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高中物理《平抛运动》CAI案例分析
作者:任兆辉 来源:塔城三中 点击:17635次 评论:0


 

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摘自:《塔城市第三中学》

前言

CAI(计算机辅助教学)是指利用计算机协助教师教学,辅导学生学习。在计算机辅助教学过程中,计算机、教师、学生互相作用,促进教学的发展。在计算机辅助教学中,计算机是教师与学生之间的媒介,是教学过程传播信息的工具,也是学生学习的学习工具。计算机辅助教学是现代先进的计算机技术和信息处理技术应用于教学中,它的引入促进了教学方式、教学方法的改革。

高中生,特别是刚刚开始学习物理的高一学生,认知水平虽然已达到了形式运演阶段,逐步由形象思维向抽象思维转变。但未经过系统的物理思维训练,其物理知识和经验还有很大的局限性。物理有许多概念、定理、定律,内容比较抽象,学生觉得难以理解和消化。如果利用CAI多媒体方式呈现教学信息的特点,将抽象的知识形象化,可以为学生提供多样化的外部刺激,便可突破教学的重难点。根据高中物理教学目标的要求和学生的现状,我设计制作了这一CAI课件,希望能在CAI教学设计理论的应用上,做些有益的探索。

简介:本节认识平抛运动采用的是运动的合成与分解的方法,它是一种研究问题的方法,这种方法在“力的合成与分解”的学习中学生已有基础,因此,在教学中应让学生主动尝试应用这种方法来解决平抛物体运动规律这个新问题。这一学习过程的经历,能激发学生探究未知问题的乐趣,领悟怎样将复杂的问题化为简单的问题,将未知问题化为已知问题。让学生真正理解运动合成与分解这种方法的意义,理解为什么平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自由落体运动。日常生活中平抛运动的现象也较多,通过与生产、生活的联系,可以使学生更深入了解这两种运动的规律。

教学目标

1.道什么是平抛运动,关注生活中平抛运动的实例。

2.究如何利用运动的合成与分解的方法分析平抛运动的特点、规律,描绘做平抛运动的物体的轨迹,体验探究中大胆地提出自己的见解,并与同伴进行交流对学习和科学研究的重要性

3.试设计实验验证平抛运动的规律,体验探究中的创造的乐趣。

重点和难点

探究如何利用合成与分解的方法分析平抛运动、认识平抛运动的规律是本节课教学的重点;理解为什么平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自由落体运动是本节课教学的难点。

案例设计

一、复习引入新课(这部分教学设计简叙)

1、复习物体做直线运动的条件和做曲线运动的条件。

2、复习运动的合成和分解的方法,并理解分运动与合运动的等时性和各分运动的独立性。指出这种方法在解决复杂运动问题时的作用。

二、平抛物体运动

1、通过教师的演示实验在同一高度改变小锤击打的力度,使平抛小球的初速度不同再做几次,引入平抛运动概念,让学生分析平抛运动的受力情况和初速度的特点,引导学生会用物体做曲线运动的条件来解释为什么平抛运动是曲线运动。

教师提问:请描述实验现象,这个实验现象说明了什么?

生1:两个运动的时间相等。

生2:说明平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动。

生3:说明了分运动与合运动的等时性。

教师对学生的回答表示赞同,同时用相应的演示加以验证;教师在学生回答的基础上进行总结:把平抛运动分解为两个方向的分运动,相当于采用二维坐标来描述平抛物体的运动;依据受力特点,进行合理的分解后获得的两个分运动都是简单的直线运动,根据已学规律很容易推出物体分运动的速度与时间、位移与时间的关系,再根据运动的矢量合成就能获得平抛运动的物体在任一时刻的位置和速度。这种先通过分解的方法将复杂的运动变为简单的运动,再通过合成的方法解决了未知的问题。这种合成与分解的方法,是物理学中一种重要的研究方法。为让学生对平抛运动有更深入的认识,教师引导学生看频闪照片中竖直下落的小球和平抛小球在竖直方向上位置的关系,最后得出结论:理论和实验都证明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。

教师指出在同一高度使平抛小球的初速度不同也能观察到两球同时落地的现象说明小球在水平方向上的运动并不影响它在竖直方向上的运动,实验证明了平抛小球在竖直方向上的运动并不影响它在水平方向上的运动,这说明平抛物体在水平方向上和竖直方向上的这两个分运动是独立的。

通过上面的分析,我们现在可以建立描述平抛运动规律的公式了。如果取水平方向为x轴,正方向与初速度vo的方向相同;竖直方向为y轴,正方向向下;抛出点为坐标系原点O,那么,描述平抛物体运动规律的公式就是描述两个分运动公式的组合

S=v0t

H=?gt2

而对于平抛物体的速度如下:

三、分析:

1、平抛运动的飞行时间取决于:

抛出点的高度,与初速度无关

2、平抛运动的射程由水平速度和竖直高度决定

四、训练与应用

例题1:以vo的速度水平抛出一物体,当其竖直分位移与水平分位移相等时,则()

A.竖直分速度等于水平分速度;B.瞬时速度为vo

C.运动的时间为2vo/g;D.运动的位移是2v02/g

2.一颗子弹从步枪口水平射出,在同一时刻一个松鼠从同一高度落下,指出下列说法中的错误,并说明理由。

(1)在飞行时,两物体的加速度相同。

(2)射出的子弹后落到地面。

(3)射出的子弹飞行较长的路程。

(4)在飞行时,任一时刻两物体在竖直方向的速度相同。

3.飞机在高出地面0.81km的高度,以3.6×102km/h的速度水平飞行,为了使飞机投下的炸弹在指定的目标上,应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹?不计空气阻力.(g=10m/s)

解:由y=1/2.gt2可求出时间t:t=2y/g

在这段时间内,炸弹水平通过的距离为:

代入数据得:x=1.26km

拓展:

1、上题中炸弹投下10s末的速度是多少?速度方向与竖直方向之间的夹角是多大?

2、上题中从飞机上,每隔10s投一包货物,则空中下落的许多包货物和飞机的连线是

A:倾斜直线B:竖直直线C:平滑直线D:抛物线

五、纳入新知:

本节课我们学习了

1、什么是平抛运动

2、平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向自由落体运动的合运动

3、平抛运动的规律

案例小结:

本节课教学设计注重学生知识的形成过程和对知识的真正理解,教学过程中注重启发学生思维活动的主动性和创造性。使学生不仅掌握了本节知识,而且发展了学生学习科学的思维方法,有助于学生今后的自主学习。

首先,有意识地让学生在已有知识的基础上顺利进行新知识的同化。复习了物体做曲线运动的条件、用二维坐标描述物体在平面上的曲线运动、匀变速直线运动规律的数学表达式和合成与分解的方法及应用它解决复杂问题的意义。其次,关注学生知识的形成过程,让学生达到对知识的深层次理解,而不仅仅是结论的记忆。先讨论在研究平抛运动时为什么要分解,接着从理论上探究为什么平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自由落体运动。在小组讨论学习活动中学生不断发展自己的观点,理解怎样利用合成与分解的方法分析平抛运动,认识平抛运动的特点、规律。最后,通过实验验证平抛运动的规律,在这一学习过程中强调观察与思考,让学生尝试设计另外的实验来验证这一规律。

更新:2008/4/16 4:07:07 编辑:fengyefy
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