探究高中物理平抛运动规律教学方法

探究高中物理平抛运动规律教学方法

聂广颖

内蒙古通辽市，科尔沁第四中学，028000

摘要：高中物理学科是一门抽象性思维科学的学科，教师借助信息技术不断创新多元化的教学方式，促进学生有效提高物理知识的理解能力和主动探究学习能力，从而全面优化高中物理教学与实验教学模式的发展进程。

关键词：高中物理；平抛运动；规律；实验能力；综合素养

前言

高中阶段开展物理教学过程中，教师引导学生主动探究物理知识的科学思想理念，学生可以在课堂教学中掌握物理知识相关的概念及实验设计操作能力，通过教师引导学生仔细观察大自然的现象及自然规律的物理知识。本文针对高中物理知识中的平抛运动规律及实验教学内容进行阐述，从而培养学生的主动探究能力，具体探讨内容如下：

一、探究性引导学生掌握高中物理的学习目标

    在高中物理教学中，教师引导学生理解平抛运动的概念，由教师设计情景教学场景，促进学生掌握平抛运动规律的重点和难点。首先，通过教师引导学生掌握平抛运动的规律，在探究学习过程中解答关于平抛运动的各种问题，例如计算物体的最大高度、最大水平位移、射程等，可以增强学生对平抛运动的理解和应用能力。教师巧妙设计物理教学的理论课堂情景教学环节，使学生在探究物理知识的同时，有助于学生提高动手操作能力。高中物理教学中，平抛运动是指物体在水平方向上做匀速直线运动的同时，在竖直方向上受到重力的作用，产生抛体运动轨迹的一种运动方式[1]，引导学生学会思考，教师组织学生进行小组合作学习、探讨与交流，教师提问学生以下问题：

其次，学生围绕教师的提问内容展开讨论，首先，根据惯性定律，物体在没有外力作用下会保持其运动状态，即匀速直线运动，匀速直线运动的特点是速度大小和方向恒定不变。因此，如果物体在空中被水平抛出后不受重力的作用，它将继续以相同的水平速度匀速直线运动，直到受到其他外力或其他因素导致其速度或方向发生改变。

再次，根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用在它上面的力成正比，而和物体的质量成反比。在自由下落中，唯一作用在物体上面的力是重力，所以重力加速度是决定自由下落物体行为的关键因素。重力加速度在地球表面附近大约是9.8 m/s²。因此，物体在自由下落过程中，它的速度将会不断增加，加速度始终保持为9.8 m/s²，这意味着物体将会以每秒9.8米的速度加快下落。同时，重力会使物体的运动方向向下，也就是竖直向下的方向。

最后，小组合作学习讨论第三个问题，当在空中以水平速度抛出一个物体时，它将同时受到水平速度和重力的作用。在没有其他外力的情况下，物体将继续保持向前的水平速度，并受到重力向下的加速度。物体将以水平速度继续向前运动，同时受到重力向下的加速度，当物体同时具有水平和竖直速度时，它的运动轨迹将是一个抛物线。物体在水平方向上运动的速度保持不变，而在垂直方向上，它将以每秒9.8米的速度加速向下。这种情况下，物体在抛出后会以曲线运动到达地面，形成一个抛物线运动的轨迹，注意这种这个讨论假设没有考虑到空气阻力及其他外力的影响。在实际情况中，空气阻力可能会对物体运动产生额外的影响，特别是当物体速度较高时，重力的作用使得物体在竖直方向上的速度逐渐增大或减少，取决于物体是向上还是向下运动。

二、学习新知平抛运动的特点

（一）平抛运动的分解

对于平抛运动，物体在垂直方向上只受重力的作用，因此会做自由落体运动，自由落体运动是指物体在只受重力作用下的垂直运动。根据自由落体运动的规律，物体在垂直方向上的速度会不断增加，重力会使物体向下加速，加速度大小为地球上的重力加速度，约为9.8米/秒²，抛物线的形状取决于物体的初速度、发射角度和重力加速度。

（二）平抛运动的性质

通过教师引导学生小组合作学习与交流，探究平抛运动的理论为依据，加速度恒为（重力加速度）的匀变速曲线运动，因此，做平抛运动的物体在任意相等的时间内速度的变化量相等，均为Δv＝gΔt，方向（垂直向下），如果在水平方向上，物体做匀速直线运动，速度始终保持不变，分析得出：，即匀速直线运动的速度等于物体的初始速度v0，物体在水平方向上的位移x等于速度v0乘以时间t；如在竖直方向上，当物体以初速度为零开始自由落体运动时，物体的竖直速度vy等于重力加速度g乘以时间t。即：，此外，物体在竖直方向上的位移y，可以通过公式来计算，其中g为重力加速度，t为时间。

（三）合运动的求解及其运动轨迹

在高中物理教师的引导下，探究物理知识相关的合运动的求解及其运动轨迹概念和理论，以及实验操作方法，促进学生在课下与课堂上掌握相关的物理知识要点、重点、难点，促进学生在课堂中与教师形成“互动教学、和谐、高效、智慧型”的课堂教学效果[2]。首先，教师通过课堂创设情景教学模式，展现多媒体教学视频及图片，引导学生考虑各个运动的速度、加速度以及初始位置等因素。教师在讲解物理求解公式时，通过讨论分析在任意时刻t的速度，v

t＝，速度与轴的夹角为，则。通过教师变换物理知识求解的有效方法，合运动的运动轨迹可以根据各个运动的位移和初始位置进行叠加。

三、高中物理实验探究能力的养成

（一）梳理物理知识及实验操作的学习框架

首先，通过教师与学生在互动课堂上一起讨论与分析，判断平抛运动的轨迹是否为抛物线,可以通过“代数计算法”和“图象法”来进行,其中代数计算法：

其次，运用图象法，一是建立以y-x2为坐标轴的坐标系；二是根据测量得到的各点的x坐标值，计算出对应的x2值；三是在坐标系中用这些x2值作为横坐标，对应的y坐标值作为纵坐标，描绘各点；四是连接各点，观察这些连接点是否大致在一条直线上，若连接点大致在一条直线上，则说明平抛运动的轨迹是抛物线，若连接点不在一条直线上，则说明平抛物体的轨迹不是抛物线。

再次，教师围绕实验操作的步骤，帮助学生梳理物理知识及实验操作的学习框架。师生共同探究平抛运动的规律，教师引导学生通过实验操作步骤，绘制学习框架，掌握实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤的过程中，学生需要记录每次实验的起始速度、抛出角度、物体的垂直高度以及所用时间。同时，学生也可以尝试绘制速度-时间图和位移-时间图，以更直观地理解平抛运动的规律。

（二）以学生为主探究物理实验数据分析与处理

高中物理教师打破传统教学思想理念，在生活中引导学生通过观察周边的事物，促进学生了解高中物理学科的基础知识[3]。以学生为主探究物理实验数据分析与处理，通过讨论与分析，判定O点是否为抛出点的方法，在给定的轨迹上选取A、B、C三个点，使得OA、AB、BC的水平距离相等，从O到A、A到B、B到C的时间相等，如图1所示。

图1给定的轨迹

经过A、B、C三个点作水平线与y轴相交，得到各点的纵坐标值yA、yB、yC，如果O点是抛出点，那么O点的纵坐标值yO应与A、B、C三点的纵坐标值yA、yB、yC相等，比较yO与yA、yB、yC的值，如果它们不相等，则O点不是抛出点；如果它们相等，则O点可以被判定为抛出点。

四、结语

综上所述，在高中物理教学中，教师鼓励学生进行小组合作学习，并创造一个互动、灵活、轻松、愉悦的物理教学课堂氛围。教师借助信息技术收集相关的物理知识素材，可以丰富学生的物理知识底蕴，促进学生在日常生活中观察相关的物理现象，有助于培养学生主动探究物理知识，培养学生物理综合素养的能力。

参考文献

[1]吴青峰.浅谈高中物理实验教学有效性的提升[J].科学大众（科学教育），2019（11）：39-40.

[2]汪宇诚.论培养高中学生物理实验探究能力的方法[J].读写算,2021(03):71-72.

[3]赵宏东.高中学生物理实验探究能力培养的途径研究[J].学周刊,2021(11):35-36.