平抛物体的运动
【课例简介】
《平抛物体的运动》是高中一年级的一节物理课。《普通高中物理课程标准》207页明确指出：“学生学会用运动合成与分解的方法分析平抛物体的运动，要求学生关注平抛运动的规律与日常生活的联系，体现加强课程内容与生产、生活联系的指导思想”。《平抛物体的运动》是高中一年级的一节物理课。本课例以flash动画创设物理情景，激发学生求知欲，引导学生认识平抛运动的特点；通过分组实验探究平抛运动的轨迹，并与Excel数据统计软件、仿真物理实验室相互整合，分析平抛运动为什么分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，从而突破教学重点和难点。
【教学设计】
一、教学内容分析
1.《平抛物体的运动》采用基于信息技术支撑的授导型教学模式
本课例是在物理实验的基础上，以多媒体计算机为核心，由大屏幕投影机、录相机、实物展示台等多种现代教学设备构成一个多媒体教学系统，利用该系统的CAI课件模拟实验现象的物理过程，发挥多媒体计算机的优势、帮助学生理解记忆，促进学生识别实验现象发生的条件，再进行抽象概括，形成规律。主要体现以下特色：①思路清晰， 围绕flash互动游戏（请你来当飞行员）为主线索，创设趣味性、知识性、探究性的学习情境，贯穿在教学全过程中，一气呵成。②在分组实验的基础上以仿真实验显示实验全过程，弥补传统实验的不足，同时寻找教学内容和教育技术的最佳结合点，将文字、表格、图片、动画等投影到大屏幕上，加大了课堂密度，丰富了教学内容，激活了学生的学习方法。
2.《平抛物体的运动》能有效应用教育技术
利用信息技术所提供的自主探索、多重交互、合作学习、资源共享等学习环境，把学生在学习物理过程中的主动性、积极性充分调动起来，使学生的创新思维与实践能力在整个过程得到有效的锻炼。利用信息技术与课程的有效整合，生动地揭示了平抛运动的规律，使抽象的物理现象，复杂的物理过程直观的模拟出来。学生情绪高涨，大大激发了学生的学习兴趣，降低了教学难度，使学习富有吸引力，增强了实验教学的说服力，起到了较好的教学效果。
二、学习者分析
1. 学生的学习习惯
学生知识面相对较广，学习习惯较好，有一定的自觉性，课堂上能认真接受老师指导，专心致志地参与探索，可以引导他们大胆进行分组合作探究学习。
对应的教学对策：根据以上特点，在教学中要想办法创设趣味性、知识性、探究性的物理学习情境，激发学生的求知欲望和探究愿望，引导学生进行探究与创造活动，积累感性经验。
2. 学生的心理特征
学习对象为高一学生，对物理学和计算机等现代教育技术有着浓厚兴趣，喜欢动手操作，具有一定的实验探究能力。
对应的教学对策：根据以上特点，在教学中要想办法创设学生分组实验，来探索物理规律，并利用多媒体技术来展示实验规律，显示实验的全过程，生动地揭示事物的变化规律，使抽象的物理现象，复杂的物理过程直观显示或模拟出来，大大激发学生的学习兴趣，降低教学难度。
3. 学生的知识结构
本节课是学生在学习运动中的一个转折点，以前学生接触的都是直线运动，而本节内容是比较典型的曲线运动，对于直线运动的规律学生非常熟悉，而对于曲线运动的处理方法及运动规律是陌生的，综合处理的能力还有待提高。学生在学习“自由落体运动”时，已使用过“仿真物理实验室”，并能较熟练地使用Excel软件处理数据。
对应的教学对策：根据以上特点，在教学中要想办法创设现代教育技术，把文字、声音、图形、图像、动画等形式结合起来，充分调动人的各种感官，给人以身临其境之感。同时寻找教学内容和现代教育技术的最佳结合点，丰富教学内容，拓宽学生视野，提高学生的创新能力，达到最优化的教学效果。
三、教学目标分析
1. 课程标准目标(见新课标207页)
（1）要求学生会用运动的合成与分解的方法分析抛体运动。
（2）能分别以物体在水平方向和竖起方向的位移为横坐标和纵坐标，描绘做抛体运动的物体的轨迹。
2. 本节课课时目标
（1）知识与技能
① 理解平抛运动的特点：初速度方向水平；只在竖直方向受到重力作用；是匀变速曲线运动，加速度为g。
② 理解并掌握平抛运动怎样分解成竖直方向的自由落体运动与水平方向的匀速直线运动。
（2）过程与方法
① 利用平抛实验仪进行平抛分组实验，掌握平抛运动的处理方法——沿竖直和水平两个方向进行分解；通过对平抛运动规律的分析，掌握研究复杂运动的方法——运动的合成与分解。
② 突出研究物理科学探究的一般方法：提出问题—进行实验与收集数据——分析与论证——评估——交流与合作。
③ 通过对平抛运动与自由落体运动频闪照片的比较、分析，认识现代信息技术在研究问题中的作用。
（3）情感态度与价值观
① 经历观察、实验及探究、交流与讨论等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度，培养学生的观察能力、综合分析能力。
② 利用已知的直线运动规律来研究复杂的曲线运动，渗透物理学“化曲为直”、“化繁为简”的方法及“控制变量法”。
四、教学过程
图1 教学全过程结构思维导图
1. 创设情境、激趣导入
（1）教师播放一个关于平抛运动的互动小游戏（flash）——请你来当飞行员。飞机投弹——这是平抛运动的典型事例，通过创设物理情境，激发学生的思维：“战斗机应在距敌人坦克水平多远处投弹才能击中坦克？”
（2）学生进行互动游戏，输入数值尝试找出答案？ （3）认识平抛运动的特点。
你观察到运动轨迹是什么？怎样解释这现象？（复习曲线运动的条件） 若忽略空气阻力，物体受到什么力作用？它加速度大小和方向怎样？ （4）学生分组发言，互相讨论，形成结论，凸现疑问
（5）引导学生得出平抛运动的特点：具有水平初速度V0；只受重力；是匀变速曲线运动（a=g）。
【设计意图：由于平抛运动是曲线运动，是学生第一次接触的，学生比较难接受。在教学中，应创设丰富的问题情境来引导学生的科学探究意识和高级思维技能。问题情境的设计是成功而富有成效的，Falsh游戏的创设，能较好地激发学生的学习热情，充分调学生学习的积极性和主动性，带领学生去探索物理世界的奥秘，对学生的学习兴趣产生巨大影响。利用现代信息技术可以创设情境、渲染气氛，增强求知欲望。学生天生就有探究的欲望，也具备一定的探究能力，这一能力将随探究实践的累积而增强。传统的教学手段单一，一支粉笔、一块黑板。知识靠老师的口头传播、学生想像，枯燥、乏味，导致学生注意力不集中，学习效率低下，束缚了学生思维的发展。多媒体课件恰好能弥补这一不足，通过设计一些具有问题悬念的课件，创设一些生动的情景或激起疑问，或产生认知冲突，使学生在情景中受激，而进入一种好奇、渴望、急不可待的求知境界，进入直观形象、虚拟的物理情境，让学生犹如身临其境，由被动学变为主动学，促使学生积极主动地探求新知，使学生在愉快的氛围中
爱学、乐学，受益终身。】
2. 合作探究、描绘轨迹
（1）创设情景引导学生根据运动合成与分解的方法，提出科学猜想。
若物体不受重力，只有水平速度V0，物体如何运动？(匀速直线运动)
若物体没有水平初速度V0，只受重力作用，物体如何运动？(自由落体运动) 平抛运动的物体，既有水平方向初速度又在竖直方向上受重力作用，所以物体的实际运动是这两个方向的合运动，怎样用学过的知识运动的合成与分解来处理呢？
（2）学生分组实验：同学通过实验设法获得平抛运动的轨迹，如图为钢球做平抛运动的实验装置，利用它进行探究。钢球从斜槽上滚下，冲过水平槽飞出后做平抛运动，每次都使钢球在斜槽上同一位置静止滚下，用挡片挡住钢球，钢球落在复写纸上，在方格纸上打下一个点，记录钢球经过的位置，通过多次实验，在竖直方格纸上记录钢球经过的多个位置，连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹（如图）。
图2 钢球做平抛运动的实验装置
（3）确定坐标原点0：把小球放在水平槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在图板上
的
水平投影点0，O点即为坐标原点。用铅笔记录在方格纸上；取下坐标纸，根据记下的一系列位置，在白纸上描得一系列平抛球运动点迹。
（4）取下白纸，以0点为原点画出水平向右的X轴和竖直向下的Y轴，量出各个点至X、Y轴的距离，填入表格。如：
次数 1 2 3 4 5 6 7
X（厘米） 0 5.15 7.9 9.35 11 11.95 12.85
Y（厘米） 0 2.7 7.8 11.35 16.05 18.5 21.1
（5）利用“Excel”处理实验数据，具体操作如下： 第一步：运行Excel软件。点击“开始”，在“程序”中找到“Microsoft Excel”程序项，点击打开Excel软件。
第二步：输入实验数据。次数、X、Y均按列输入。（为使生成图象和平抛运动轨迹相似，Y轴数值取负值。）
第三步：创建图表。
① 点击“图表”命令，出现“图表类型”对话框，点击“x、y散点图”，再点击“子图表类型”中的“无数据平滑线散点图”。
② 点击“下一步”，在“图表数据”中选中系列产生在“列”，选中数据区域的。 ③ 点击“下一步”在“图表选项”对话框中点击“标题”标签，输入“平抛运动轨迹”；点击“网格线”标签，将x、y轴中的“主要网格线”、“次要网格线”全部选中，其它均用默认值。
④ 图表设置。鼠标点击任务栏中“图表向导”，在下拉菜单中选中“添加趋势线”选项，在“类型”标签中选“多项式（P）”型，“选项”标签中选中“显示公式”，点击“确定”。图是一学生的实验数据及结果。
图3 一学生的实验数据及结果
⑤ 打印、处理图表，从原点开始沿x轴取几个等距离的点，找出轨迹上在y轴上的对应点，这些点下降的高度的比值近似等于什么？（1∶4∶9∶16……）说明什么问题？