DSE 物理|拋體運動:十節備課指引(分解、方程、45 分鐘流程)
- 2026-11-05
學生一見到曲線運動就慌,因為他們把「拋體」當成一條新公式去背,而不是兩個獨立的直線運動。本課由一個 20 米高台、8 m/s 水平拋出的球開始,讓學生親手算出 2.02 秒落地、16.2 米射程,再回頭說明為甚麼水平方向完全不需要重力。
本堂目標 學生能夠:(1) 把拋體運動分解成水平等速與垂直等加速兩條線,並指出重力只作用在垂直方向;(2) 由高度反推飛行時間、再由初速求射程,全程寫出所用方程;(3) 判斷自己的答案是否合理(時間量級、速度方向、射程與高度的關係)。
01 先備知識(開課前 3 分鐘快檢)
以下任何一項未過關,本堂就會卡住,先補該項:
| 技能 | 快檢題 | 過關標準 |
|---|---|---|
| 向量分解 | 一件斜向運動如何拆成兩個方向? | 用正弦餘弦分成水平與垂直分量 |
| 等加速方程 | 沒有時間時用哪條方程? | v² = u² + 2as |
| 正負號約定 | 向上為正時,重力加速度寫成幾多? | a = −9.81 m s⁻² |
02 課堂流程(45 分鐘)
| 時間 | 環節 | 導師做什麼 | 學生做什麼 |
|---|---|---|---|
| 0-6 分鐘 | 一個實驗開場 | 由 20 米高台水平拋出小球,同時自由放開另一球,兩球同時落地 | 學生先猜哪球先落地,再講出觀察 |
| 6-14 分鐘 | 拆成兩條線 | 黑板左右兩欄:水平等速、垂直等加速;只在一欄寫 g | 學生在筆記畫兩欄並填已知量 |
| 14-26 分鐘 | 由高度求時間 | 用 s = ut + ½at²,垂直初速為零,解出 t = √(2h/g) = 2.02 s | 學生自己按一次計數機,寫出單位 |
| 26-34 分鐘 | 由時間求射程 | 水平速度不變,射程 = 8 × 2.02 = 16.2 米 | 學生完成同一題的另一問並核對量級 |
| 34-40 分鐘 | 斜拋加一步 | 把初速拆成水平與垂直分量,強調兩邊時間相同 | 學生只做分解那一步,不做完整計算 |
| 40-45 分鐘 | 離場檢查 | 收回三題,只讀答案不重教 | 獨立作答 |
03 講解腳本(照著說就可以)
第一幕:先做實驗,後寫公式
學生最常見的誤解是「重的東西先落地」與「水平速度會令球遲些落地」。用一個 20 米高台、兩球同時放手的示範,一秒內就能推翻這兩個想法,比講十次公式有效。
示範後不要立刻寫方程,先問一句:「兩球在空中,垂直方向的運動有甚麼不同?」學生答「冇」的時候,他們就已經接受了分解法的前提。
示範後不要立刻寫方程,先問一句:「兩球在空中,垂直方向的運動有甚麼不同?」學生答「冇」的時候,他們就已經接受了分解法的前提。
學生做:先預測、再觀察、用一句話寫出兩球的垂直運動相同。
第二幕:兩欄筆記:一邊有 g,一邊冇 g
在黑板上畫兩欄,左邊寫「水平」、右邊寫「垂直」,然後只把 g 寫進右邊,並且圈住它。這個動作要重複三次,因為學生在考試時仍然會在水平方向代入 9.81。
接着把已知量填進去:垂直 u = 0、s = 20、a = 9.81;水平 u = 8、a = 0。兩欄填完,題目其實已經做完一半。
接着把已知量填進去:垂直 u = 0、s = 20、a = 9.81;水平 u = 8、a = 0。兩欄填完,題目其實已經做完一半。
學生做:照抄兩欄表,並用顏色標出唯一有加速度的一欄。
第三幕:由高度解時間:讓學生按計數機
寫出 s = ut + ½at²,代入垂直方向:20 = 0 + ½ × 9.81 × t²,所以 t = √(40 / 9.81) = 2.02 s。這一步一定要學生自己按,因為他們會把 2h/g 與 h/2g 混淆。
按完之後追問:「如果高度變成四倍,時間變成幾多倍?」答案是兩倍,這條平方根關係是歷屆題目的常客。
按完之後追問:「如果高度變成四倍,時間變成幾多倍?」答案是兩倍,這條平方根關係是歷屆題目的常客。
學生做:自行計算並寫出單位 s,同時回答四倍高度那條追問。
第四幕:射程:時間是兩條線的橋樑
水平速度全程不變,所以射程 = 8 × 2.02 = 16.2 米。這一步的教學重點不是乘法,而是「時間由垂直方向決定,再用同一時間去算水平距離」。
用同一個 20 米高台比較 4 m/s 與 8 m/s:時間一樣是 2.02 秒,射程就由 8.1 米變成 16.2 米。學生看到「初速加倍、射程加倍、時間不變」,就明白兩條線真的獨立。
用同一個 20 米高台比較 4 m/s 與 8 m/s:時間一樣是 2.02 秒,射程就由 8.1 米變成 16.2 米。學生看到「初速加倍、射程加倍、時間不變」,就明白兩條線真的獨立。
學生做:填一張三行表(初速、時間、射程),說出哪一欄不變。
第五幕:斜拋只多一步分解
斜拋題目只是多了一步:把初速 u 拆成 u cosθ 與 u sinθ。拆完之後,垂直方向仍然用等加速方程,水平方向仍然等速,兩邊用同一個 t。
同一個初速下,45 度射程最大,約 u²/g;以 8 m/s 計就是 6.5 米,比水平拋出的 16.2 米短,因為水平拋出是把全部初速放在水平方向。這一點能防止學生背「45 度一定最遠」而忽略發射高度。
同一個初速下,45 度射程最大,約 u²/g;以 8 m/s 計就是 6.5 米,比水平拋出的 16.2 米短,因為水平拋出是把全部初速放在水平方向。這一點能防止學生背「45 度一定最遠」而忽略發射高度。
學生做:只做分解那一步,並解釋為何斜拋射程可以比水平拋出短。
04 必教題型與步驟
| 題型 | 例子 | 步驟 | 答案 |
|---|---|---|---|
| 水平拋出 | 由高台水平拋出,求落地時間與射程 | 垂直求 t,水平乘 t | 寫出兩條方程與單位 |
| 斜拋射程 | 給初速與角度,求射程 | 先分解,再解垂直時間,最後乘水平分量 | 完整代入,角度用度數 |
| 落地速度 | 求落地時速度的大小與方向 | 水平不變、垂直 v = gt,再合成 | 標明角度相對水平 |
| 圖像題 | 給 s-t 或 v-t 圖,判斷哪條線是拋體 | 水平 s-t 是直線,垂直 s-t 是拋物線 | 用斜率說明 |
合理性檢查(一定要教):合理性檢查:(1) 由 20 米落地的時間必然是 2 秒左右,若算出 0.2 秒或 20 秒即是開方出错;(2) 落地垂直速度約 19.8 m/s,比初速 8 m/s 大是正常的;(3) 射程不可能大於「初速 × 全程時間」;(4) 45 度射程最大只適用於同一高度起落,若由高台拋出,最佳角度會小於 45 度;(5) 所有答案要寫單位,速度要寫方向。
05 獨立練習三題
| 題目 | 答案 | 想觀察什麼 |
|---|---|---|
| 高台水平拋出 | 由 20 米、8 m/s 求時間與射程 | 核對 2.02 s 與 16.2 m |
| 斜拋分解 | 30 度、初速 20 m/s 求水平與垂直分量 | 核對分量與角度 |
| 落地速度 | 求上題落地速度大小 | 核對分量合成與方向 |
06 學生常見錯誤與糾正句
| 錯誤 | 學生通常這樣寫 | 導師這樣說 |
|---|---|---|
| 水平方向也代 g | 在水平方向寫 a = 9.81 | 「水平方向冇力,加速度係零。你圈住嗰個 g 只喺右邊一欄。」 |
| 2h/g 與 h/2g 混淆 | 把時間算成 √(h/2g) | 「你嗰個答案細咗一倍,開方之前睇清楚分子係 2h。」 |
| 兩邊用不同時間 | 水平用總時間、垂直用一半時間 | 「同一個球,同一刻落地,兩邊時間一定一樣。」 |
| 忘記方向 | 只寫速度 19.8 m/s | 「速度係向量,你要講埋向下或者幾多度。」 |
07 家課建議(直接指到練習卷題號)
08 離場檢查(最後 5 分鐘)
| 題目 | 答案 | 判定 |
|---|---|---|
| 分解 | 水平等速、垂直等加速 | 講不出兩欄就要重做第二節 |
| 時間 | 由高度開方求得 | 時間錯就重做第三節 |
| 方向 | 速度要寫方向 | 冇方向就重做練習三 |
09 導師常問
需要背公式嗎?
只需三條:v = u + at、s = ut + ½at²、v² = u² + 2as,其餘現場推。
空氣阻力要考慮嗎?
DSE 計算題一律忽略,論述題可以用來解釋為何實際射程較短。
斜拋最佳角度一定 45 度?
只在同高度起落成立;由高台拋出時最佳角度小於 45 度。
本頁為 TutorZone 導師備課指引,內容由 TutorZone 團隊編寫;題目與流程為原創,並非任何學校或出版社的教材。


