《平拋運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

郭宏鋒

為探索“深度學(xué)習(xí)”在物理教學(xué)中的運(yùn)用，打造高中物理高效課堂，筆者經(jīng)過(guò)多年努力，成功探索出基于高中物理課堂教學(xué)的六步教學(xué)法：“新知預(yù)學(xué)”→“反饋歸納”→ “合作探究”→ “拓展延伸”→ “訓(xùn)練鞏固”→ “新課導(dǎo)學(xué)”?，F(xiàn)以《平拋運(yùn)動(dòng)》為例，探討六步教學(xué)法的運(yùn)用。不妥之處敬請(qǐng)各位同仁批評(píng)指正。

一、新知預(yù)學(xué)

教者在第六步“新課導(dǎo)學(xué)”環(huán)節(jié)中布置課后預(yù)學(xué)內(nèi)容。學(xué)生已在課前完成。

二、反饋歸納

教者檢查預(yù)學(xué)情況。

[師]：經(jīng)過(guò)大家的努力，我們已經(jīng)了解平拋運(yùn)動(dòng)，這節(jié)課我們繼續(xù)研究。教師引導(dǎo)：學(xué)生思考、概括出定義。

一、平拋運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)。

[師]：平拋運(yùn)動(dòng)的形成條件是什么？

學(xué)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(yùn)動(dòng)，研究它的什么規(guī)律呢？這就是我們這節(jié)課的研究任務(wù)。

[生]：我們要研究它的位移、速度和加速度。

二、平拋運(yùn)動(dòng)的研究

[師]：提出問(wèn)題：我們應(yīng)該怎樣研究一個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)呢？

[生]：運(yùn)動(dòng)的合成與分解。

[師]：應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解能達(dá)到什么目的，有什么特點(diǎn)？合成和分解的是什么物理量？

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

[師]：平拋運(yùn)動(dòng)是一個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)，那么就可以用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法來(lái)研究，具體怎樣分解？

學(xué)生分組合作探究。教者巡回指導(dǎo)。

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

二、研究方法

1.方法：運(yùn)動(dòng)的合成與分解

2.結(jié)果：水平方向：勻速直線運(yùn)動(dòng);豎直方向：自由落體運(yùn)動(dòng)

[師]：進(jìn)一步點(diǎn)撥，運(yùn)動(dòng)的合成與分解是將復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)化為簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)來(lái)研究，包括v、s、a 的合成與分解。

四、拓展延伸

[師]我們現(xiàn)在用平拋運(yùn)動(dòng)演示儀來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。教者講解實(shí)驗(yàn)裝置、原理及試驗(yàn)要求后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析試驗(yàn)結(jié)論。

[師]：同學(xué)們觀察到了什么樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢？

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

[師]：AB小球?qū)Ρ?、AC小球?qū)Ρ瓤梢缘贸鍪裁礃拥慕Y(jié)論呢？

[生]：A和B小球?qū)Ρ日f(shuō)明水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng);A和C小球?qū)Ρ日f(shuō)明豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)

[師]：平拋運(yùn)動(dòng)具有什么樣的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)？

[生]：平拋運(yùn)動(dòng)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，水平方向上是勻速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

[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(yùn)動(dòng)性質(zhì)：加速度為g 的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。

教者乘熱打鐵進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生得出平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

[師]：我們用數(shù)學(xué)方法如何描述這個(gè)二維曲線運(yùn)動(dòng)？引導(dǎo)：大家可以嘗試在一個(gè)直角坐標(biāo)系中描述平拋運(yùn)動(dòng)。

教者以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以水平方向建x軸，以豎直向下的方向建y軸，畫出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，分解速度和位移。

[師]：寫出他們的各分運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而合成合運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

學(xué)生踴躍參與。（教者可要求學(xué)生練習(xí)本上寫出，也可在黑板上寫出）

三、平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

1.平拋運(yùn)動(dòng)的分解

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

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

2.速度和位移

平拋運(yùn)動(dòng)的合速度v= ，合位移s= 。

3.兩個(gè)推論

（1）平拋運(yùn)動(dòng)末速度方向的反向延長(zhǎng)線必交于這段水平位移的中點(diǎn)。

（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(xùn)練鞏固

[典例剖析]

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

教者分析：對(duì)于這道題我們可以從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮：

[師]：（1）從水平飛行的飛機(jī)上投下的炸彈，做什么運(yùn)動(dòng)？為什么？

[生]：做的是平拋運(yùn)動(dòng)。炸彈在沒(méi)有脫離飛機(jī)時(shí)與飛機(jī)具有相同的水平速度。脫離飛機(jī)后這一速度并不消失，這時(shí)炸彈只受重力作用且具有水平初速度，所以做平拋運(yùn)動(dòng)。

[師]：（2）炸彈的這種運(yùn)動(dòng)可分解為哪兩個(gè)什么樣的分運(yùn)動(dòng)？

[生]：可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。

[師]：（3）要想使炸彈投到指定的目標(biāo)處，你認(rèn)為炸彈落地前在水平方向通過(guò)的距離與投彈時(shí)飛機(jī)離目標(biāo)的水平距離之間有什么關(guān)系？

[生]：炸彈落地前在水平方向通過(guò)的距離與投彈時(shí)飛機(jī)離目標(biāo)的水平距離應(yīng)該相等。

教者引導(dǎo)學(xué)生寫出解題過(guò)程。

例題2：關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A.平拋運(yùn)動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng)

B.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體加速度隨時(shí)間逐漸增大

C.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體每秒內(nèi)速度增量相等

D.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體每秒內(nèi)位移增量相等

教者可組織學(xué)生分組討論，然后選一生回答，鞏固所學(xué)內(nèi)容。

[當(dāng)堂訓(xùn)練1]：在一斜面頂端，將甲、乙兩個(gè)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(shí)的速率是乙球落至斜面時(shí)速率的（ ）

A.2倍 B.4倍 ? C.6倍 ? D.8倍

[當(dāng)堂訓(xùn)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(shí)間后，恰好垂直撞在斜面上.（不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，tan 37°= ）在這一過(guò)程中，求：

（1）小球在空中的飛行時(shí)間;

（2）拋出點(diǎn)距撞擊點(diǎn)的豎直高度;

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

分析并完成解題過(guò)程（一生板演）。

六、新課導(dǎo)學(xué)

教者進(jìn)行課堂小結(jié)，布置課后預(yù)學(xué)內(nèi)容。

基金項(xiàng)目：該論文是平?jīng)鍪薪逃茖W(xué)“十三五”2018年規(guī)劃課題（課題批準(zhǔn)號(hào)[2018]PLG591）《“深度學(xué)習(xí)”在物理教學(xué)中的運(yùn)用研究》的研究成果之一。