1、竖直方向上的抛体运动教学设计 福建省石狮第一中学 郑金裕 教 学 课 题 竖直方向上的抛体运动 物理 2（必修）司南版（山东科技出版社）第 3 章第 2 节 学 习 任 务 分 析 本 课 题 是 在 学 习 了 匀 变 速 直 线 运 动 、 自 由 落 体 运 动 和 运 动 的 合 成 与 分 解 的 基 础 上 , 探 索 和 研 究 竖直方向上的抛体运动。 这 不 仅 有 利 于 学 生 对 匀 变 速 直 线 运 动 、 自 由 落 体 运 动 和 运 动 的 合 成 与 分 解 的 综 合 和 深 化 理 解 ， 而 且 有 助 于 培 养 学 生 分 析 问 题 和 解 决 问
2、 题 的 能 力 。 竖直方向上的抛体运动是学 生 生活中中 比 较 熟 悉 的 现象，因此教学时尽量 从学生学习和生活中寻找例子，教学过程中多安排学生动手实验的机会，让学生有 切身的体会，同时也应安排些思考和探讨的话题，引发学生的思考和讨论，加深学 生对竖直方向上的抛体运动规律的理解。 重 点 难 点 分 析 重 点 ： 使 学 生 掌 握 竖 直 方 向 上 的 抛 运 动 的 特 征 和 规 律 ， 在 分 析 匀 变 速 直 线 运 动 的 基 础 上 ， 掌 握 竖 直 上 抛 运 动 中 物 体 运 动 时 间 、 位 移 和 速 度 等 物 理 量 的 计 算 。 难 点 ： 在
3、 竖 直 上 抛 运 动 的 运 算 过 程 中 ， 将 上 升 和 下 落 两 个 过 程 看 成 一 个 统 一 的 匀 变 速 直 线 运 动 ， 学 生 不 易 接 受 。 学 情 分 析 1学生已经学完匀 变 速 直 线 运 动 、 自 由 落 体 运 动 和 运 动 的 合 成 与 分 解 ，对物体运动的 研究有一定的基础知识。通过本节课的学习，帮助学生在一个新的、实际的应用场 景，深入理解知识，同时把运动的理论知识与实际相联系。 2本节课的知识来源于生活中的大量事例，但学生对竖直方向上的抛体运动的了解 较多地停留在前概念的基础上，通过本节的学习让学生对竖直方向上的抛体运动有 科学
4、的认识，并掌握科学抽象和分段分析物理现象的一般方法。 知 识 与技能 1了解什么是竖直下抛（上抛）运动； 2掌握竖直下抛（上抛）运动的特征； 3掌握竖直下抛（上抛）运动的规律；能利用公式计算竖直下抛（上抛） 物体的位移、速度及运动时间。 过 程 与方法 1.通过观察物体的上抛，概括竖直下抛（上抛）运动的特征，培养学生的 观察、概括能力；通过对竖直上抛运动全过程的分析和计算，培养学生的 分析能力和运用数学工具解决物理问题的能力。 2.竖直下抛（上抛）与自由落体运动的研究都是略去空气阻力抽象出的理 想化模型，这是物理学研究的重要方法。 教 学 目 标 情 感 态 度 与 价 值 观 使学生了解物理
5、就在身边，激发学生对科学的兴趣和热情。在学生实验和 逐步探究的学习过程中，培养学生细心观察、勤于思考，在相互交流和合 作的过程中培养科学精神。 教 学 媒 1计算机、数字展台、投影仪。 2视频录像剪接。 体 运 用 PPT 教学演示课件 教 学 程 序 设 计 教 学 程 序 教 师 活 动 学生活动 教学资源 【视频】1、操场上，学生在竖直向上 顶球； 2、建筑工人往上抛砖； 3、杂技抛球。 【引导学生寻找生活中的例子】哪些 运动可认为是竖直下抛运动或竖直上 抛运动？ 学生举例：向下拍球、向上 抛球、向上射箭、跳高等等。 播放有关视频 【引导学生做实验 1】用橡皮做竖直 下抛运动 【引导学生
6、思考】竖直下抛运动与自 由落体有什么区别和联系？ 学生实验 1：用橡皮做竖直 下抛运动 观察现象：初速度不为零的 加速直线运动。 学生思考：竖直下抛运动有 什么特点？ 每位学生一组： 一块橡皮。 【引导学生做实验 2】用橡皮做竖直 上抛运动【引导学生思考】竖直上抛 运动有什么特点？ 学生实验 2：用橡皮做竖直 下抛运动 观察现象：初速度不为零的 减速直线运动。 学生思考：竖直上抛运动有 什么特点？ 创 设 情 境 引 入 新 课 由以上两个学生实验及对生活中实例 的总结引出课题竖直方向上的抛体 运动 【板书】竖直方向上的抛体运动 用数字展台摄像 头对准橡皮做竖 直上抛运动投 影到大屏幕。 问题
7、提出（竖直下抛运动） 从实验及实例出发，围绕着竖直 方向上的抛体运动，引导学生分析、 讨论并提出问题。师生共同分析归纳 并提出的问题： 1什么是竖直下抛运动？ 2竖直下抛运动有什么规律？ 学生讨论并提出问题： 向上发射火箭是不是抛体运 动？为什么？ 解决问题 1：什么是竖直下抛运动？ 新 课 教 学 引导学生一起分析实验 1 的现象。 教师引导学生归纳：在忽略空气 师生共同分析： 1有竖直向下的初速度 v0 2只受重力作用，空气阻力 阻力的情况下，以一定的初速度竖直 向下抛出的物体的运动叫做竖直下抛 运动。 这是一类典型的初速度不为零的 匀加速直线运动，它们的加速度就是 重力加速度 g。 【板
8、书】在忽略空气阻力的情况 下，以一定的初速度竖直向下抛出的 物体的运动竖直下抛运动。 要求学生阅读课本关于竖直下抛 运动的文字描述。 引导学生分析课本对这运动的定 义与实际例子的运情景的联系与区别。 忽略不计； 3这是抽象出的理想化模型， 是一种科学的研究方法。 解决问题 2：竖直下抛运动有什么规律？ 问题：竖直下抛运动有什么规律？ 师生共同分析： 1、竖直下抛物体的运动可看成是 由初速度为 v0的匀速直线运动和自由 落体运动的合运动。 2、重力加速度 g 的方向与 v0的 方向相同，所以，它是一种初速度不 为零的匀加速直线运动。匀加速直线 运动的速度公式和位移公式均适用于 此运动(ag)。
9、3、用 v-t 图象来描述运动。 学生总结： 1、v tv 0+gt 2、 2gtS 3、 【板书】1、v 0v 0-gt 2、 21gtS推论： 20vght 实际应用（一） 新 课 教 学 新 课 教 学 例题：一人站在楼顶向下扔物块。已 知物块离开手的速度是 2.0ms，楼 高 20.0 m。假设物块出手的位置靠近 楼顶，不计空气阻力，物块到达地面 的速度大小是多少?(取 g10ms 2) 分析：物块离开手后，只受重力作用。 重力方向和初速度方向相同，都是竖 直向下，物块将做竖直向下的匀加速 直线运动。 学生解答：由 求时间，再201Svtg 由 vtv 0+gt 求出到达地面的 速度。
10、 另解：由 直接20thv 求出 vt20.1ms 反思：这相当于一辆汽车快 速行驶时的速度，可见高空 抛物危险极大。 问题提出（竖直上抛运动） 指导学生重做实验及重放视频， 引导学生分析竖直上抛运动的实例， 讨论并提出问题。 1什么是竖直上抛运动？ 2竖直上抛运动有什么规律？ 学生动手实验、讨论观察的 现象并提出相应的问题。 解决问题 1：什么是竖直上抛运动？ 引导学生一起分析实验 2 的现象。 教师归纳：在忽略空气阻力的情 况下，以一定的初速度竖直向上抛出 的物体的运动分别叫做竖直上抛运动。 这是一类典型的初速度不为零的 匀加速直线运动，它们的加速度就是 重力加速度 g。 【板书】在忽略空
11、气阻力的情况 下，以一定的初速度竖直向上抛出的 物体的运动叫做竖直上抛运动。 要求学生阅读课本关于竖直上抛 运动的文字描述。 引导学生分析课本对这运动的定 义与实际例子的运情景的联系与区别。 师生共同分析： 1有竖直向上的初速度 v0 2只受重力作用，空气阻力 忽略不计； 3与竖直下抛运动一样， 竖直上抛运动也是一种抽象 出的理想化的运动模型。 解决问题 2：竖直上抛运动有什么规律？ 新 课 教 学 新 课 教 学 问题：竖直上抛运动有什么规律？ 师生共同分析： 对物体竖直上抛运动可以分段分 析。 一、上升过程（图 3-12） 1、竖直上抛物体的运动可看成是 由初速度为 v0的匀速直线运动和自
12、由 落体运动的合运动。 2、重力加速度 g 的方向与 v0的方 向相同，所以，它是一种初速度不为 零的匀减速直线运动。匀减速直线运 动的速度公式和位移公式均适用于此 运动(ag)。 二、下升过程（图 3-13） 从最高点开始，物体做自由落体 运动。 学生总结： 一、上升过程 1、v tv 0-gt 2、 2gtS 二、下升过程 1、v tgt 2、 2 三、运动对称性总结：（相 对最高点）让学生结合插图 比较分析。 1、时间对称 三、引导学生对比分析总结： 1、竖直上抛运动的上升过程和下 落过程具有对称性。 2、引导学生观察课本 P52 插图 3- 15， 判断网球是在上升，还是在下降？ 为什
13、么不能判断出？ 四、最高点： 物体上升到最高点瞬时速度为零， 由速度公式可得 v0-gtm0，所以 gtm0 将此结果代人 201gtvS 确定物体竖直上抛最大高度 20hmvg 2、速度对称 学会用图象表示： 新 课 教 学 实际应用（二） 例题 气球上系一重物，以 4ms 的速 度自地面匀速上升。当上升到离地面 高度 h9m 处时，绳子突然断了。问： （1）重物是否立即下降？重物 要经过多长时间才能落到地面? （2）重物落地时的速度多大？ (取 g10ms 2) 分析引导： （1）分析重物的运动情况：先是 随气球匀速上升；接着由于惯性而上 抛；至最高点后做自由落体运动。 （2）把物体从离开
14、绳子到落地视 为一整体过程，然后利用竖直上抛运 动的速度和位移公式直接求解。 特别注意：这时位移为负值， h-9m 学生解答： 解：（1）绳子突然断时， 重物与气球具有相同的速度， 由于惯性，重物将继续向上 运动，上升一段距离到达最 高点后再做自由落体运动。 上升过程： 上升时间: = s=0.4sgvt014 自 9m 高处继续上升的 最大高度： hm g v20 0.8m 重物做自由落体运动的 过程： 下降的总高度 Hh m + h9.8m 由 可求得下降21gt 的时间 t 下 1.4s 重物从绳子断到落地的 总时间： t 总 1.8s （2）重物落地时的速 度 vtgt14ms 另解：
15、以地面为坐标原点。 取竖直向上的方向为正方向， 据公式： vtv 0-gt 201gtvh 其中 4ms， -0 10m, g10ms 2 小 结 并 布 置 作 业 学生小结： 1、竖直上抛运动有什么规律？ 2、竖直下抛运动有什么规律？ 作业：1课本 P52 作业； 2以组为单位，利用网络资源查阅相关资料，了解实际生活生产中有关竖直方向上的 抛体运动的应用，并与其它小组交流学习成果。 教 学 流 程 教 学 设 计 点 评 1本节课是基于学生原有知识结构和有关竖直方向上抛体运动的前概念的基础上，通 过情景、问题、实验、合作、自主、交流等教学元素，突出学生主体特征，注重探究 式学习过程，让学生
16、构建关于竖直（下）上抛运动的新知识并注意知识目标的落实， 紧扣课程标准要求，达成预定的三维教学目标。 2注重创设问题情境，激发疑问，有效导学。课题引入阶段，通过简单器材设计的实 验，有效地激发出贯穿本节课的二个问题，这二个问题的分析和解决便构成了整节课 的逻辑主线，从而得以有效实施学习。 3精心设计教学流程，注重全体学生在动手的同时加强动脑，通过科学抽象和类比分 析让学生主动学习，自主构建知识体系。 4鼓励学生应用学过的有关运动的合成和图象法来研究竖直方向上的抛体运动。学生 学会从多角度来分析和解决问题的能力，培养思维的灵活性和广度。 5通过对运动对称性的分析和用统一的方法来研究竖直上抛运动的规律，让学生体验 物理的对称美和简洁美，激发学生学习物理学的兴趣。 情景创设： 视频及实验 问题引入： 激疑 1 问题引入： 激疑 2 抽象与 归纳 竖直（下） 上抛运动 学生实验及 分析、归纳 运动规 律 应用 实验、类比 归纳、交流
