞擊點的豎直高度;

（3）小球撞到斜面時，小球在豎直方向上下落的距離與在水平方向上通過的距離之比是多少？

分析并完成解題過程（一生板演）。

六、新課導學

教者進行課堂小結，布置課后預學內容。

基金項目：該論文是平涼市教育科學“十三五”2018年規劃課題（課題批準號[2018]PLG591）《“深度學習”在物理教學中的運用研究》的研究成果之一。