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文檔簡介

1、【課 題】【學習要點】1.1飛機投彈與平拋運動(學案)1、理解平拋運動及其基本運動特征2、理解伽利略對拋體運動研究的方法和結論假設。3、理解驗證伽利略假設的實驗方法和實驗原理?!局攸c難點】【自主學習】1. 理解伽利略對拋體運動研究的方法和結論假設2 .理解驗證伽利略假設的實驗方法和實驗原理。1、從飛機投彈等現(xiàn)象弄清什么是平拋運動:要點:物體的初速度在水平方向空氣阻力可以忽略(也就說物體只受重力) 特征:是一個曲線運動 是一個兩維運動(即在一個平面內(nèi)運動) 是一個變速運動2、看看伽利略是怎樣研究平拋運動的:伽利略對平拋運動進行了詳細的研究,揭示了一種研究二維iiii運動的基本方法。科學的假設:

2、他認為,做平拋運動的物體同時參與兩種運動:水平方向:物體在這個方向上不受力的作用,所以做勻速直線運動; 豎直方向:物體在這個方向上,初速為零且只受重力的作用,所以 做自由落體運動(初速為零的勻加速直線運動)他假定,這兩個方向上的運動“既不彼此影響,也不互相妨礙”。物體的實際運動就是這兩個運動的合運動。相對而言,把水平方向 和豎直方向的這兩個運動稱為合運動的兩個分運動。 對平拋運動研究的結論水平方向:做勻速直線運動,即水平位移x與時間t的一次方成正比,或這說,在相等時間內(nèi)水平方向通過的位移相等。豎直方向:做自由落體運動(初速為零的勻加速直線運動),在豎直方向通過的位移與時間的二次方成正比,即在相

3、等時間內(nèi)豎直方向通過的位移之比為1:3:5:o勻速直攀動(平拋豎落儀)再者,水平方向和豎直方向的這兩個分運動是同時開始,同時進行,又是同時結束的。伽利略據(jù)此用幾何方法做出物線,如右圖所示。3、對伽利略假設的驗證:iiii了平拋運動的軌跡,它是一條拋 理解課本p.8的演示實驗實驗觀察結果:兩球同時開始運動,兩球同時落地。可得結論:平拋運動在豎直方向的分運動與自由落體運動的位移相同,運 動時間也相同。就說平拋運動在豎直方向的分運動是自由落體運動。 利用平拋運動的頻閃照片進行研究驗證用刻度尺測量a、b兩小球在各個時刻的位移填入表中t/1 s 30012345 . ax/cm球y/cmbx/cm球y/

4、cm研究以下問題:a. 照片上小球運動的軌跡與伽利略用幾何方法得到的軌跡一樣嗎?b. b在水平方向的運動是勻速運動嗎?說明伽利略的假設是否正確?c. b在豎直方向的運動是自由落體運動嗎?伽利略的假設是否正確?(同學之間交流自己是如何得到結論的)研究的結論是:4、伽利略對平拋運動的研究對我們的啟示:研究較復雜的二維(或三維)運動時,可以將這個復雜的運動 (合運動)分解為兩個(或三個)簡單運動(分運動),通過研究簡單的分運動,就可以研究合運動的情況。【問題探究】問題1:如圖一1所示,紅蠟塊沿玻璃管勻速上升,速度為v。,若在紅蠟塊從a點上升的同 時,玻璃管沿水平方向從靜止開始做勻加速直線運動,加速度

5、為1,蠟塊的實際運動軌跡是 圖中的()a.直線apb'b.曲線aqbfc,曲線arb'd.無法確定解析:紅蠟塊同時參與兩個運動。一個是沿玻璃管在豎直方 向的勻速上升運動,它是浮力與阻力作用結果;另一個是 在水的水平力推動下的勻加速運動。實際運動是上述兩個運動的合運動。運動軌跡由兩個 分運動的位移決定。在豎直方向是勻速運動,水平方向做初速為零的勻加速運動,開始一段時間,水平速度 小于豎直速度u,水平位移小,豎直位移大。當水平速度大于豎直速度時,水平位移大于豎 直位移,軌跡應是aqbfo :.選b。問題2:在利用閃光照片驗證伽利略的假設時,關于物體在豎直方向上做自由落體運動時, 不

6、通過豎直位移的計算,能否說明物體做自由落體運動?解析:能,可以通過比較法說明。具體的方法是,在閃光照片上,只要在每一時刻做平拋運 動的物體b,與做自由落體運動的物體a,總在同一水平面上,就說明平拋運動在豎直方向 的運動和自由落體運動相同,也就是說:做平拋運動的物體,其豎直方向的分運動是自由落 體運動。【教師精講】1、合運動與分運動的關系(1)物體做合運動與物體同時參與兩個分運動具有等效性。(2)分運動與合運動及分運動之間具有同時性和等時性。(3)兩個分運動其運動具有獨立性,不會相互影響。(4)合運動的位移就等于兩個分運動位移的矢量和 合運動的速度就等于兩個分運動速度的矢量和合運動的加速度就等于

7、兩個分運動加速度的矢量和2、力的獨立作用原理:一個物體同時受到幾個力fi、f2作用,那么這幾個力將在力的方向上分別產(chǎn)生一個加速度。1、。2,度的矢量和。根據(jù)這個原理, 豎直方向的加速度, 如,上例中蠟燭所受重力與浮力在豎直方向上,且為一對平衡力(即合力為零),故豎直 方向做勻速運動,平拋運動中水平方向不受力,故水平方向做勻速運動,豎直方向上物 體只受重力,故豎直加速度為重力加速度g,同時初速度為零,故豎直方向上物體做自由 落體運動。3、關于曲線運動的基本知識(1)(2)“1=導,"2二令,而物體的實際加速度g就是這幾個分加速水平方向的力只能產(chǎn)生水平方向的加速度,豎直方向的力只能產(chǎn)生

8、不會相互影響。這也正是分運動之間具有相互獨立性的根源所在。物體運動的軌跡如果是曲線,我們就說物體做曲線運動。 物體做曲線運動的條件:同時滿足如下兩個條件:首先,物體所受合力不等于零,其次,合力的方向與速度不在同一條直線上。 換用數(shù)學語言表述,艮"物體所受合力不等于零,且其方向與初速度不在同一條直線上(3)(4)(5)做曲線運動的物體在某一時刻運動到某點,物體在該時刻的速度方向一定沿運動 軌跡在該點的切線方向上。曲線運動一定是變速運動,物體一定有加速度相對速度方向而言,曲線運動的物體所受合力在哪一側,軌跡就向哪一冊彎曲。 即合力必定在彎曲的軌跡的內(nèi)側(凹的一側)。【典型15!l題】引導

9、學生思考下面的程序練習:(1)如圖,a在空中b在光滑的水平面上,且b球在a球的正下方h處,現(xiàn)使它們以相 同的水平初速度vo同時開始運動,忽略空氣阻力,以下判 achvp 斷正確的是a. a、b兩球一定會在水平面上相遇b. a、b兩球不一定在水平面上相遇c. a落地前,b總在a的正下方d. a落地前,b可能在a的前邊,因為a的路程總比b長。(2) 如圖,a和c在空中同一水平面上,已知水平面上在兩球的下方h處,現(xiàn)使a以水 平初速度vo開始運動,同時讓c做自由落體運動,忽略空氣阻力,以下判斷正確的是a->voa. a、b兩球一定會在同一水平面上相遇b. a、b兩球不一定會相遇c. a、b兩球可

10、能會在空中同一水平面上相遇d. a、b兩球可能會在a落地時相遇(3)如圖,a和c在空中,b在光滑的水平面上且b球在a球的正下方,已知水平面 上在a球的正下方h處,現(xiàn)使a和c以相同的水平初速度vo同時開始運動,同時讓c做自 由落體運動,忽略空氣阻力,以下判斷正確的是aqvo-o-et-hb 7=c>voa. 一定會看到a、b、c三球在光滑水平面上相遇b. a、b兩球相遇的同時必定與c球相遇c. b、c兩球相遇的同時必定與a球相遇d. a、c兩球相遇的同時必定與b球相遇1 參考答案:(1) ac (2) bcd (3) c【課堂反饋】1. 試分析物體做平拋運動為什么是曲線運動。2. 將一個物

11、體沿斜向上的方向以某初速度拋出,物體的運動也是曲線運動,為什么?【達標訓練】1. 一質(zhì)點在某段時間內(nèi)做曲線運動,則在這段時間內(nèi)()a. 速度一定在不斷地改變,加速度也一定不斷地改變b. 速度一定在不斷地改變,加速度可以不變c. 速度可以不變,加速度一定不斷地改變d. 速度可以不變,加速度也可以不變2. 下列說法中正確的是()a. 曲線運動中物體的加速度一定是變化的b. 兩個勻速直線運動的合運動一定也是勻速直線運動c. 兩個分運動是直線運動,其合運動也一定是直線的d. 兩個勻變速直線運動的合運動不可能是直線的3. 下列說法中不正確的是()a. 物體在不垂直于速度方向的合外力作用下,速度大小一定變

12、化b. 物體做曲線運動不一定受到變力作用c. 物體受到變化的合外力作用時,它的速度大小一定改變d. 做曲線運動的物體,一定受到與速度不在同一直線上的外力作用4. 一人以恒定的速度渡河,當他游到河中間時河水的流速突然增加,則他游到對岸的時 間比原來過河的時間相比()a. 不變 b.增大 c.減小 d.不能確定5. 物體受到幾個力的作用而做勻速直線運動,若撤去其中一個力,其余的力不變,它可 能做()a.勻速直線運動b.勻加速直線運動c.勻減速直線運動d.曲線運動6. 一物體由靜止開始下落一小段時間后突然受一恒定水平風力的影響,但著地前一小段時間風突然停止,則其運動軌跡的情況可能是()abcd7. 如圖所示,一質(zhì)點從m點到n點作曲線運動,當它通過f點時,其速度v和加速度 。的方向可能正確

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