《平抛运动》创新设计说课课件(全国获奖实验说课案例)

《平抛运动》创新

实验教学设计

--用自制光影平面计时器研究平抛运动全国中小学实验教学说课活动教学背景（教材分析）

《平抛运动》是人教版高中物理必修Ⅱ第五章第2节的内容，平抛运动所包含的规律和思想是分析其它复杂运动的基础。浙江省学科指导意见给平抛运动安排了3个课时，其中2个课时用来实验教学，足见其重要性。学生之前已经学习了匀速直线运动、自由落体运动、运动和合成与分解等规律（会利用纸带分析运动规律，理解“位移-时间”和“速度-时间”函数表达式和图像的物理意义……)。这些都是学习平抛运动的基础。利用“化曲为直”的思想来研究平抛运动，对学生来说有一定操作和理解上的难度，另外以下常见的实验难以定量研究或效率低下，这也是学科指导意见按排了较多课时的重要原因。所以设计一个高效的实验教学方案，是很有必要的。教学背景（学情分析）一、实验教学目标物理观念：掌握平抛运动的规律（轨迹、位移、速度、加速度）。科学探究：培养发现问题、设计方案、验证猜想的探究能力。科学思维：掌握“化曲为直”、“化繁为简”（利用“运动的合成与分解”分析平抛运动）和数理结合解决实际问题的思维方法。科学态度与责任：体验科学探究的严谨、曲折、艰辛和喜悦；培养学生科学探究的兴趣和勤于思考的良好品质，以及善于交流、乐于承担和分享的团队精神。

一、教学目标二、实验方法四、教学反思三、教学过程学科素养重点和难点：分析平抛运动的规律二、实验方法：用自制光影平面计时器研究平抛运动。

一、教学目标二、实验方法四、教学反思三、教学过程

光影画布

频闪光源

光源可以发出紫光，频率由单片机控制，可以充电、调焦和调频。当光源经过光影画布时会留下一串反映物体运动规律的点迹。一、教学目标二、实验方法四、教学反思三、教学过程演示实验+分组实验教学频闪光源12只平抛运动轨道（附水准泡）和支架12套其它：相机，三脚架，白板笔，透明塑料纸等主要实验器材教学场地：创新实验室或计算机房教学组织形式和器材准备三、教学过程设计

怎么保留轨迹、分析实验数据呢？一、教学目标二、教学方法四、教学反思三、教学过程通过实验，学生发现光影画布的留迹时间比较短（在黑暗的环境中可以保留2-5分钟，但在比较亮的环境中只能保留几秒钟）。1.发现问题6分钟2.实验方案10分钟3.实验验证15分钟4.总结和拓展机动讨论实验方案手机拍照数码相机拍照单反相机拍照高速连拍长焦距拍摄打印照片、处理数据……发现问题实验方案实验验证总结和拓展一、教学目标二、教学方法四、教学反思三、教学过程关灯、拉窗帘，增加留迹时间。用记号笔描点用白板笔描点用细的记号笔描点应该在塑料膜上描点再配一张坐标纸透明的坐标纸……描点法拍照法学生提出的实验方案可以归纳为描点法和拍照法两种。学生通过自主设计和讨论，不断完善各自的方案。比如学生用白板笔在塑料纸上描点，再利用坐标纸来读取坐标；利用相机高速连拍，以捕获清晰的照片。发现问题实验方案实验验证总结和拓展一、教学目标二、教学方法四、教学反思三、教学过程确定实验方案

最后我们采用了拍照和软件分析相结合的方案，因为很多软件都有读取坐标的功能，比如运动轨迹分析软件和windows自带的画图软件。我认为对高中学生来说，读取坐标只是一种机械性的劳动，应该把时间尽可能地用于创造性的探究。发现问题实验方案实验验证总结和拓展一、教学目标二、教学方法四、教学反思三、教学过程竖直方向上为什么会有初速度度？实验地点：浙江舟山定海北纬30度，海拔0m

（谷歌地图）实验验证（10分钟）

通过仔细观察，学生发现当光源恰好离开轨道时，不一定处于发光状态，我们所选择的第一个点并非平抛运动的起点。当然也与轨道末端不完全水平和描点产生的误差有关。一、教学目标二、教学方法四、教学反思三、教学过程发现问题实验方案实验验证总结和拓展照片局部放大：发现问题实验方案实验验证总结和拓展一、教学目标二、教学方法四、教学反思三、教学过程多次/多组验证平抛运动（理想化运动模型，适用于真空或空气阻力忽略不计的情况之下）规律：(抛物线）水平：竖直：合运动：归纳总结课后：开展拓展性实验探究每人一只

运动的合成与分解飞机投弹参考系：地面参考系：飞机曲线运动的条件过山车圆周运动线速度与角速度的对比动能定理光电门平抛平衡摩擦和测速弹簧弹簧振子水平弹簧振子竖直弹簧振子无需秒表或光电计时！

它还可以广泛应用于自由落体、机械能守恒、动量守恒、斜抛运动、平衡摩擦、牛顿第二定律等其它实验的研究.单摆复合摆实验误差分析由于“采样的点”比较多，偶然误差较小。本实验中频闪光源的运动速度较小，空气阻力影响并不大。用“位置中点”代替“时间中点”对本实验并没有影响。光影画布没有竖直悬挂引起的实验误差可以忽略不计。

（当倾角达到3度的时候，即使不用水准泡，用肉眼即可判断明显的倾斜）

详见《中学物理教学参考》2015.6----《平面打点计时器的新设计与应用》教学反思和评价光影平面计时器经济实用，它结合了频闪摄影、DIS和打点计时器的优点，大大提高了实验效率。相比频闪摄影，它更加方便，不需要极端黑暗的环境，不需要拍照就能直接看到运动轨迹；相比无线位移传感器，它显然更加形象直观；相比打点计时器，它没有纸带牵阻，而且是二维的，还能加深学生对传统打点计时器的理解，极具推广价值。我认为：做实验很重要，实验为什么这样做更重要。所以我们