高中物理新課標版人教優(yōu)秀教案拋體運動的規(guī)律

1、學習必備歡迎下載3 拋體運動的規(guī)律整體設計本節(jié)課的主要內容是拋體運動的概念和規(guī)律的教學.平時生活中的一些錯誤的思維定勢會影響學生對拋體運動規(guī)律的理解.本節(jié)課從理論上通過對拋體運動位移和速度規(guī)律的分析，引導學生獨立利用已有概念探索新知識，培養(yǎng)創(chuàng)造思維和獨立學習能力.平拋運動是整個曲線運動知識的重要內容之一.采用的是運動的合成與分解的方法，它是一種研究運動的基本方法，它能將復雜的問題化為簡單的問題.其研究方法還是解決“帶電粒子在電場中偏轉運動”的重要規(guī)律之一.拋體運動（重點是平拋運動）是學生第一次應用運動的分解和合成的方法分析曲線運動的規(guī)律，對掌握研究平拋運動的方法有一定的難度，這種方法在 “力的

2、合成與分解”“運動的合成與分解”的學習中學生已有基礎，并且學生已有直線運動知識準備及牛頓第一定律、第二定律作為基礎，可以接受和深入理解用兩個運動的合成的方法討論平拋運動，實現(xiàn)知識的遷移.在教學中應讓學生主動嘗試應用這種方法來解決平拋物體運動規(guī)律這個新問題.為了讓學生能順利地掌握研究平拋運動的方法，在教師的引導下，通過日常生活中平拋運動的現(xiàn)象與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系，使學生更深入理解運動的規(guī)律.平拋運動規(guī)律的推導要從牛頓第二定律出發(fā)，先分析水平方向受力如何、豎直方向受力如何，再講水平方向的勻速直線運動、豎直方向的自由落體運動.這是因為在力學里，根據(jù)受力確定物體的運動規(guī)律，是一個基本方法.這是新教材與過

3、去教材的不同.教學重點1.平拋運動、拋體運動的特點和規(guī)律.2.用平拋運動、拋體運動規(guī)律去解答有關問題.教學難點1.讓學生能根據(jù)運動合成與分解的方法探究出平拋運動和斜拋運動的一般規(guī)律2.學習和借鑒本節(jié)課的研究方法解決實際問題.課時安排1 課時三維目標知識與技能1.會用運動的合成與分解的方法分析平拋運動.2.知道平拋運動可以看成水平方向的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動，并且這兩個運動互不影響具有獨立性.3.能應用平拋運動的規(guī)律交流討論并解決實際問題.在得出平拋運動規(guī)律的基礎上進而分析斜拋運動 .分析斜拋運動不在具體規(guī)律，而在方法.過程與方法1.學生能通過對生活事例的分析得出平拋運動的

4、定義.2.體會平拋運動規(guī)律的探究過程，體會運動的合成和分解在探究平拋運動規(guī)律中的應用.3.平拋運動的研究方法 可以用兩個簡單的直線運動來等效替代.利用已知的直線運動的規(guī)律來研究復雜的曲線運動，滲透物理學等效代換的思想.4.掌握平拋運動的研究方法的基礎上自主探究斜拋運動.情感態(tài)度與價值觀1.培養(yǎng)學生仔細觀察、認真思考、積極參與、勇于探索的精神.2.培養(yǎng)學生將所學知識應用于實踐的意識和勇氣，主動探究實現(xiàn)知識遷移課前準備.自制多媒體課件、小球教學過程學習必備歡迎下載導入新課故事導入1992年11 月15日是柯受良永生難忘的日子，這一天他創(chuàng)下了飛躍長城的壯舉，此次飛越的距離雖僅有30 米，但地勢險要，

5、落點前面是懸崖峭壁，稍不慎就會撞得粉身碎骨，因此不少人說，這是在“賭命 ”但.見他面帶笑容和自信，騎著摩托車以每小時100 碼的速度沖上斜坡，然后再加速，突然，天空中劃出一道弧線，摩托車就重重地落在接應臺上，整個過程不到 10 秒鐘，在場的觀眾看著這一驚險場面，無不目瞪口呆.就是在祖國母親的博大懷抱中，柯受良成為世界上第一個飛越長城的人，這是他人生輝煌的一個轉折點.1997年，香港回歸前夕，柯受良駕駛跑車成功飛越了黃河天塹壺口瀑布，長度達55 米.飛越當天刮著大風，第一次飛越?jīng)]有成功，但第二次成功了，其中有過很多危險的動作，但他都安全度過了，因此獲得了 “亞洲第一飛人 ”的稱號 .情景導入1.

6、沿多個角度將粉筆拋出.2.沿多個角度將紙片拋出.粉筆和紙片都是拋體運動嗎？什么是拋體運動？以一定的初速度將物體拋出，在空氣阻力可以忽略的情況下，物體所做的運動叫做拋體運動.今天我們用運動分解的觀點來分析拋體運動.3.將小球從講桌推向桌邊，小球離開講桌做的運動是平拋運動.那么，什么是平拋運動呢？平拋運動有什么規(guī)律呢？復習導入1.復習物體做直線運動的條件和做曲線運動的條件.2.復習運動的合成和分解的方法，并理解分運動與合運動的等時性和各分運動的獨立性,指出這種方法在解決復雜運動問題時的作用.3.復習如何用坐標描述做一維運動和二維運動的物體的位置和速度.4.復習勻變速直線運動規(guī)律的數(shù)學表達式.推進新

7、課演示：將粉筆以與水平方向各種夾角拋出，說明：在空氣阻力可以忽略的情況下，粉筆都在做拋體運動 .引導學生分析得出：將物體用一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運動叫做平拋運動.物體做平拋運動有兩個條件：有水平初速度;運動過程中只受重力 .請同學們想一想，平時生活中你見過平拋運動嗎？舉例說明.研究物體的運動規(guī)律就是要確定物體在任一時刻的位置和速度.一、拋體的位置首先，研究初速度為 v0 的平拋運動的位置隨時間變化的規(guī)律.教師設疑： 還能像描述勻變速直線運動那樣，用一維坐標來描述平拋物體的運動位置嗎？不能，由于拋體運動是曲線運動，至少要用二維坐標才能描述平拋物體的運

8、動.演示：貼近黑板，在黑板的平面上，用手把小球水平拋出，用粉筆記下小球離開手的位置，描出軌跡 .我們以小球離開手的位置為坐標原點，以水平拋出的方向為x 軸的方向，豎直向下的方學習必備歡迎下載向為 y 軸的方向， 建立坐標系， 并從這一瞬間開始計時 .用牛頓第二定律的觀點分析水平方向、豎直方向的力和運動的特征 .問題 1：豎直方向受什么力，有沒有加速度，有沒有初速度？水平方向受什么力，有沒有加速度，有沒有初速度？問題 2：是否可以把平拋運動看成是水平方向和豎直方向上兩個運動的合成 ,這兩個方向上的運動各有什么特點呢？結論 1：因拋出時，物體只受重力的作用，豎直方向有大小為g 的加速度，沒有初速度

9、;不受水平方向的力，所以，小球在水平方向沒有加速度，水平方向保持初速度v0 不變 .2：平拋運動可以看作水平方向的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動,并且兩個分運動與平拋運動具有等時性.平拋運動物體在任意時刻t 的位置：x=v 0t(1)y=1gt2(2)2平拋運動物體在任意時刻t 的位移： s= OPx2y 2(v0t )2(1 gt 2 ) 2.2二、拋體的軌跡例 1討論以速度 v0 水平拋出的物體的運動軌跡 .分析： 在初中數(shù)學中已經(jīng)學過，直角坐標系中的一條曲線可以用包含x、 y 的關系式來代表 .平拋運動的軌跡能否用包含x、 y 的關系式來代表呢？解答： 將（ 1）（ 2）兩

10、式消去時間 t 得到軌跡方程 y=g2x 22v0上式為拋物線方程，“拋物線 ”的名稱就是從物理來的 .課堂訓練(1) 在距地面高為 h=20 m 處，有兩個物體 A、 B，在 A 以 v0=20m/s 平拋的同時， B 物體做自由落體運動，問誰先落地（）A.A先落地B.B 先落地C.同時落在(2) 某人從一列在平直鐵軌上勻速行駛的列車上，將一物體自由地釋放于窗臺外，在不計空氣阻力的情況下，則本人看到該物體的運動軌跡是（）(3) 在上題中，若有一個人站在地面上靜止不動，則看到該物體的運動軌跡是（）學習必備歡迎下載參考 答案： (1)C(2)A(3)C自主探究如果物體拋出時的速度 v0 不沿水平

11、方向，而是斜向上方或斜向下方且僅受重力，這樣的斜拋運動怎么分析？知識拓展斜拋運動的位置問題：1.斜拋運動的物體僅受重力，水平方向的速度變化嗎？如果水平速度不變，應該有多大？2.斜拋運動與平拋運動在豎直方向上相比，有什么相同和不同？結論： 1.水平方向做速度為vx= v 0cos的勻速直線運動.2.豎直方向做初速度為vy=v0 sin豎直上拋運動或豎直下拋運動.12斜上拋運動：x=v xt=v 0cos· y=vt 0sin ·t-gt212斜下拋運動：x=vxt= v 0cos· y=vt 0sin· t+gt2三、拋體的速度要求學生畫出在平面坐標中平拋

12、運動的軌跡和速度的方向，同樣道理，先把平拋運動分解，確定兩個分運動在某時刻的速度，再將兩個分速度合成，就是平拋運動的速度.水平速度： vx=v 0豎直速度： vy=gt平拋運動的速度 :vt 的大小 vt = vx2v y2v022gh .例 2 一個物體以 10 m/s 的速度從 10m 的高度水平拋出，落地時速度的方向與地面的夾角是多少（不計空氣阻力）?分析： 物體在水平方向不受力，所以加速度為0，速度總等于初速度v0=10 m/s；在豎直方向的加速度為 g，初速度為0，可以用勻變速運動的規(guī)律 .解答： 落地時，物體在水平方向的速度vx=v 0=10 m/s.落地時豎直方向的速度記為vy,

13、在豎直方向遵循勻變速運動的規(guī)律，有vy2=2gh ，由此解出 vy=14.1 m/stan =vy/vx=1.41, =55°課堂訓練1.平拋運動物體的飛行時間由什么量決定？寫出表達式.2.平拋運動物體的水平飛行距離由什么量決定？寫出表達式.3.平拋運動物體的落地速度由什么量決定？寫出表達式.學習必備歡迎下載2h參考答案： 1.飛行時間由高度決定，表達式為:t=.g2.飛行水平距離由高度和初速度決定2h,表達式 :x=v 0.g3.落地速度由初速度和高度決定,表達式 :v=v022gh .課堂小結本節(jié)課主要內容包括： 1.拋體運動和平拋運動的概念：用一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮

14、空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運動叫做平拋運動；2. 平拋運動可以看作水平的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動.并且兩個分運動與平拋運動具有等時性 ;3.初速度為 v0 的平拋運動的位置隨時間變化的規(guī)律x=v 0t， y=gt 2/2;4.初速度為 v0 的平拋運動的速度隨時間變化的規(guī)律vx=v0 、vy=gt.本節(jié)課不僅是知識的學習，更為重要的是在已有的知識基礎上實現(xiàn)知識的遷移，靈活運用運動合成和分解的科學思維方法，將曲線運動化為直線運動，使復雜問題簡單化.布置作業(yè)教材 “問題與練習 ”第 1、 2 題板書設計3.拋體運動的規(guī)律一、拋體的位置任意一點的位置P(x,y) ，其中x

15、=vty=1 gt 22任意時刻的位移 :s= x2y 2(vt) 2(1gt 2 ) 22y1 gt 2gt2方向 tan=2vxvt二、拋體的軌跡y=g 2 x 22v0三、拋體的速度任意時刻的速度由vx=v 0,vy=gt 得 vt=v022gh四、斜拋的運動規(guī)律(斜上拋、斜下拋、斜上拋和斜下拋):處理方法：運動的合成與分解活動與探究課題：平拋運動的特點內容：自制一個能自動噴出墨水的注射器代替小鋼球，讓注射器做平拋運動的同時自動噴出墨水，在坐標紙上就記錄下注射器的運動軌跡.學習必備歡迎下載具體做法：用一次性注射器（優(yōu)點是針頭在正中，且不易摔碎）.在活塞尾端和管套端用橡皮筋拴上 , 其松緊

16、程度可調整,使抽入水后在橡皮筋的彈力作用下能自動噴出較強的水流即可了防止針管在軌道上滑動,可在針管外貼一周橡皮膏(或套上一適當?shù)哪z套).習題詳解.為1.解答：（1）摩托車能越過壕溝.摩托車做平拋運動，在豎直方向位移為y=1.5 m=1gt 222 y3經(jīng)歷時間 t=s=0.55 sg9.8在水平方向位移 x=vt=40 ×0.55 m=22 m 20 m所以摩托車能越過壕溝 .一般情況下，摩托車在空中飛行時，總是前輪高于后輪，在著地時，后輪先著地.說明： 本題的目的是讓學生學會使用平拋物體的運動規(guī)律來解決實際問題.（ 2）摩托車落地時在豎直方向的速度為vy=gt=9.80.55

17、15; m/s=5.39 m/s摩托車落地時在水平方向的速度為vx=v=40 m/s摩托車落地時的速度v= vx2vy24025.392m/s=40.36 m/s摩托車落地時的速度與豎直方向的夾角為， tan=vx/vy=40/5.39=7.42.2.解答： 該車已經(jīng)超速 .零件做平拋運動，在豎直方向位移為y=2.45 m=1 gt 222 y4.9s=0.71 s經(jīng)歷時間 t=9.8g在水平方向位移 x=vt=13.3 m零件做平拋運動的初速度為v=x/t=13.3/0.71 m/s=18.7 m/s=67.4 km/h 60 km/h所以該車已經(jīng)超速 .3.解答 :（ 1）讓小球從斜面上某

18、一位置A 無初速釋放；測量小球在地面上的落點P 與桌子邊沿的水平距離 x；測量小球在地面上的落點P 與小球靜止在水平桌面上時球心的豎直距離y.小球離開桌面的初速度為v= xg.2y（ 2）測量鋼球在斜面上開始滾下的位置相對桌面的高度h，鋼球開始的重力勢能為mgh，如認為滾到桌面的動能為1 mv2 ，由機械能守恒定律mgh=1 mv2 ，所以鋼球速度v2 = 2gh .對22比這兩個速度發(fā)現(xiàn)v1 v2，這是因為鋼球滾到桌面時的動能除有向前運動的動能外，還有轉動的動能，鋼球的重力勢能有一部分轉化成鋼球轉動的動能，不計算這部分動能而認為1 mv2 =mgh 使 v2 值偏大 .2說明： 本題討論鋼球

19、從桌面滾下按機械能守恒定律求速度v2 造成的誤差大，只要求學生聯(lián)系實際知道這是因為沒有考慮鋼球的轉動動能造成的，教學中不需要進一步討論下面列舉我們對本題所做的實驗和數(shù)據(jù)作參考.實驗儀器：平拋實驗器.小球參數(shù)：鋼球直徑17.486 mm （用千分尺測量） ；鋼球質量21.8 g.學習必備歡迎下載實驗方法：描繪平拋曲線，用平拋曲線求出小球水平拋出的初速度v=1.10 m/s 1.14 m/s.將斜槽軌道從平拋實驗器上拆下，用鐵架臺夾持，調節(jié)出口水平，在小球水平出口B 處安裝光電門， 測量小球在水平出口B 處的擋光時間t. 用千分尺或游標卡尺測出小球的直徑D，算出小球的平均速度作為B 位置的瞬時速度v=1.