人教版 (2019) > 必修 第二册物理-第五章《抛体运动》学习目标与重难点分析

第五章《抛体运动》学习目标与重难点分析 　　一、学习目标　　1.能对常见的机械运动从运动轨迹的角度进行分类，拓展对运动多样性的认识。从物理学视角形成关于曲线运动、运动的合成与分解、抛体运动等的基本认识，能够确定做曲线运动的物体在某一时刻或某一位置的速度方向，能够熟练应用物体做曲线运动的条件判定物体的运动轨迹是直线还是曲线以及曲线的弯曲方向。理解平抛运动是加速度为重力加速度（g）的匀变速运动，掌握平抛物体运动的速度和位移的计算方法，能够应用平抛运动的规律分析解决实际问题。　　2.在分析研究曲线运动速度方向的过程中发展对极限思想的运用。能通过大量的实例，抽象概括出平抛运动的物理模型，运用等效替代的方法将平抛运动分解为水平分运动和竖直分运动进行实验探究，并利用已掌握的直线运动规律和平行四边形定则推导出平抛运动的规律，掌握实验探究与理论推导相结合的物理研究方法。能将物体的实际运动过程转化成平抛运动模型来分析处理。能将化繁为简的方法迁移到斜抛运动的研究以及类平抛运动问题的处理中。　　3.深入观察和亲身体验“观察钢球离开轨道时的速度方向”和“观察钢球的运动轨迹”两个实验，能够自主地得出曲线运动速度方向以及曲线运动发生条件的结论。能够根据平抛运动初速度的方向以及重力的方向，确定分解平抛运动的思路，并设计探究平抛运动分运动特点的实验方案，分析整理实验数据，形成实验报告。　　4.通过实验探究曲线运动的速度方向、曲线运动的发生条件、探究平抛运动的特点，充分认识实验是研究物理问题的重要手段，提高科学探究的意识和能力。能够积极主动的参与探究平抛运动特点的实验方案设计，与他人合作获取实验数据，对误差较大的数据能够合理取舍，能用科学语言交流实验结论。　　二、重难点分析及突破策略　　1.曲线运动的速度方向及发生条件　　直线运动的速度方向很容易观察，但曲线运动的速度方向不便于直接观察，学生首次学习曲线运动，对曲线运动缺少从物理学视角的认识。曲线运动与直线运动的显著区别是物体的速度方向在变化。在学习曲线运动中，关注速度方向的变化应成为一个必须重点研究的问题。学生认识曲线运动速度方向的特点，才能进一步发现曲线运动的速度方向是变化的，进而理解曲线运动是变速运动。曲线运动的条件是学生对力和运动关系的进一步认识，是学生判定物体做哪种机械运动形式的重要判断依据。　　课堂上要做好观察做曲线运动物体的速度方向（如图1）和观察钢球运动轨迹（如图2）的实验，调动学生参与实验探究活动的热情。两个实验尽量改为分组实验，或者教师使用投影呈现实验过程，让学生从俯视的角度更清晰的观察实验现象，便于学生直观的做出判断。在课外组织学生用飞镖显示曲线运动速度方向的活动（如图3），录制视频播放，分析其轨迹各点的速度方向，巩固对曲线运动速度方向沿切线方向的认识。         　　2.运动的合成与分解方法　　学生在必修第一册中研究的都是直线运动，对于平面运动的研究是首次接触。从直线运动到曲线运动，从简单运动到复杂运动，体现了从简单到复杂的研究物理问题方法。研究和分析平面内的复杂运动需要掌握运动的合成与分解的方法，该方法对学生设计实验探究平抛运动的特点具有重要作用。　　教学中要做好观察蜡块运动的实验，让学生获得一种感受，即：蜡块同时参与了两个直线运动，这两个直线运动合成了物体的实际运动（如图4）。通过复习定量研究直线运动的方法，让学生意识到定量研究平面运动的前提是建立平面直角坐标系。组织学生自主推导蜡块运动的合速度与合位移，感受运动的合成与分解同力的合成和分解一样，都遵循矢量的平行四边形定则，理解等效替代的研究方法。在例题教学中，教师要让学生明白该问题是合成问题还是分解问题，让学生有意识的区分合运动和分运动。　　3.探究平抛运动的特点　　获取平抛运动水平和竖直方向运动信息需要较强的知识迁移能力，学生需要在老师指导下共同设计实验方案。该部分内容对培养学生形成猜想、设计实验、证据解释、合作交流等有重要作用。　　先组织学生观察平抛运动的轨迹，根据平抛运动的初速度特点和受力特点，引导学生思考从哪两个方向分解平抛运动更方便，让学生充分猜想平抛运动在水平方向和竖直方向的分运动特点。教师引导学生把探究课题分解为两个相对独立的小问题，思考解决每个问题的不同方法。先进行竖直方向分运动的探究，再从水平方向进行设计，通过师生交流，师生共同确定实验方案。学生可结合教师提供的实验仪器，自主设计具体的实验方案。教师可引导学生应用研究自由落体运动的频闪照相法（如图5），获取平抛运动水平和竖直位移随时间变化的具体数据，进而分析其水平分运动和竖直分运动的特点。学生也可以利用实验装置（如图6、图7）先研究竖直方向分运动，再分析水平方向的分运动。　　4.平抛运动的速度、位移和轨迹　　理论推导平抛运动的速度、位移和轨迹，是对“复杂运动分解为简单运动”思想的巩固，加深学生对平抛运动水平和竖直方向分运动特点的理解，是定量研究斜抛运动的基础，对学生将实际问题转化为平抛运动模型进行定量研究有重要作用，也为带电粒子在匀强电场中做类平抛运动的研究打下基础，是本章教学重点之一。　　教师可从具体事例出发创设问题情境，如飞机投放救灾物资，增强学生探究的兴趣。由于学生已经掌握了平抛运动的特点及运动的合成与分解的方法，教师可组织学生分步骤自主探究，先得出平抛运动在水平方向和竖直方向分速度与时间的关系，进而得出合速度大小及方向的表达式，以及水平位移和竖直位移的关系式，进而得出合位移大小及方向的表达式，能推导出平抛运动的轨迹方程，确定其轨迹为抛物线。学生能在同一图中画出速度和位移的夹角，且区分二者的差异（如图8）。