一、教学内容分析 1. 教材地位与作用

本节是典型的科学探究实验课，是“运动的合成与分解”理论方法的首次重要应用。学生已经掌握了曲线运动的特点和运动的合成与分解方法，本节旨在引导他们运用这些知识，通过实验自主探究平抛运动在水平和竖直两个方向上的分运动规律。这不仅是对前两节知识的巩固和深化，更是培养学生科学探究能力、实验设计能力和数据分析能力的关键环节，为下一节从理论上推导平抛运动规律奠定坚实的实验基础。

• 2.2.2 通过实验，探究并认识平抛运动的规律。会用运动合成与分解的方法分析平抛运动。体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。

教材提供了两种主要的探究思路：

1. 方案一（频闪照相/视频分析）： 同时记录平抛运动物体在不同时刻的位置，通过测量水平位移和竖直位移，独立分析两个方向上的运动特点。
2. 方案二（先分后合）： 先集中探究一个方向（通常是竖直方向）的运动规律（如通过与自由落体运动对比），再通过描绘平抛运动的完整轨迹，结合已得出的竖直方向规律，反推水平方向的运动规律。

教材重点呈现的“参考案例”属于方案二，包含两个核心步骤：

• 步骤1：探究竖直方向分运动的特点（利用A、B球对比实验）。
• 步骤2：探究水平方向分运动的特点（通过描绘平抛轨迹，利用竖直方向位移确定等时间间隔，再研究水平位移）。

内在逻辑： 明确探究目标（平抛运动两个分运动的规律）→ 设计探究方案（两种思路）→ 进行实验操作（获取数据）→ 分析数据→ 得出结论→ 交流评估。

• 物理观念： 通过实验证实平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，深化运动合成与分解的观念。
• 科学思维： 学习设计实验方案来控制变量、获取数据。运用图像法、比值法等分析数据，得出科学结论。培养基于证据进行推理和解释的能力。
• 科学探究： 经历完整的科学探究过程：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。
• 科学态度与责任： 在实验中培养严谨、实事求是的科学态度，勇于克服困难，体验探究的乐趣和合作的重要性。

• 知识基础： 已掌握平抛运动的定义、曲线运动的条件、运动的合成与分解思想。具备自由落体运动的知识。
• 技能基础： 具备使用刻度尺、重垂线等基本仪器的能力。部分学生可能接触过打点计时器或频闪照相的概念。
• 探究障碍：
• 方案设计能力薄弱： 如何将“探究分运动特点”这一抽象目标转化为具体、可操作的实验步骤是最大难点。
• “等时性”概念的运用： 理解如何利用竖直方向的匀加速运动规律来获取相等时间间隔是方案二的关键，学生不易想到。
• 轨迹描绘的准确性： 如何保证每次小球从同一位置释放、减少摩擦影响，从而获得一条准确、光滑的轨迹是操作难点。
• 数据分析与结论得出： 从测量的位移数据中归纳出运动性质（匀速或匀加速）需要引导。
• 兴趣点： 对动手实验有浓厚兴趣，渴望验证自己的猜想。

• 教学重点：
1. 实验方案的设计与理解（特别是方案二的逻辑）。
2. 平抛运动轨迹的描绘与数据处理方法。
3. 通过实验得出平抛运动在水平和竖直方向的分运动规律。
• 教学难点：
1. 实验方案的设计思路，特别是如何获取“相等时间间隔”的点。
2. 保证小球做平抛运动的实验条件控制（初速度水平、每次释放点相同）。
3. 根据实验数据（位移关系）论证分运动的性质。

1. 知识与技能：
• 能说出探究平抛运动分运动特点的实验思路和主要方法。
• 能独立或合作完成平抛运动轨迹的描绘。
• 能通过实验数据分析，得出平抛运动在水平方向做匀速直线运动、在竖直方向做自由落体运动（或初速度为零的匀加速直线运动）的结论。
2. 过程与方法：
• 经历设计实验方案、进行实验操作、收集数据、分析论证的完整探究过程。
• 学习运用对比法（A、B球实验）、轨迹分析法等方法研究物理问题。
• 掌握通过测量位移来间接研究运动规律的方法。
3. 情感态度与价值观：
• 体验科学探究的艰辛与乐趣，形成实事求是的科学态度。
• 在小组合作中培养协作精神和交流能力。

采用探究式教学法，以学生小组合作为主要形式。教师作为引导者，通过问题链启发学生思考实验方案，适时提供“支架”（如提示卡、演示关键操作）。强调方案设计的逻辑，而不仅仅是操作步骤。两种方案并重介绍，可根据学校条件选择实施或进行对比讨论。

分组器材（方案二-参考案例）： 带支架的斜槽、小钢球、白纸、复写纸、刻度尺、重垂线、三角板、铅笔、带有水平卡口的木板（或挡板）。 教师演示： 平抛竖落仪（A、B球实验装置）、频闪照相照片或相关视频、多媒体课件。

(一) 提出问题，明确目标（5分钟）

1. 复习导入：
• “什么是平抛运动？”（初速度水平，只受重力）
• “根据上节所学，我们可以用什么方法来研究这种曲线运动？”（运动的合成与分解）
2. 提出问题： “今天我们的任务就是通过实验，探究平抛运动在水平方向和竖直方向分别遵循什么规律。”
3. 明确探究目标： 探究平抛运动两个分运动的性质（是否是匀速？匀加速？）。

(二) 方案研讨，设计实验（20分钟）

1. 引导思考： “我们需要测量哪些物理量？（位移、时间）如何获得小球在不同时刻的位置？”
2. 介绍两种主要方案思路：
• 步骤1：探究竖直方向规律。
• 步骤2：探究水平方向规律。
• 猜想： 可能是什么运动？（初速度为0，只受重力，可能是自由落体运动）
• 如何验证？ （与自由落体运动对比）介绍平抛竖落仪（A、B球实验） 的原理。
• 关键问题： 如何判断两球是否同时落地？（听声音——转化思想）
• 猜想： 可能是什么运动？（水平方向不受力，可能是匀速直线运动）
• 如何验证？ 需要测量在相等的时间间隔内，水平位移是否相等。
• 核心难点： 如何获得轨迹上时间间隔相等的点？
• 突破： 如果竖直方向是匀加速运动（如自由落体），那么竖直位移之比满足1:3:5:7... 的点，所对应的时间间隔是相等的。据此可以在描绘出的轨迹上找到等时点。
• 优点： 直观，可同时分析两个方向。
• 难点： 需要专业设备。
• 方案一（同时记录法）： 播放频闪照相或高速视频录像。思路： 在同一张照片或视频中记录下物体在不同时刻的位置，然后分别测量水平位移和竖直位移，独立分析其规律。
• 方案二（先分后合法）： 这是我们重点探究的方案。
3. 确定本课实验方案： 采用方案二。先完成步骤1，为下节课的步骤2做准备。

(三) 进行实验1：探究竖直方向分运动（15分钟）

1. 演示与讲解： 教师演示平抛竖落仪的正确使用方法。
• 强调：A球做平抛，B球同时自由下落。用小锤打击金属片，保证两球同时开始运动。
• 重点：引导学生“听”两球落地的声音是否为一个声音。
2. 学生分组实验与观察：
• 改变高度，重复实验多次。
• 记录现象：是否总是听到一个声音？
3. 初步结论： 平抛运动的小球在竖直方向上的运动与自由落体小球的运动相同，即平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。

(四) 布置任务与预习（5分钟）

1. 总结本课：我们通过对比实验，初步得出了竖直方向的规律。
2. 布置任务：思考并设计下节课如何描绘平抛运动的轨迹。
3. 预习教材中利用斜槽描绘轨迹的方法。

(一) 复习导入，明确任务（5分钟）

1. 提问回顾： “上节课我们得出了什么结论？”（平抛运动竖直分运动是自由落体运动）
2. 引出新任务： “今天我们将利用这个结论，来探究水平方向的运动规律。首先，我们需要获得一条清晰的平抛运动轨迹。”

(二) 进行实验2：描绘平抛运动轨迹（20分钟）

1. 讲解与示范： 教师讲解利用斜槽描绘轨迹的关键步骤和注意事项。
• 安装调整： 确保斜槽末端水平（判断方法：将小球放在水平部分，能静止）。
• 确定坐标： 用重垂线确定竖直方向，在白纸上记下斜槽末端在纸上的投影点作为坐标原点O。
• 释放小球： 每次都从斜槽上同一位置由静止释放，以保证平抛初速度相同。
• 记录位置： 在斜槽末端安装一个挡板（或移动接球挡板），改变挡板高度，让小球多次从同一位置滚下，撞击挡板，通过复写纸在白纸上打下一系列点迹。
• 描绘轨迹： 取下白纸，用平滑曲线连接各点，得到平抛运动的轨迹。
2. 学生分组实验： 学生以小组为单位进行实验，教师巡视指导，纠正错误操作（如释放位置不固定、坐标原点确定不准等）。

(三) 数据处理，探究水平规律（15分钟）

1. 寻找等时点：
• 在轨迹上选取一点为原点O。
• 根据竖直分运动是自由落体运动，若从O点开始，在连续相等时间间隔T内，竖直下落位移之比应为 1:3:5:7...。
• 方法： 在轨迹上测量并选取点A, B, C, D...，使得它们在竖直方向上的位移y满足 yOA : yAB : yBC : yCD ... = 1 : 3 : 5 : 7 ...。则O-A, A-B, B-C, C-D...的时间间隔相等（均为T）。
2. 测量与分析水平位移：
• 用刻度尺分别测量OA、AB、BC、CD...间的水平位移 x1, x2, x3, x4...。
• 引导分析： 如果水平方向是匀速直线运动，那么这些水平位移 x1, x2, x3, x4... 应该有何关系？（大致相等）
• 学生计算与比较： 计算各段水平位移，看它们在误差范围内是否相等。
3. 得出结论：
• 根据实验数据，平抛运动在水平方向的位移在相等时间内近似相等。
• 实验结论： 平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动。

(四) 交流评估，课堂小结（5分钟）

1. 小组汇报： 请一两个小组汇报他们的实验数据、分析过程及结论。
2. 误差分析： 讨论实验中可能产生误差的原因（如摩擦、空气阻力、点迹确定不准、测量误差等）。
3. 全课总结：
• 探究方法：运动的合成与分解。
• 探究结果：平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
• 实验价值：为下一节理论推导平抛运动规律提供了实验依据。

(五) 布置作业（5分钟）

1. 完成实验报告。
2. 思考：根据本实验结论，能否推导出平抛运动的轨迹方程？预习第4节“抛体运动的规律”。

第3节 实验：探究平抛运动的特点

一、探究目标

• 探究平抛运动水平与竖直方向的分运动规律。

二、实验方案（方案二：先分后合）

1. 步骤1：探究竖直方向
• 方法： A、B球对比实验。
• 结论： 竖直分运动 ≈ 自由落体运动。
2. 步骤2：探究水平方向
• 方法： 描绘轨迹 → 利用竖直位移比（1:3:5...）确定等时点 → 测量水平位移。
• 结论： 水平分运动 ≈ 匀速直线运动。

三、实验关键

• 斜槽末端水平。
• 小球从同一位置由静止释放。
• 准确确定坐标原点和竖直方向。

• 成功之处： 通过分步进行（第一课时竖直方向，第二课时水平方向），降低了探究难度，使学生更容易理解和操作。强调方案设计的逻辑，培养了学生的科学思维。
• 待改进： 轨迹描绘的准确性和寻找等时点对学生的数学能力和细心程度要求较高，部分小组可能数据偏差较大，需要教师加强个别指导。时间安排需非常紧凑，要严格控制各环节时间。对于学有余力的小组，可鼓励他们尝试分析方案一的频闪照片，或讨论更精确的数据处理方法（如逐差法）。