关键词：计算机辅助教学、仿真物理实验室、Excell97、Powerpoint 演示文稿

一、教材：上海市全日制普通高级中学高三选修《物理》第一章第四节。

二、教具：计算机、平抛运动演示仪（每个学生各一台）、打印机。

三、教学重点：平抛运动的规律；教学难点：平抛运动的性质。

四、教材分析：

平抛运动是曲线运动的一个重要内容，也是学生利用运动的分解解决实际问题的一个具体例子。教学的重点是要学生理解平抛运动的规律，难点是要让学生理解平抛运动是水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动的合成。在教学中笔者通过仿真物理实验室、Excell97、Powerpoint 演示文稿，较好地突破了教学的重点和难点，同时也调动了学生的积极性，使学生主动应用学到的新知识解决实际问题，使学生得到成功的喜悦，起到了较好的教学效果。

五、教学设计：

1、  新课引入：演示图1所示实验，把桌边的小球沿水平方向打出，观察小球离开桌面后的运动。打开Powerpoint演示文稿，屏幕显示：平抛运动。

2、平抛运动的特点。

利用仿真物理实验室演示“平抛运动”实验，具体操作如下：

第一步：打开“我的电脑”C盘，双击“金数龙仿真物理实验室”， 双击“仿真物理实验室”，在工具栏里点击“打开实验”按钮，在出现的对话框里双击“实验”，再双击“自由落体运动与平抛运动”，选中“自由落体运动与平抛运动”，点击“打开”。

第二步：点击“运行”按钮，演示“自由落体运动与平抛运动”，第二次演示时按“暂停”键定格，如图2所示。

提问学生：平抛运动有哪些特点？

学生讨论，然后请一位同学归纳。

教师肯定后，切换到Powerpoint演示文稿，点击桌面，屏幕显示：

特点：（1、）v0≠0，沿水平方向；

         （2、）仅受重力。

3、平抛运动的性质。

A、 理论推导：利用仿真物理实验室中“平抛运动”的轨迹引导学生运用牛顿运动定律进行定性分析：

水平方向：水平方向不受外力，由于惯性，物体作匀速直线运动。

竖直方向：初速度为0，仅受重力，作自由落体运动。

设问：事实如此吗？

B、  演示实验：

（1、）先介绍图3所示器材，在水平光滑导轨MN上放一辆小车，车上固定一根竖直的光滑钢丝，一个有孔的金属球套在这根钢丝上可以自由滑动。开始时，小车静止在A点，小球被铁片K托住。给小车一个初速度v0，小车沿水平方向做匀速直线运动，让学生明白小球一方面沿钢丝作自由落体运动，同时随钢丝一起沿水平方向作匀速直线运动，使学生对小球参与两个运动的同时性有较强的感性认识。

（2、）介绍两个小球同时落地的实验，如图4所示。让学生明白该装置是让两个小球从同一高度同时开始下落，其中一个作平抛运动，另一个作自由落体运动，引导学生很安静地用耳朵听两球同时落地的声音，同时用眼观察两球在空中运动的轨迹。改变两球离地的高度重复实验，发现结果一样，可以定性说明平抛运动在竖直方向上作自由落体运动。

C、 仿真物理实验。

第一步：点击任务栏上的“金数龙仿真物理实验室”回到“自由落体与平抛运动”窗口。

第二步：点击工具栏“打开实验”命令，弹出对话框“您想保存当前的实验吗？”点击“保存”，弹出“打开实验”对话框，向上移一层，双击“平抛自由落体匀速”，选中“平抛自由落体匀速”，点击“打开”。

第三步：单击工具栏“运行”按钮，学生观察三个小球的运行情况，同时注意观察时间t的变化。

第四步：再次按“运行”按钮，运行一段时间后按“暂停”键，如图5所示，请学生观察后总结。

点击任务栏“Powerpoint”窗口，单击桌面，屏幕显示：

平抛运动的性质：平抛运动是由水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动合成的。

4、平抛运动的规律。

A、点击任务栏“金数龙仿真物理实验室”回到“自由落体与平抛运动”窗口，如图2，鼠标点击平抛运动轨迹的某一点，让学生找出小球的位置坐标、瞬时速度大小及方向。

B、  点击任务栏“Powerpoint”窗口，单击桌面，屏幕显示图6：

C、 单击桌面，屏幕显示：

平抛运动规律：

（1、）位移：

水平方向：x=v0*t

竖直方向：y=1/2*g*t2

合位移：s=√x2+y2

（2、）瞬时速度：

水平方向：vx=v0

竖直方向：vy=g*t

合速度大小：v=√vx2+vy2

合速度方向：tgφ=vy/vx（φ为和速度与水平方向夹角）

5、学生实验验证。

A、 装置如图7所示，把白纸与复写纸叠放一起（复写纸在外）平整地压入平板上纸夹内，注意矩形纸边的一角要和原点o重合，纸的水平边、垂直边也对应地与原点o侧的水平线垂直线吻合。

B、  按下吸球开关，用平抛电磁线圈将平抛球吸在平抛导轨某位上，然后松开吸球开关，释放平抛球，平抛球打在接球槽上，通过复写纸便在白纸上留下痕点。将接球槽逐次下降，重复上述操作，即在白纸上描得一系列平抛球运动点迹。

C、 取下白纸，以o点为原点画出水平向右的X轴和竖直向下的Y轴，量出各个点至X、Y轴的距离，填入表格。如：

次数       X（厘米）     Y（厘米）

1     0     0

2     10    4.9

3     20    19.6

4     30    44.1

5     40    78.4

D、 数据处理。

利用“Excell”处理实验数据，具体操作如下：

第一步：运行Excell软件。点击“开始”，在“程序”中找到“Microsoft Excell”程序项，点击打开Excell软件。

第二步：输入实验数据。次数、X、Y均按列输入。（为使生成图象和平抛运动轨迹相似，Y轴数值取负值。）

第三步：创建图表。

（1、）点击“图表”命令，出现“图表类型”对话框，点击“x、y散点图”，再点击“子图表类型”中的“无数据平滑线散点图”。

（2、）点击“下一步”，在“图表数据”中选中系列产生在“列”，把数据区域的“Sheet1！$ A$1：$C$8”改成“Sheet1！$B$1：$C$8”。

（3、）点击“下一步”在“图表选项”对话框中点击“标题”标签，输入“平抛运动轨迹”；点击“网格线”标签，将x、y轴中的“主要网格线”、“次要网格线”全部选中，其它均用默认值。

（4、）点击“完成”。

（5、）图表设置。鼠标点击任务栏中“图表向导”，在下拉菜单中选中“添加趋势线”选项，在“类型”标签中选“多项式（P）”型，

“选项”标签中选中“显示公式”，点击“确定”。

6、课后作业：打印、处理图表。

（1、）从原点开始沿x轴取几个等距离的点，找出轨迹上在y轴上的对应点，这些点下降的高度的比值近似等于什么？

（2、）图表中显示的公式的含义？

（3、）在曲线上任取一点，测出这点的坐标，根据公式求出初速度。

[教后反思]

1、  计算机辅助教学时，教师的计算机能控制学生的计算机，可随时把教师计算机的桌面切换到学生的机器上。这样既保证了教师的主导作用，同时也保证了学生的主体作用。

2、  Powerpoint演示文稿应事先做好。

3、  “金数龙仿真物理实验室”是南京金华科软件有限公司的产品，可从网上下载。

4、  学生在学习“自由落体运动”时，已使用过“仿真物理实验室”。

5、  学生已学过Excell97，能较熟练使用。

 

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