董浩贤
【摘要】平抛运动是高一物理学科中一个重要的部分,这节知识在高中力学中作用独特,是利用已有知识探究新知识的极佳教材,它不仅仅是知识的传承,更重要的是对思维的培养、扩展和加深,对培养学生创新思维能力有不可替代的作用。
【关键词】高中物理 平抛运动 教学
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)10-0166-01
平抛运动是高中物理必修2第一章抛体运动第三节的知识,这节知识的熟练掌握对于学生学习高中力学起着重要作用,也是在教学中利用已有知识探究新知识极佳教材,它不仅仅是知识的传承,更重要的是对思维的培养、扩展和加深,对培养学生创新思维能力有不可替代的作用。
通過学习这一节知识,要让学生知道研究物体运动特别是研究曲线运动的一种特别的方法,即利用分解与合成的方法将曲线运动变为直线运动。
运动包括平抛运动研究的目的是找经过一定时间(t)物体的位置(位移s)以及速度(末速度vt),由于位移和速度都是矢量,矢量的分解与合成以及匀变速运动相关知识学生掌握的并不是很好,本节物理知识又牵涉一些比较困难的数学运算,知识内容本身也比较繁杂,这给教和学都带来一定的难度,我结合我校学生实际情况,想了不少办法突破难点。做法如下:
一、利用练习题引起学生回忆
先利用练习题1让学生回顾力会影响物体的运动状态。
练习1 :一个质量为2kg的物体在三个共点力的作用下处于静止,当取消一个3N的力后,该物体将做什么运动?(通过讨论,逐步完善答案)。
再利用练习题2让学生明确曲线运动的方向。
练习2:方向盘的作用是什么?在汽车弯曲的运动路线上取一点,画出汽车在这一点车头的指向(学生回答,黑板上画出,学生总结)。
再利用练习题3让学生回顾矢量的合成分解法则。
练习3:画出相互垂直两力(F1、F2)的合力;将一个水平方向的力(F)分解成竖直和水平方向上两个分力(F1、F2)。
二、注意引入
利用投弹给出平抛运动的定义,并且及时练习让学生知道做平抛运动的条件,从受力的角度深入认识平抛运动——是匀变速曲线运动,着重说明我们要解决的问题——确定物体经过一定时间(t)的位置(s)和发展方向(速度vt),讲明我们利用旧知识解决新问题存在的困难:虽然只受重力,重力的大小和方向在运动过程中都不变,根据牛顿第二定律(a=F/m),平抛运动是匀变速运动,能否利用前面学过的有关公式(s=v0t+1/2at2 vt=v0+at)来解决问题?(强调s=v0t+1/2at2 vt=v0+at的适用条件)。
三、利用视频动画分解平抛运动
一个班级可以分解成多个小组,每个小组的成绩和在一起就是整个班级的成绩。一个力也可以分解成多个力。运动能否分解?怎样分解?利用动画演示,讲清原身和替身,告知分解的目的变曲为直,俩替身结果的合成即是原身的结果。
四、讲清知识点
讲清x方向y方向的状态
x方向初始速度为v0、不受力
y方向初始速度为零、只受重力
进而确定x方向y方向的运动状态。
x方向:以速度为v0的匀速直线运动
y方向:以初速度为零,加速度为g的匀变速直线运动
引导学生回忆匀速直线运动(s=v0t)和匀变速直线运动(s=v0t +1/2at2 vt=v0+at)的相关公式。
解决替身经过一定时间(t)的位置(s)以及速度(v)
x方向:经过一定时间(t)的位置x= v0t以及速度vxt=v0
y方向:经过一定时间(t)的位置(y=1/2gt2)以及速度(vyt=gt)
将x= v0t与y=1/2gt2合成得到物体位移的大小(s2=x2+y2),利用tanα=gt/2v0算出位移的方向。
五、寻找规律便于记忆
x方向:以速度为v0的匀速直线运动。
y方向:以初速度为零,加速度为g的匀变速直线运动(即自由落体运动)。
匀变速运动既有匀变速直线运动又有匀变速曲线运动。
任意时间速度方向的改变是位移方向改变的2倍。
速度(vt)反向延长线与x轴的交点是x的中点。
在相等的时间内速度的变化相等(加速度是恒定的)。
速度的变化可以是速度大小的变化,也可以是速度方向的变化(速度方向的变化可以折合成速度大小的变化)。
六、实验验证
利用平抛运动演示仪描出小球的运动轨迹,以小球做平抛运动的起点为原点向右和下建立直角坐标,在小球的运动轨迹上取一点对应找到y值,在利用y=1/2gt2算出小球的飞行时间,量出对应x的值,带入公式x= v0t,计算出v0,从而验证平抛运动的规律。
七、适量的作业
精选练习题达到学生记忆巩固理解提高(练习题略)。