《平抛运动》教学设计

郭宏锋

为探索“深度学习”在物理教学中的运用，打造高中物理高效课堂，笔者经过多年努力，成功探索出基于高中物理课堂教学的六步教学法：“新知预学”→“反馈归纳”→ “合作探究”→ “拓展延伸”→ “训练巩固”→ “新课导学”。现以《平抛运动》为例，探讨六步教学法的运用。不妥之处敬请各位同仁批评指正。

一、新知预学

教者在第六步“新课导学”环节中布置课后预学内容。学生已在课前完成。

二、反馈归纳

教者检查预学情况。

[师]：经过大家的努力，我们已经了解平抛运动，这节课我们继续研究。教师引导：学生思考、概括出定义。

一、平抛运动概念

1.定义：将物体以某一水平速度抛出，只在重力作用下的运动。

[师]：平抛运动的形成条件是什么？

学生思考、分析其形成条件：将物体水平抛出，只受重力。

2.形成条件：只受重力;初速度水平。

三、合作探究

[师]：我们要研究平抛运动，研究它的什么规律呢？这就是我们这节课的研究任务。

[生]：我们要研究它的位移、速度和加速度。

二、平拋运动的研究

[师]：提出问题：我们应该怎样研究一个曲线运动呢？

[生]：运动的合成与分解。

[师]：应用运动的合成与分解能达到什么目的，有什么特点？合成和分解的是什么物理量？

[生]：思考后回答;可把曲线运动化为直线运动，合成和分解的是它的位移、速度和加速度。

[师]：平抛运动是一个曲线运动，那么就可以用运动的合成与分解的方法来研究，具体怎样分解？

学生分组合作探究。教者巡回指导。

[生]：水平方向不受力的作用 竖直方向只受重力的作用，学生分组讨论得出：水平方向上是匀速直线运动。竖直方向只受重力的作用，且没有初速度，根据牛顿第二定律得出竖直方向是自由落体运动

二、研究方法

1.方法：运动的合成与分解

2.结果：水平方向：匀速直线运动;竖直方向：自由落体运动

[师]：进一步点拨，运动的合成与分解是将复杂的曲线运动化为简单的直线运动来研究，包括v、s、a 的合成与分解。

四、拓展延伸

[师]我们现在用平抛运动演示仪来进行实验验证。教者讲解实验装置、原理及试验要求后开始实验，学生观察实验现象，分析试验结论。

[师]：同学们观察到了什么样的实验现象呢？

[生]：A小球平抛运动;B小球匀速直线运动;C小球自由落体运动，A、B、C三小球相撞。

[师]：AB小球对比、AC小球对比可以得出什么样的结论呢？

[生]：A和B小球对比说明水平方向做匀速直线运动;A和C小球对比说明竖直方向做自由落体运动

[师]：平抛运动具有什么样的运动性质？

[生]：平抛运动为匀变速曲线运动，在竖直方向上的分运动是自由落体运动，水平方向上是匀速直线运动运动。

[师]它的水平加速度为0，竖直加速度为g，那么合加速度为多少？

[生]：a=g。

3.运动性质：加速度为g 的匀变速曲线运动。

教者乘热打铁进一步引导学生得出平抛运动规律。

[师]：我们用数学方法如何描述这个二维曲线运动？引导：大家可以尝试在一个直角坐标系中描述平抛运动。

教者以抛出点为坐标原点，以水平方向建x轴，以竖直向下的方向建y轴，画出平抛运动的轨迹，分解速度和位移。

[师]：写出他们的各分运动运动规律，从而合成合运动规律。

学生踊跃参与。（教者可要求学生练习本上写出，也可在黑板上写出）

三、平抛运动的规律

1.平抛运动的分解

（1）水平方向：不受外力，以初速度v0做匀速直线运动.速度vx=v0.位移x=v0t.

（2）竖直方向：只受重力作用，由静止开始下落，是自由落体运动.速度：vy=gt，位移：y= gt2.

2.速度和位移

平抛运动的合速度v= ，合位移s= 。

3.两个推论

（1）平抛运动末速度方向的反向延长线必交于这段水平位移的中点。

（2）末速度与初速度夹角的正切值是合位移与水平方向夹角正切值的2培，即tanα=2tanᵦ。

五、训练巩固

[典例剖析]

例题1：一架老式飞机在高出海面45m的高处，以80m/s的速度水平飞行，为了使飞机上投下的炸弹落在停在海面上的敌船，应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹？不计空气阻力。

教者分析：对于这道题我们可以从以下几个方面来考虑：

[师]：（1）从水平飞行的飞机上投下的炸弹，做什么运动？为什么？

[生]：做的是平抛运动。炸弹在没有脱离飞机时与飞机具有相同的水平速度。脱离飞机后这一速度并不消失，这时炸弹只受重力作用且具有水平初速度，所以做平抛运动。

[师]：（2）炸弹的这种运动可分解为哪两个什么样的分运动？

[生]：可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

[师]：（3）要想使炸弹投到指定的目标处，你认为炸弹落地前在水平方向通过的距离与投弹时飞机离目标的水平距离之间有什么关系？

[生]：炸弹落地前在水平方向通过的距离与投弹时飞机离目标的水平距离应该相等。

教者引导学生写出解题过程。

例题2：关于平抛运动，下列说法中正确的是（ ）

A.平抛运动是一种变加速运动

B.做平抛运动的物体加速度随时间逐渐增大

C.做平抛运动的物体每秒内速度增量相等

D.做平抛运动的物体每秒内位移增量相等

教者可组织学生分组讨论，然后选一生回答，巩固所学内容。

[当堂训练1]：在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以v和 的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上.甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的（ ）

A.2倍 B.4倍   C.6倍   D.8倍

[当堂训练2]：小球以15 m/s的水平初速度向一倾角为37°的斜面抛出，飞行一段时间后，恰好垂直撞在斜面上.（不计空气阻力，g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，tan 37°= ）在这一过程中，求：

（1）小球在空中的飞行时间;

（2）抛出点距撞击点的竖直高度;

（3）小球撞到斜面时，小球在竖直方向上下落的距离与在水平方向上通过的距离之比是多少？

分析并完成解题过程（一生板演）。

六、新课导学

教者进行课堂小结，布置课后预学内容。

基金项目：该论文是平凉市教育科学“十三五”2018年规划课题（课题批准号[2018]PLG591）《“深度学习”在物理教学中的运用研究》的研究成果之一。