1、斜抛运动教学设计 福建省石狮市第一中学 苏丽琴 教学 课题 斜抛运动物理 2(必修)司南版(山东科技出版社)第 3 章第 4 节 学习 任务 分析 本 课 题 是 在 学 完 运 动 的 合 成 与 分 解 、 竖 直 方 向 上 的 抛 体 运 动 和 平 抛 运 动 的 基 础 上 ,来 探 究 斜 抛运动的问题。不仅使学生对抛体运动有完整的认识,且能进一步理解运动的独立性、 运动的合成与分解。对斜抛运动可以从运动轨迹和射高、射程两方面理解。斜抛运动的 运动轨迹是一条抛物线,可以把斜抛运动看成是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的 竖直上抛运动的合运动;射高与射程和初速度及抛射角有关。斜抛运
2、动是学 生 生活中比 较 熟 悉 的 现象,因此教学时尽量贴近生活,从生活中来,到生活中去,在教学过程尽量 创设情景让学生有切身的体会,以加深对斜抛运动的理解。 重 点 难 点 分 析 重点:1.斜抛运动的规律的推导。 2.用运动的的合成与分解方法处理斜抛运动。 难点:1.斜抛运动的规律的推导。 2.影响射高、射程的因素。 学情 分析 学生已学过用运动的合成与分解来研究平抛运动,知道在研究曲线运动时可采用化曲为 直的方法,但不是很熟悉;虽然日常生活中常见斜抛运动,能知道斜抛运动的轨迹是抛 物线,但不知道射程与射高,也不知射程与射高和初速度及抛射角有关。 知 识 与技能 1.知道斜抛运动,知道斜
3、抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方 向的竖直上抛运动。 2.通过实验探究斜抛运动的射高和射程跟初速度和抛射角的关系,并能将所学 的知识应用到生产、生活中。 3.了解弹道曲线。 过 程 与方法 1. 经历斜抛运动的探究过程,尝试运用科学探究的方法研究和解决斜抛运动 问题。 2.能运用运动的合成与分解方法解决日常生活中有关的斜抛问题,培养理论联 系实际、运用理论解决实际问题的能力。 3.尝试通过物理实验解决实际问题,在实验中能考虑实验的变量及其控制方法。 教学 目标 情 感 态 度 与 价 值 观 使学生领略斜抛运动的对称与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲;通过对斜 抛运动规律的探究,
4、培养学生探究自然界奥秘的热情,并从中体验到探究过程 中的艰辛与喜悦;使学生勇于探究日常生活有关的斜抛问题;通过合作实验认 识到合作的重要性,培养合作意识,在合作中能坚持原则又尊重他人,具有团 队精神。 1. 频闪照片、印有方格坐标的透明塑料纸、玩具熊、玩具手枪、铁架台、细线、细玻璃 容器、红 墨 水 9 号 1 注射针头、一端带有软木塞的软管(粗细各一条) 、演示用量角器、 1 米长的木尺、铁架台、水槽、底部已开几个小孔的 1.25 升的矿泉水瓶、滴管、铁夹子、 水。 2计算机、投影仪。 3视频录像剪接。 教学 媒体 运用 PPT 教学演示课件 教 学 程 序 设 计 教 学 程 序 教 师
5、活 动 学 生 活 动 教学资源 创 设 情 境 引 入 新 课 播放一段视频(含有:节日夜空的礼花; 运动场上运动员投掷出的链球、铅球、 铁饼;高尔夫球场上已击出的高尔夫球 在空中的运动;篮球场上教练员指导运 动员在练习投篮的角度和球投出的速度) 。 视频播放完后提出以下问题: 1.视频中的各物体做什么运动? 2.运动员在投掷以上各种球类时怎样才 能获得更好的成绩? 为了解决这些问题,就需要学习斜抛运 动。 板书 第四节 斜抛运动 学生观看视频。 视频中含有: 节日夜 空的礼 花;运 动场上 运动员 投掷出 的链球、 铅球、 铁饼、 高尔夫 球场上 已击出 的高尔 夫球在 空中的 运动; 篮
6、球场 上教练 员指导 运动员 在练习 投篮的 角度和 球投出 的速度。 首先什么是斜抛运动? 请同学们根据以下几个问题进行讨论、 交流。 1.礼花刚在空中散开时;链球、铅球、铁 饼、高尔夫球及篮球刚要在空中运动时, 是否具有一定的初速度? 2.这个初速度是沿水平方向还是其他方向? 3.礼花、链球、铅球、铁饼、高尔夫球及 篮球在空中的运动轨迹是什么样的? 4.这些物体在空中运动的过程中受到什么 力的作用? 引导学生分析并归纳得出斜抛运动的概 念。 板书 1.斜抛运动:以一定的初速度将物 体与水平方向成一定的角度斜向上抛出, 物体仅在重力作用下所做的曲线运动。 学生对问题进行讨论、交流。 分析并归
7、纳得出斜抛运动的概念:以 一定的初速度将物体与水平方向成一 定的角度斜向上抛出,物体仅在重力 作用下所做的曲线运动叫斜抛运动。 在这里忽略空气阻力对物体运动的影 响,这是一种理想情况。 投影问 题 新 课 教 学 讲述:如果用带有频闪光源的相机将小 球做斜抛运动的过程拍摄下来就得到频 闪照片,从照片中可看出这是一条的曲 线,我们把这样的曲线称为抛物线。用 投影频 闪照片 什么方法研究这类运动较方便? 回顾:前面已学过的平抛运动也是曲线 运动,我们是用什么方法来研究、分析 的? 有的学生答化曲为直,有的学生答用 分解,有的不知道该怎样回答。 讲述:根据运动的独立性,把平抛运动 正交分解为沿水平方
8、向的匀速直线运动 和沿竖直方向的自由落体运动。我们也 将采用类似的方法研究斜抛运动。 将频闪照片和印有方格坐标的透明塑料 纸分给学生,让学生按要求进行分析。 要求:1.将塑料纸覆盖在频闪照片上,用 描迹法在塑料纸上画出斜抛运动的轨迹 图. 2.在坐标纸上建立平面直角坐标系,画出 小球所受的力。 3.标出小球的初速度 V0 方向,并将初速 度 V0 进行正交分解,讨论、分析小球沿 水平方向及竖直方向各做什么样的运动。 学生将塑料纸覆盖在频闪照片上,用 描迹法在塑料纸上画出斜抛运动的轨 迹图,并建立平面直角坐标系,画出 小球所受的力及初速度方向,将初速 度 V0 进行正交分解,和同桌讨论、 分析小
9、球沿水平方向及竖直方向各做 什么样的运动。 每人一 张频闪 照片和 一张印 有方格 坐标的 透明塑 料纸 取几份学生做的分析图进行投影,并根 据学生所做图的情况,在黑板上画出正 确的图,引导学生对小球沿水平方向及竖 直方向所做的运动进行分析。 板书 2. 斜抛运动分解为: 水平方向匀速直线运动 竖直方向竖直上抛运动 分析归纳得出: 1 物体抛出方向与 X 轴正方向之间 的夹角称为抛射角,用 表示。 2 斜抛运动物体在水平方向不受力, 以水平初速度 VX做匀速直线运动; 在竖直方向有方向向上的初速度 vy, 且受到重力的作用,因此做初速度为 vy的竖直上抛运动。 投影学 生做的 分析图 引导学生
10、推导出速度公式和位移公式来 描述斜抛运动规律。 板书3. 0cosxvinygt0csxv21iyt学生在老师的引导下推导速度和位移公式。 新课教学 讲述:从公式中可看出:当 vy=0 时,小 y V 0 o v x vy x 球达到最高点,所用时间 ;0sinvtg 小球自最高点自由落下所需时间,与上 升到最高点所需时间相等,因此小球飞 行时间为 。小球能达02sinvTtg 到的最大高度(h)叫做射高;从抛出点 到落地点的水平距离(s)叫做射程。 板书 讲述:为了解决运动员在投掷以上各种 球类时怎样才能获得更好的成绩这个问 题,下面要先用玩具手枪做一个精彩的 游戏:枪口 A 瞄准悬挂于高处
11、 B 处的一 只玩具熊,当子弹以初速 v0射出时,B 处的玩具同时自由落下。 问题:1.子弹能否射中玩具熊? 2.射中与否跟初速度 v0、抛射角 及射 程是否有关? 让学生先猜想、议论再请两个学生上 台做游戏,一个用玩具手枪从同一水 平线上的不同角度、不同的位置做射 击,同时另一个学生剪断吊玩具熊的 细线。 从游戏中看到的现象是:子弹不一定 能打中玩具熊;能否射中与初速度 v0、抛射角 及射程有关。 玩具手 枪、玩 具熊、 铁架台、 细线 新 课 教 学 讲述:为了进一步定性分析斜抛运动中 的射高和射程的大小与初速度 v0、抛射 角 的关系,请同学们用实验进行探究。 在实验中采用控制变量法,即
12、先保持抛 射角 不变,探究射高、射程与初速度 的关系;再保持初速度 v0不变,探究射 高、射程与抛射角的关系。 探究实验一:探究射高、射程与初速度 的关系。 学生六人为一组探究射高和射程与初 速度和抛射角的关系: 1. 探究射高 h 和射程 s 与初速度 v0 的关系: (1)细玻璃容器内装有水,滴入几 滴红墨水,用橡皮塞塞紧容器口,倒 置于铁架台上;用注射针头连接软管 组成喷水嘴,再与细玻璃容器相接。 (2)将木尺、量角器及喷水嘴固定 在铁架台上, (喷水口与水平木尺等 高,且尽量让容器口离固定点远点) 每组的 器材: 细玻璃 容器、9 号注射 针头 (事先 将针头 截去、 磨平) 及一端
13、A B h s y x V 0 o s h 在木尺末端的地面上放一水槽,如图 所示。 3 保持喷水嘴方向不变,即抛射角不 变,观察随着容器中水位的降低,喷 出水流的初速度减小,水流的射程、 射高的变化。 实验现象:水流的射程和射高都变小。 带有软 木塞的 软管、 演示用 量角器、 1 米长的 木尺、 铁架台、 水槽。 投影实 验图 探究实验二:探究射高、射程与抛射角 的关系。 2.探究射高 h 和射程 s 与抛射角 的 关系。 (1)将实验一的细玻璃容器、软管、 注射针头取下,换成:事先已在底部 开几个小孔的容积为 1.25 升的矿泉 水瓶装满水,用连接有软管的软木塞 塞紧后固定在铁架台上,软
14、管的另一 端连接着滴管作为喷水嘴,用一铁夹 子夹住软管作为开关。 (如图所示) (2)放开铁夹子,从小到大逐渐改 变喷水嘴的与方向,观察水流的射程 和射高的变化。 实验现象:在抛射角小于 450范围内, 随着抛射角的增大,水流的射程增大, 射高也增大;当抛射角等于 450时, 射程达到最大;当抛射角超过 450, 随着抛射角的增大,射程反而减小, 射高仍增大;当抛射角等于 900时, 射程为 0,而射高达到最大;抛射角 等于 300和等于 600时,射程一样。 每组的 器材: 底部已 开几个 小孔的 1.25 升 的矿泉 水瓶、 一端带 有软木 塞的软 管、去 掉捏头 的滴管、 演示用 量角器
15、、 1 米长的 木尺、 铁架台、 铁夹子、 水槽。 投影实 验图 归纳实验结论:斜抛运动中的射高和射 程的大小与初速度和抛射角都有关,且 初速度不变,当抛射角等于 450时,射程 达到最大。 板书4.影响射高和射程的因素:初速度、 抛射角 新 课 教 学 讲述:自然界里许多动物虽然不懂什么 是射高、什么是射程,却在不自觉地在 应用,比如青蛙跳跃时,常常取 45角, 以便跳得更远。如图所示。 学生观看图片。 投影青 蛙跳的 图片。 s h =30 0 =60 0 =45 0 讲述:如图摘自 本远程弹道学方面的 专著。图中显示了一个质量为 6.9kg、直 径为 7.7cm 的锤型柱体作斜抛运动的轨
16、 道曲线,初速550ms;仰角 45 。 图中虚线为理论结果;实线是在空气中 的实际结果。 投影图 片 设问:为什么实际上物体在运动过程中 的射程和射高都比理论上来得小? 引导学生进行分析。 学生先议论,师生再共同分析:在前 面讨论斜抛运动时,忽略了空气阻力 的影响,如当物体的初速度较小时就 可以忽略空气阻力的影响;当物体的 初速度很大时,如射出的子弹、炮弹, 空气阻力的影响很大,既影响了射高, 也影响了射程,子弹或炮弹的运动轨 迹不再是抛物线,通常称为弹道曲线。 如图所示。 投影弹 道曲线 图 新 课 教 学 拓展:在前面的探究实验中,我们所探 究的是忽略空气阻力且抛体的抛掷点和 落回点在同
17、一水平线上,这种情况下射 程是以抛射角为 450 时最大;如果抛体的 抛掷点和落回点不在同一水平线上,比 如在前面视频中看到的链球、铅球、铁 饼、标枪,它们的投掷点都是离地面一 段高度,当它们落回地面时,不再是抛 射角为 450 时射程最大;不同的投掷类的 最大射程的抛射角是不同的,比如推铅 球为 380420、掷铁饼为 300350、抛链 球为 420440。有兴趣的同学可以在课后 和体育老师研究看看。 小 结 并 问题讨论: 1平抛运动和竖直上抛运动都可看成斜 抛运动的特例。这句话怎样理解? 根据学生的讨论,对本节课所学的知 识进行小结: 1.斜抛运动是曲线运动,可以把斜抛 投影问 题 理
18、论 抛物线 弹道 曲线 y/km x/km53 3 6 2.在一次投篮游戏中,小刚同学调整好 力度,将球从 A 点向篮筐 B 投去,结果 球如图所示划着一条弧线飞到篮筐后方, 已知 A、B 等高,请问:(1)下次再投 时,他应如何调整? (2)若保持力度不变,要把球投入篮筐, 他有几种投法? 运动分解成水平方向的匀速直线运动 和竖直方向的竖直上抛运动。 2. 斜抛运动的射高、射程跟初速度 和抛射角有关。 布 置 作 业 作业:1. 课本 P60 的作业。 2. 课后找一个球,练习从不同角度及不同的速度进行投掷,体验射程、 射高与抛射角及初速度的关系。 教 学 流 程 图 教 学 设 计 点 评
19、 1.本节课突出学生主体特征,在学生原有知识结构的基础上,通过情景、问题、实验、体 验、合作、自主、交流等教学元素,注重探究式学习过程,让学生构建关于斜抛运动知识 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,通过播放一段精心剪接的视 频,提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.精心设计实验教学,注重全体学生动手、动脑。比如,在探究射程、射高与初速度的关 系时,在水中加了几滴红墨水以解决因水流较小不易观察的问题;在探究射程、射高与抛 射角的关系时,将整套输
20、液装置改用 1.25 升的矿泉水瓶、滴管及一端带有软木塞的软管替 代,不但使实验现象更明显,而且实验器材易找,还能废物利用,有利于环保。 注重联系生活,联系实际。视频中的各种日常生活中常见的物体的斜抛运动、学生射 玩具熊的游戏、青蛙跳跃的例子、弹道曲线以及最后的问题讨论中的投篮问题,不但说明 生活中物理无处不在,也能促使学生不断地关注社会、关注生活、关注自己身边发生的事 情。在教学过程中注重渗透物理思想、物理方法的教学。在教学手段的设计和使用方面, 优化组合多种教学媒体,有学生分组探究实验、有多媒体课件演示,既能调动学生的学习 积极性,也有利于重、难点的突破。 整个教学过程,努力创设情景,充分让学生成为学习的主人。强调学生通过分析、讨 论、总结、实验,获得亲身体验,产生努力求知的欲望。 BA 情境 (视频) 斜抛运动的射 高、射程与初 速度、抛射角 的定性关系 知识 小结 实验探究 抽象、分析、归纳 斜抛运动的特 征 斜抛运动的概念 游戏导入 学生作图、分析、推导、归纳 问题 讨论 问题 2 问题 1 拓展