本章复习与测试特级教师教学实录

案例作者基本信息

姓 名

学 科

刘森

物理

学 校

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教学案例基本信息

课 题

模 块

课 型

反向蹦极中的

力和运动

牛顿运动定律

年 级

教科书版本及章节

高一

人教版第四章

中国农业大学附属中学

13439853715 liu3m407@163.com 新授课□

章/单元复习课 模块复习课□

初/高三专题复习课□ 习题/试卷讲评课□

教学设计

1. 整体思路及背景简介

物理学科的核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生科学素养的关键成分。

在处理变力作用下物体运动的问题时，常规的思路是对物体进行受力分析，然后从力和运动的关系去分析物体的运动情况。而我们经常遇到的情况是先看到物体的运动情况，然后研究其运动情况，得到位移、速度的变化，从而分析其运动原因----受力情况。

2. 教学内容分析

本节课主要研究运动原因----受力情况。

通过视频感知整个运动的大体情况，并展示学生绘制的位移、速度图像，从图像中得到加速度变化，理解图像斜率的含义，并分析运动的原因----受力情况。

3. 学习者分析

学生通过多半年的学习，对力与运动的关系有一定的了解，能运用牛顿运动定律解决实际问题。

但变力作用下的运动比较复杂，运动过程时间特别短，无法直观感知，所以理解此过程种的运动变化有一定的难度。

4. 学习目标设计

本节课以反向蹦极运动为实际情景，通过对此运动的模拟，实现数据收集、测量，分别研究其位移时间关系、速度时间关系，分析每段运动的情况；通过受力分析，得出加速度时间关系，并能解释每段不同运动的原因，加深对运动和相互作用的理解。

通过实际情景到实验对象的转化，体验模型构建的思想；通过采集数据、绘制图像、运动分析，体会科学探究过程中的问题、证据、解释等要素及科学推理的思想；

通过对反向蹦极的模拟研究，让同学们经历解决问题的过程，体会严谨的科学态度，

体会研究过程中的合作精神。

5.单元整体教学设计

（1）匀变速直线运动

（2）力

（3）牛顿运动定律

6.1单课时教学活动过程设计

一、学生展示作业

展示学生绘制的位移时间图像和速度时间图像。

二、运动分析

通过图像分析小球的运动情况，得到各阶段位移、速度、加速度情况。

三、受力分析

通过受力分析，验证各段的运动情况。

四、练习

通过练习，巩固本节课的内容。

6.2课堂学习评价设计

态度端正、数据准确、总结到位

思路清晰，表述准确，仪态自然大方

有强烈的好奇心，认真思考

充分利用课上所学内容进行迁移。

7.板书设计、特色学习资源分析、技术手段应用说明（结合案例的特色，可选择撰写）

板书设计

学习资源、技术手段。

视频：反向蹦极http://v.ifeng.com/video_8656093.shtml 实验装置、摄像机、照相机

视频编辑软件、图像处理软件

数据处理：EXCEL

教学实施

1.单课时教学

一、引入

1、展示蹦床图片，反向蹦极视频。

2、介绍前期工作。

二、新课

1、学生展示作业

扫一扫，观看反向蹦极

2、

运动分析

从x-t图像能分析出什么？



结论：小球做

运动



从v-t图像能分析出什么？

结论：小球的运动情况：

v=0

t2

0 t1

t2

t3

t

v

最高点

t3

a

0

方向：

F合= 方向：

向

做

加速度

的

速运动

a

0

方向：

t1

F合= 方向：

向

做

加速度

的

速运动

v最大

a

0

方向：

F合= 方向：

向

做

加速度

的

速运动

最低点

0 v=0

3、

受力分析

a

0

方向：

F合= 方向：

根据小球的加速度，在上表中画出各特殊位置受力情况，分析合外力，判断合力方向，并确定各段做什么运动。

4、

根据受力情况，解释其运动原因

加速运动

减速运动

加速度变大

加速度减小

三、课上练习

1、定性画出反向蹦极中人由开始运动到第一次回到出发点的过程中，速度v随时间t变化关系的图线。（忽略所有阻力，取向上为正方向）

2．一轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端连接物块A，物块A处于静止状态，此时弹簧的压缩量x =0.05m，如图所示。若用力F继续向下压A，使其又下降0.08m且弹簧的形变始终在弹性限度内，如图所示。若此时撤去力F，取向下为正方向，忽略所有阻力和碰撞时的机械能损失。

在物块A由第一次运动最高点到返回到达最低点的过程中：

（1）定性画出物块A在此过程受到的弹簧弹力F随位移x变化关系的图线（图甲）、合力F合随位移x变化关系的图线（图乙）、加速度a随位移x变化关系的图线（图丙）。

图甲

图乙

图

（2）定性画出物块速度v随时间t变化关系的图线（图丁）。

四、课后练习

1．蹦极是一项非常刺激的运动。为了研究蹦极过程，可将人视为质点，人的运动沿竖直方向，人离开蹦极台时的初速度、弹性绳的质量、空气阻力均可忽略。某次蹦极时，人从蹦极台跳下，到a点时弹性绳恰好伸直，人继续下落，能到达的最低位置为b点，如图所示。已知人的质量m=50kg，弹性绳的弹力大小F=kx，其中x为弹性绳的形变量，k=200N/m，弹性绳的原长l0=10m，整个过程中弹性绳的形变始终在弹性限度内。取重力加速度g=10m/s2。在人离开蹦极台至第一次到达b点的过程中，机械能损失可忽略。

(1)求人第一次到达a点时的速度大小v；

(2)在图中，定性画出人第一次由a点到b点的运动过程中，速度v随时间t变化关系的图线；

(3)已知弹性绳的形变量为x时，它的弹性势能。求b点与蹦极台间的距离l。

2. 如图所示，一光滑杆固定在底座上，构成支架，放置在水平地面上，光滑杆沿竖直方向，一轻弹簧套在光滑杆上。一套在杆上的圆环从距弹簧上端H处由静止释放，接触弹簧后，将弹簧压缩，弹簧的形变始终在弹性限度内。已知支架和圆环的质量均为m，重力加速度为g，不计空气阻力。

（1）求圆环刚接触弹簧时的动能Ek。

（2）如图所示，取圆环刚接触弹簧时的位置为坐标原点O，取竖直向下为正方向，图丁

【拓展练习】（3）在图甲、图乙、图丁中，图线与坐标轴所围得面积各代表什么含义？

建立x轴。在圆环压缩弹簧的过程中，圆环的位移为x，加速度为a，在右图中定性画出a随x变化关系的图象。

（3）试论证当圆环运动到最低点时，地面对底座的支持力FN > 3mg。

2.教学反思

（1）教学中更多的关注“过程”

学生通过亲自参与实验的测量过程，加深了对学以致用这句话的理解，觉得学习到的基础知识可以应用到甚或中，可以解决实际问题。并通过实际问题的解决过程，加深了对基础知识的理解。同时增进了学习物理、学好物理的决心和信心。因此以后的教学过程中要加强学生的参与度，注重“过程”教学。

（2）教学过程要符合学生的认知规律

学生对知识的理解还是来源于眼见为实，然后加以推理和分析，所以设计本节课采取实验来获取数据，然后通过数据分析运动状态（位移、速度的大小和方向），最后通过运动状态得到其受力情况。对看到的运动的描述用到位移-时间、速度-时间图像，也是高中教学的重点，是处理问题的基本方法之一，通过本节课学生亲自测量、描点、画图的过程，加深了对图像的理解，并能将实际的运动过程转化为图像语言。

（3）注意难易的处理

本节课从运动到图像，再到受力分析的过程，大大降低了学生学习的难度，但在习题的设计上，难度稍大，例如可以先处理正向蹦极的图像后，再画出方向蹦极全过程的图像……

3.收获与感悟

本节课设计的灵感来源于物理课本序言中的苹果下落的频闪照片和不久前进修学习时听过的一场讲座，怎样将快速的运动过程分解，也想过很多方法，如相机的连拍、传感器……但实际处理起来还是有困难，不好解决。因此我发动学生的智慧，让他们参与课程的设计过程，他们提出了不错的想法并进行了一些环节的活动（视频文件的处理等），对于视频提取的图像不清楚等问题，采用photoshop进行后期处理等技术也是在课程设计环节中学到的技能。

学生在学习过程中，如果只是听讲，理解程度有限，如果让同学们亲自参与一遍全过程，会对知识有更深刻和全面的认识。例如对由位置画位移时间图像，本以为很快能完成，但学生们对数据的测量、对坐标刻度的选取等都需要一定的时间；再比如从位移时间图像到速度的计算，有些同学只是记得用一段时间的平均速度来近似，但并不知道为什么这样做，通过引导他们重新阅读课本中相关内容，加深了对瞬时速度的认识，并在此明确了怎样求某点的瞬时速度。

在准备本节课过程中，我感触颇深的是团队合作精神。这节课，是备课组、教研组集体智慧的结晶。在接到任务之后，高一备课组在蔡洪福组长的带领下确定了主题，确定了以实际问题为切入点的大方向，来讲解本阶段的核心内容。我先设计了一个草案，然后在备课组内反复磨合，古相珍老师、蔡洪福老师给我提出了很多中肯的建议和意见，形成教案一稿；再经教研组讨论和不断改进，逐步形成了八稿教案。

在教研组一起备课时，李萍老师带领物理组老师帮助我磨合很多细节，包括课题、重难点等，还帮助我听评试讲课。还记得第一次试讲，本来以为很快就会完成的读数、描点、作图，实际上就消耗了大半节课，课下李萍老师提出将此项内容改为学生课下作业，课上让孩子们根据图像来分析物体的运动情况，并编制了问题情境，让作业具有完整性、启发性和总结性。同时建议将水平排列的各个时刻的位置图片改成竖直方向排列，即能够展示出小球在竖直方向上运动，又能够避免水平排列刻度尺不整齐。我更改设计后效果非常好，弥补了很多原有的不足。

试讲、修改，再试讲、再修改，反复推敲，在这一过程中，好像是为这节课而努力，其实何尝不是一个人研修成长的道路！在个人研修、同伴互助中前行，在研究、反思、改进中前行，这是一个人成长的必经之路。所以组内的研讨是一个人成长的捷径。