《测量玩具水弹枪的初动能》说课稿(省级获奖实验说课案例)

《测量玩具水弹枪的初动能》说课稿
尊敬的各位评委老师：
大家好!
本节说课的题目《测量玩具水弹枪弹丸初动能实验》所涉及知识，是人民教育出版社出版的高一年级物理必修二第5章第3，第4节，高三年级物理选修3-5第16章第3第4节的内容，下面我从说教材、说目标，说原理，说内容，说教法、说教学程序等几方面来说这节课。

一、使用教材: 选自高一物理必修2，选修3-5 ，物理是来源于试验的学科，在学生步入高中，则开始了形象思维到分析推理的转化，在完成了所有必修选修课程后，从心理学的角度分析他们的一般能力已经具备，具有一定的观察力、记忆力、抽象概括力、想象力。

但其创造能力还比较欠缺，对于利用已有知识创造出新的概念、理论的能力很弱；（创造能力：利用已有知识创造出新的概念、理论的能力）。

在学习过程中对知识点的把握还不是很准确，数学的推理能力较弱；但学生对感性材料的认知能力较强，接受新知识的能力也很强；而且学生的社交能力也正处于发展阶段，需要得到不断的锻炼。

那么为了更好的提高应该加强的这一些能力，顺便完成高中研究性学习任务，可以利用所学解决生活中实际问题，本节内容属于趣味主题应用试验，安排两课时，以充分的实验时间旨在帮助学生通过合作探究学习模式，获得提升。

二、实验教学目标: 依据《课程标准》要求、本节教材特点以及学生现有的认知水平，确定本节课的教学目标为：
（一）知识与技能目标
①、通过实验探究得到平抛运动轨迹与碰撞动量守恒过程。

②、根据运动轨迹求平抛运动弹丸初速度与碰撞过程入射弹丸初速度。

（二）过程与方法目标
①、体会构建平抛运动轨迹数据与获取碰撞能量守恒数据的探究过程
②、体会用电子秤测量极轻物体质量的思维与操作过程。

（三）情感态度与价值观目标
①、通过实验，让学生积极参与课堂活动，设疑，解疑，探求规律，分析数据，让学生始终处于积极探求知识与学以致用的过程中，体会物理知识在实际生活中的应用，体会
科学数据与分析的来之不易，激发学习的积极性与主动性，培养合作意识，达到最佳的学
习心理状态。

三、实验原理/实验设计思路: 弹丸轻巧，初速又较大。

要测量动能，首先引导学生
回顾对于动能概念的理解，然后分别设计实验求弹丸质量与弹丸初速度。

（一）对于质量，如果单个的测量，远低于电子秤的感量，学生可以讨论以往的类似
试验方法，累积法可以解决问题。

一次测量50个弹丸总质量，然后得知一个弹丸质量。

因
为实验室天平操作繁琐且误差太大，考虑到本实验主要落点在于设计测初速度的实验方法
与实验操作，故次要矛盾测质量选用高精度电子秤可以更好的解决问题。

（二）测弹丸初速度，在学生分组讨论提出方案的基础上，根据实际情况选用。

①方案一直接用光电计数器测弹丸经过的遮光时间，用弹丸直径除以遮光时间得到
初速度。

乍看简单可行，适合当再场检测，事实证明，弹丸是透明的，对光的遮光效果不
理想，多次发射都没有得到数据。

故淘汰。

②方案二用碰撞过程动量守恒
的原理，将弹丸通过一次完全非弹性碰
撞，使其与滑块合二为一，且设滑块与
弹丸总质量为M，且滑块速度相比弹丸
高速大为降低，用光电计数器可以很方
便得到遮光数据，然后测出滑块质量利用动量守恒可以得到弹丸初速度。

对应公式：mv0=MV V= d/t则有v0=Md/mt此方案理论上完全可行，但是实际操作引起误差的干扰因素较多，
但是本着锻炼学生的目的，故选用。

③方案三与方案四都是利用做定速旋转的圆盘，利用弹丸出射到落点时候圆盘的旋
转角度变化，再加上已知圆盘的角速度，利用角速度的定义式进行计算。

因为实验室仪器
尚未配置，且市场上对应仪器水弹不易留下落痕极难定点测量，可操作性性对比差点，故
没有选用。

④方案五是学生利用平抛运动原理设计水弹通过相距2
米的纸靶留下弹孔，测量l落点高度差利用h=gt2/2 即可得出
t值再利用靶间距 L= v0 t,可得出水弹初速度v0 ，且简单方
便，平抛运动又是常见考查运动形式。

故选用。

四、实验器材:
本次实验共获取了五个方案，可以根据实际情况操作的有两个方案，共需要的仪器与
器材有如下：玩具水弹枪及附件气垫导轨与气泵光电门计数器毫米刻度尺电子秤铁架台白纸水平仪。

五、实验教学内容:本节课需要讲述实验目的，实验原理，引导学生讨论分析实验方案，最后制定可行实验方案，观察操作过程，对实验数据进行分析，最后得出实验结论。

六、实验教学过程：
（一）教法选择：现代素质教学理论强调:学生的学习行为是由动机引起的，学习动机对于学生的学习可以发挥明显的推动作用。

要有效地进行长期的有意义学习，动机是必不可少的。

本课采用演示实验，巧设物理情景，结合市面上热门的水弹枪销售与关于政府禁枪等热门关注现象引发动机，培养学生的学习主动性；由学生的分组讨论设计方案，激发动机，培养学生的学习积极性；最后再通过实验操作深化动机，培养学生的创造性。

（二）学法指导：作为教师来说，“授之以鱼，不如授之以渔”，教给学生学习的方法，培养其能力是物理教学的落脚点。

因此这节课采用社会观察发现问题，合作探究寻求方法的小组互助学习方法，从而最大限度地凸现学生的主体地位，培养学生的自学能力、合作能力、动手实验能力、收集数据提取信息的能力。

（三）教学程序及设想：
①创设情境,引入新知：（5分钟）为了顺利获取本节学习动机与目的，更好的落实“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程理念，把教学内容转化为具有潜在意义的问题，首先导入禁枪话题，然后展示实验室所购买玩具水弹枪，为了更好吸引目光，购买比较逼真的，但采用了透明枪匣的水弹枪。

接下来开枪展示，用声，形，法，社会热点几方面迅速抓住学生目光，引导到对于枪的威力有没有大于国家法定1.8焦耳以下的思考与欲欲跃试测其威力的沉思。

②任务驱动、自主合作探究及展示交流：（25分钟）
为最大限度的培养学生最基本的自学能力、提取信息的能力，结合教材实际和已确定的目标，本节课设计的预习题如下：
问题1、水弹枪弹丸初动能与哪些物理量相关？
问题2、要测量水弹丸质量可以用什么仪器，用什么方法？
问题3、如何测量高速弹丸的初速度，可以设计什么方案？
问题4（这里可以随机对选定的方案进行原理，误差，操作等方面的发问）
同学们针对实验目的的方案探究，分小组先讨论解决后再上黑板分别进行板演，为展示交流做准备。

然后本小组讲解，其余小组聆听并发现其不足之处，加以完善。

此过程中教师
适时点拨，引导，注意归纳思路、渗透学科理念与实验素养。

学生在规定的时间内完成后，教师采取投影学生方案、学生补充完善方案的方式最终确定两个实验方案，顺利完成此环节。

③课堂分组实验，记录数据（40分钟）
对应本节课的目标，与确立的两个实验方案，让学生展开实验，期间教师穿擦分组实验，对装置可能不规范不合理地方加以点拨，纠正，要注意的地方很多，误差会在各个地方凸显，在点拨过程中渗透形成实验素养，此过程较长，全班分组分别作两个实验。

最后得到数据。

实验数据记录表附图如下：
（注明：实验数据分析详情与结论可以见课件）
④数据分析，学后反思（10分钟）
整理误差形成原因，用平均值得出实验结论。

让学生分组代表叙述这节课的收获，包括知识上、方法上以及能力上的收获，然后师生共同构建本节课的知识体系，使学生对本节课所学知识，所设方案有整体的把握，也有机体现了学科知识建构的思想。

构建体系时以屏幕投影的方式完成。

七、实验创新要点/改进要点: 本次实验主要测量弹丸的初速度，但是弹丸速度其实是较大的，直接测量带来很大难度，方案二利用动量守恒配合气垫导轨光电计数器测速度，可以间接测量大速度物体，而且气垫极大减少阻力，光电计数器保证计时精确，理论上方案成立。

但是碰撞过程会涉及到水弹丸的碎裂，弹丸初速度方向的对心碰撞问题。

在方案五中直接用枪射击纸靶,会对入射高度测量带来难度，而且枪口的水平情况会直接影响实验
数据，故创新设计两张靶方便测量落差，改进入射环境，加装枪口水平仪，来保证平抛运动的准确性,但是考虑到水弹冲破纸靶也会损失部分动能，故测出的速度应该偏小，所以，尽可能用薄的纸张，还应该在无风的环境下进行。

八、实验效果评价与反思: 本次实验绝不追求高精尖端技术，如果用特制专业仪器很容易得出结果，但是失去了学生探索，思考，学以致用的过程，实验教学的最重要目的是培养人的实验素养与技能，对所学知识得到验证的成就感是培养兴趣的重要因素。

所以，虽然可能误差相对较大，但是经历了一系列的自我探究，计算，最终得到结论，本身认识误差的产生原因与改进操作使误差的尽量缩小也是物理素养的一部分。

教学过程按照新课程以生为本，以学定教的教育理念，结合教材实际与实验室实际情况，采用诱导，点拨释疑，合作学习，小组互助的学习方法，达到中学物理知识教学与实验教学的目的。

不足之处还有很多，应当为学生提供更多的实验器材，让学生的思路更开阔，在学生展示环节，应调动更多的参与度，比如质疑、解惑等等。

在以后的教学工作中还须多多努力！
附表2：实验数据分析
按照弹丸直径7mm计算，其枪口比动能为0.22 J/cm2 ，大于国家法定的最低标准0.16 J/cm2。

故本水弹枪属于仿真枪！仅限于实验室研究等特殊用途，不允许在公众场所使用！。