2024-2025学年高中物理 第五章 曲线运动 3 实验：研究平抛运动（2）教案 新人教版必修2

2024-2025学年高中物理第五章曲线运动3实验：研究平抛运动（2）教案新人教版必修2课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：高中物理实验课——研究平抛运动

2.教学年级和班级：高中物理必修2，高二年级

3.授课时间：2024年10月18日

4.教学时数：1课时（45分钟）

二、教学目标

1.让学生通过实验观察和分析，理解平抛运动的特点和规律。

2.培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

3.提高学生的实验操作技能和团队协作能力。

三、教学内容

1.实验原理：平抛运动的条件、运动方程及特点。

2.实验器材：斜槽、小球、尺子、计时器等。

3.实验步骤：搭建实验装置、进行实验、数据分析。

四、教学过程

1.导入：回顾上一节课的内容，引导学生思考平抛运动的特点。

2.实验讲解：讲解实验原理、目的和操作步骤。

3.学生实验：分组进行实验，观察并记录数据。

4.数据分析：学生根据实验数据，分析平抛运动的规律。

5.总结提升：引导学生总结实验结论，探讨平抛运动在实际生活中的应用。

五、教学评价

1.学生实验操作的规范性和准确性。

2.学生对实验数据的处理和分析能力。

3.学生对平抛运动的理解程度和实际应用能力。

六、课后作业

1.完成实验报告：包括实验过程、数据处理和结论。

2.预习下一节课内容：圆周运动的概念和特点。

七、教学资源

1.实验器材：斜槽、小球、尺子、计时器等。

2.教学课件：实验原理、步骤和数据分析。

3.参考资料：相关学术论文、网络资源等。

八、教学注意事项

1.确保实验安全，避免器材损坏。

2.引导学生积极参与实验，培养团队协作精神。

3.关注学生的个体差异，给予适当辅导。二、核心素养目标本节课旨在培养学生以下核心素养：

1.科学思维：通过实验观察和数据分析，培养学生运用物理学原理进行逻辑推理和科学思维的能力，使其能够从实验现象中提炼出平抛运动的规律。

2.实验与探究：让学生通过自主设计实验、进行观察、收集数据和分析结果，培养学生的实验操作技能和科学探究能力，使其能够独立完成实验并从中获得物理知识。

3.科学态度与价值观：通过实验和数据分析，使学生认识到物理知识在生活中的应用，培养学生的科学态度和价值观，提高其对物理学科的兴趣和热情。

4.团队合作与交流：在实验过程中，要求学生分组进行，培养其团队协作能力和沟通交流能力，使其能够在团队中发挥自己的作用并共同完成实验任务。三、学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：在学习本节课之前，学生应该已经掌握了直线运动的基本概念、牛顿运动定律、以及基本的力学知识。同时，学生应该具备一定的实验操作能力和数据处理能力，能够进行简单的物理数据分析。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：根据对学生的了解，大部分学生对于实验类课程比较感兴趣，尤其是那些能够动手操作的实验。在能力方面，学生们的物理知识水平和实验技能参差不齐，有些学生对于物理理论的理解较为深入，而有些学生则更擅长实验操作。在学习风格上，有的学生喜欢独立思考，有的学生则更愿意与同学进行讨论。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习平抛运动这一课时，学生可能会遇到以下困难和挑战：首先，平抛运动是一个比较复杂的运动形式，学生可能难以理解其运动规律。其次，实验操作过程中，学生可能对于如何准确地测量和记录数据感到困难。最后，在数据分析阶段，学生可能对于如何运用物理知识解释实验结果感到困惑。针对这些困难和挑战，教师需要在教学中给予学生必要的指导和帮助，以提高他们的学习效果。四、教学方法与策略1.教学方法：

针对本节课的内容，我选择采用讲授法、实验法、讨论法和案例研究法等教学方法。首先，通过讲授法向学生介绍平抛运动的定义、特点和运动规律，使其对平抛运动有一个全面的认识。其次，利用实验法让学生亲身参与实验操作，观察平抛运动的现象，从而加深对平抛运动的理解。然后，通过讨论法引导学生对实验结果进行分析和讨论，培养学生的科学思维和团队协作能力。最后，运用案例研究法让学生研究平抛运动在实际生活中的应用，提高学生的实际问题解决能力。

2.教学活动设计：

（1）角色扮演：在实验环节，让学生分组进行角色扮演，分别扮演实验操作员、数据记录员和分析师，培养学生的团队协作能力。

（2）实验：设计一个简单的平抛运动实验，让学生动手操作，观察并记录实验数据，使其能够直观地了解平抛运动的特点。

（3）游戏：设计一个关于平抛运动的游戏，让学生在游戏中运用所学知识，提高学生的学习兴趣和实践能力。

（4）小组讨论：在实验结束后，组织学生进行小组讨论，让学生分享实验心得，分析实验结果，从而加深对平抛运动的理解。

3.教学媒体和资源使用：

（1）PPT：制作精美的PPT，展示平抛运动的相关概念、运动规律和实验步骤，帮助学生更好地理解平抛运动。

（2）视频：播放平抛运动的实验视频，让学生更直观地观察实验现象，增强学生的实验操作能力。

（3）在线工具：利用在线工具进行数据处理和分析，提高学生的数据处理能力。

（4）参考资料：提供相关学术论文、网络资源等，让学生在课后进行拓展学习，提高学生的自主学习能力。五、教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对平抛运动的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道什么是平抛运动吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于平抛运动的图片或视频片段，让学生初步感受平抛运动的魅力或特点。

简短介绍平抛运动的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.平抛运动基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解平抛运动的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解平抛运动的定义，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍平抛运动的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.平抛运动案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解平抛运动的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的平抛运动案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解平抛运动的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用平抛运动解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论平抛运动在未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与平抛运动相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对平抛运动的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调平抛运动的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括平抛运动的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调平抛运动在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用平抛运动。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于平抛运动的短文或报告，以巩固学习效果。六、拓展与延伸1.拓展阅读材料：

为了让学生更好地理解和掌握平抛运动的相关知识，我提供了以下拓展阅读材料：

（1）《物理学史上的今天》：介绍平抛运动在物理学史上的重要地位和贡献。

（2）《平抛运动在工程中的应用》：探讨平抛运动在工程领域的实际应用，如抛体设计、航空航天等。

（3）《平抛运动与地球引力》：解释平抛运动与地球引力的关系，探讨引力对平抛运动的影响。

（4）《平抛运动与空气阻力》：分析空气阻力对平抛运动的影响，探讨如何减小阻力对运动的影响。

（5）《平抛运动的数学建模》：介绍平抛运动的数学建模方法，让学生了解如何用数学方程描述平抛运动。

2.课后自主学习和探究：

（1）鼓励学生查阅相关资料，深入了解平抛运动在其他领域的应用，如体育、物理研究等。

（2）让学生尝试自己设计一个平抛运动实验，观察和记录实验数据，分析实验结果。

（3）引导学生思考平抛运动在生活中的实际应用，如投掷物体、射击等，并尝试提出改进方案。

（4）鼓励学生参与学术讨论，与他人分享自己对平抛运动的理解和看法，提高自己的表达能力。

（5）建议学生进行平抛运动相关的项目研究，如制作一个平抛运动模拟器，探究不同因素对平抛运动的影响等。七、典型例题讲解例题1：

一个物体从高度h以速度v水平抛出，不计空气阻力。求物体落地时的速度和落地位置。

解答：

根据物理学原理，我们可以将平抛运动分解为水平方向和竖直方向的运动。水平方向的运动是匀速直线运动，竖直方向的运动是自由落体运动。

水平方向：

由于物体在水平方向上不受外力，所以水平方向的速度保持不变，即v_x=v

竖直方向：

物体从高度h自由落体，根据自由落体运动的公式s=1/2*g*t^2，我们可以得到物体落地时的时间t=sqrt(2h/g)

物体落地时的竖直方向速度v_y=g*t=sqrt(2gh)

物体落地时的总速度v=sqrt(v_x^2+v_y^2)=sqrt(v^2+2gh)

落地位置x=v_x*t=v*sqrt(2h/g)

例题2：

一个物体从高度h以速度v水平抛出，空气阻力对物体做负功。假设阻力与速度成正比，比例系数为k。求物体落地时的速度和落地位置。

解答：

在这种情况下，我们需要考虑空气阻力对物体运动的影响。阻力与速度成正比，可以表示为F_r=k*v

根据牛顿第二定律，物体受到的合力F_net=m*a，其中a是物体的加速度。在这个问题中，物体在水平方向上的合力为F_net=m*a_x，竖直方向上的合力为F_net=m*a_y

水平方向：

由于物体在水平方向上不受外力，所以a_x=0，F_net=0。因此，物体在水平方向上的速度保持不变，即v_x=v

竖直方向：

物体受到的重力F_g=m*g，竖直向下的加速度a_y=g-(k*v/m)

物体从高度h自由落体，根据自由落体运动的公式s=1/2*a*t^2，我们可以得到物体落地时的时间t=sqrt(2h/(g-(k*v/m)))

物体落地时的竖直方向速度v_y=a_y*t=sqrt(2gh-2kv^2/m)

物体落地时的总速度v=sqrt(v_x^2+v_y^2)=sqrt(v^2+2gh-2kv^2/m)

落地位置x=v_x*t=v*sqrt(2h/(g-(k*v/m)))

例题3：

一个物体从高度h以速度v水平抛出，空气阻力对物体做负功。假设阻力与速度成正比，比例系数为k。求物体落地时的速度和落地位置，并讨论不同k值对结果的影响。

解答：

与例题2类似，物体在水平方向上的速度保持不变，即v_x=v。在竖直方向上，物体受到的加速度a_y=g-(k*v/m)。

物体落地时的时间t=sqrt(2h/(g-(k*v/m)))。物体落地时的竖直方向速度v_y=sqrt(2gh-2kv^2/m)。

物体落地时的总速度v=sqrt(v_x^2+v_y^2)=sqrt(v^2+2gh-2kv^2/m)。落地位置x=v_x*t=v*sqrt(2h/(g-(k*v/m)))。

不同k值对结果的影响：当k值较小时，阻力对物体的影响较小，物体落地时的速度和落地位置与k值无关。当k值较大时，阻力对物体的影响较大，物体落地时的速度和落地位置会受到k值的影响。具体来说，k值越大，物体落地时的速度越小，落地位置越近。

例题4：

一个物体从高度h以速度v水平抛出，物体在空中受到一个与速度方向相反的恒力F作用。求物体落地时的速度和落地位置。

解答：

在这种情况下，我们需要考虑物体在水平方向和竖直方向上的受力情况。

水平方向：

物体在水平方向上不受外力，所以水平方向的速度保持不变，即v_x=v

竖直方向：

物体受到的重力F_g=m*g，竖直向下的加速度a_y=g-F/m

物体从高度h自由落体，根据自由落体运动的公式s=1/2*a*t^2，我们可以得到物体落地时的时间t=sqrt(2h/(g-F/m))

物体落地时的竖直方向速度v_y=a_y*t=sqrt(2gh-2Fh/m)

物体落地时的总速度v=sqrt(v_x^2+v_y^2)=sqrt(v^2+2gh-2Fh/m)

落地位置x=v_x*t=v*sqrt(2h/(g-F/m))

例题5：

一个物体从高度h以速度v水平抛出，物体在空中受到一个与速度方向相反的恒力F作用。求物体落地时的速度和落地位置，并讨论不同F值对结果的影响。

解答：

与例题4类似，物体在水平方向上的速度保持不变，即v_x=v。在竖直方向上，物体受到的加速度a_y=g-F/m。

物体落地时的时间t=sqrt(2h/(g-F/m))。物体落地时的竖直方向速度v_y=sqrt(2gh-2Fh/m)。

物体落地时的总速度v=sqrt(v_x^2+v_y^2)=sqrt(v^2+2gh-2Fh/m)。落地位置x=v_x*t=v*sqrt(2h/(g-F/m))。

不同F值对结果的影响：当F值较小时，阻力对物体的影响较小，物体落地时的速度和落地位置与F值无关。当F值较大时，阻力对物体的影响较大，物体落地时的速度和落地位置会受到F值的影响。具体来说，F值越大，物体落地时的速度越小，落地位置越近。八、教学反思在教学方法上，我采用了讲授、实验、讨论和案例研究等多种教学方法。这些方法能够帮助学生从多个角度理解和掌握平抛运动，同时也培养了他们的科学思维和团队协作能力。在实验环节，我鼓励学生们亲自动手操作，观察并记录实验数据。通过小组讨论和课堂展示，学生们能够更好地理解和应用平抛运动的原理，同时也锻炼了他们的表达能力和沟通能力。

在教学过程中，我也注意到了一些需要改进的地方。首先，在讲解平抛运动的数学模型时，我发现有些学生对于数学公式的理解和应用存在困难。因此，在未来的教学中，我需要更加注重数学公式的解释和应用，帮助学生更好地理解和掌握平抛运动的数学模型。其次，在实验操作中，我发现有些学生对于实验器材的操作和数据记录存在不准确和不规范的情况。因此，在未来的教学中，我需要加强对学生实验操作的指导和监督，确保实验数据的准确性和可靠性。最后，在课堂展示和点评环节，我发现有些学