人教版高中物理必修2 第五章《3.实验：研究平抛运动》教学设计

人教版高中物理必修2第五章《3.实验：研究平抛运动》教学设计授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间设计意图结合人教版高中物理必修2第五章《3.实验：研究平抛运动》的内容，本教学设计旨在通过实验探究，帮助学生理解平抛运动的基本规律和特点，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。本节课将引导学生观察和分析实验数据，从而深入理解平抛运动的速度、位移、加速度等物理量的变化规律，提高学生的实验操作技能和科学思维能力。核心素养目标1.科学探究：通过实验设计和操作，培养学生提出问题、设计方案、收集数据、分析结果的能力。

2.物理观念：使学生能够运用物理知识解释平抛运动的现象，形成正确的运动观念。

3.科学态度：培养学生严谨的实验态度，对待实验数据认真负责，勇于探索未知领域。

4.科学思维：锻炼学生运用物理思维分析实验结果，发展逻辑推理和批判性思维能力。教学难点与重点1.教学重点

①平抛运动的基本概念和特点。

②实验设计及实验数据的收集、处理方法。

③平抛运动轨迹的描绘和方程的推导。

2.教学难点

①平抛运动中水平方向和竖直方向运动的独立性理解。

②实验中如何准确测量和记录物体运动的位置和时间。

③运用物理公式对实验数据进行处理，得出平抛运动的规律。教学资源准备1.教材：人教版高中物理必修2教材，确保每位学生都有。

2.辅助材料：收集平抛运动相关的动画视频、示意图等，以便直观展示运动轨迹。

3.实验器材：小球、斜槽、计时器、刻度尺、白纸、复写纸等，提前检查并确保安全可用。

4.教室布置：设置实验操作区，保证学生分组实验的顺利进行，同时预留讨论区域。教学过程1.导入（约5分钟）

激发兴趣：通过展示平抛运动的实际例子，如投掷物体、抛物线射击游戏等，引发学生对平抛运动的好奇心。

回顾旧知：简要回顾匀速直线运动和自由落体运动的基本概念，为学习平抛运动打下基础。

2.新课呈现（约30分钟）

讲解新知：详细讲解平抛运动的特点，包括运动轨迹、水平和竖直方向的运动规律等。

举例说明：通过具体的平抛运动实例，如抛物线运动轨迹的绘制，帮助学生形象理解平抛运动。

互动探究：引导学生进行小组讨论，探讨平抛运动中速度和加速度的变化规律，并设计简单的实验来验证。

3.巩固练习（约20分钟）

学生活动：让学生在实验操作台上进行平抛运动的实验，记录数据，绘制运动轨迹图。

教师指导：在学生实验过程中，教师巡回指导，帮助学生解决实验中的问题，指导学生正确处理数据。

4.实验分析与讨论（约25分钟）

实验分析：引导学生分析实验数据，探讨平抛运动的规律。

讨论交流：组织学生进行小组讨论，分享实验发现，讨论实验结果与理论预期的差异。

5.总结提升（约10分钟）

提升思维：提出拓展性问题，鼓励学生思考如何应用所学知识解决实际问题，激发学生的创新思维。

6.作业布置（约5分钟）

布置作业：根据课程内容，布置相关的练习题，巩固学生对平抛运动的理解和应用。

预告下节课：简要介绍下节课的学习内容，为学生预习提供方向。教学资源拓展1.拓展资源

-相关物理学家的生平介绍：如伽利略、牛顿等对运动学研究有重要贡献的科学家。

-平抛运动在科技领域的应用：如导弹发射、航天器轨道设计等。

-不同条件下的平抛运动：如空气阻力对平抛运动的影响。

-现代物理实验技术：如使用传感器和计算机软件进行运动数据分析。

-相关物理定律的深入理解：如牛顿运动定律、万有引力定律等。

2.拓展建议

-鼓励学生阅读科学家传记，了解科学发展的历史背景，增强科学素养。

-布置学生通过查找资料，了解平抛运动在现代科技中的应用，培养学以致用的能力。

-引导学生探讨空气阻力对平抛运动的影响，通过对比实验和理论分析，加深对运动规律的理解。

-推荐学生使用物理实验软件，如Phyphox等，进行模拟实验，提高实验操作的直观性和精确性。

-鼓励学生深入研究牛顿运动定律和万有引力定律，理解这些定律在解释平抛运动中的核心作用。

-建议学生参与科学项目，如科技竞赛、研究性学习等，将所学知识应用于实际问题中，提升解决问题的能力。

-提供一些拓展性的阅读材料，如科普书籍、学术论文等，帮助学生拓宽知识面，提高学术研究能力。内容逻辑关系1.平抛运动的基本概念

①平抛运动的定义：物体在水平方向有初速度，竖直方向仅受重力作用，所做的运动。

②平抛运动的特点：运动轨迹为抛物线，水平方向速度恒定，竖直方向加速度为重力加速度。

③关键词：初速度、重力加速度、抛物线轨迹。

2.平抛运动的运动规律

①水平方向的运动：速度恒定，位移与时间成正比。

②竖直方向的运动：加速度恒定，位移与时间的平方成正比。

③运动方程：结合水平方向和竖直方向的运动，得出平抛运动的位置方程。

3.实验方法与数据分析

①实验设计：使用斜槽和计时器等器材，设计实验来模拟平抛运动。

②数据收集：记录物体运动的时间和位置，绘制运动轨迹。

③数据处理：利用物理公式处理数据，验证平抛运动的规律。课后作业1.作业题目一：平抛运动轨迹分析

题目：一小球从高度h处水平抛出，速度为v0，不计空气阻力，求小球的水平位移和落地时间，并绘制出运动轨迹图。

答案：水平位移x=v0*t，落地时间t=√(2h/g)，轨迹方程y=(v0^2/g)*x-(v0^2/g)*(x^2/2h)。

2.作业题目二：实验数据分析

题目：在实验中，你记录了小球平抛运动的一系列位置数据，请根据数据计算小球的初速度，并讨论实验误差的可能来源。

答案：通过计算不同时间点小球的位置，利用公式v0=x/t，得出初速度v0。实验误差可能来源于计时器的精度、测量位置的不准确等。

3.作业题目三：平抛运动中的速度变化

题目：一小球以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，求小球在任意时间t时的速度大小和方向。

答案：速度大小v=√(v0^2+(gt)^2)，速度方向θ=arctan((gt)/v0)。

4.作业题目四：不同高度下的平抛运动

题目：从不同高度h1和h2处水平抛出两个小球，初速度相同，不计空气阻力，比较两个小球的水平位移和飞行时间。

答案：由于水平初速度相同，两个小球的水平位移与飞行时间成正比，即x∝t。因此，高度越高，水平位移越远，飞行时间越长。

5.作业