新教材物理人教版 必修第二冊(cè)教案《5拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律》

新教材物理人教版（2019）必修第二冊(cè)《5.4拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)：（一）知識(shí)與技能1．掌握平拋運(yùn)動(dòng)的一般研究方法。2．掌握平拋運(yùn)動(dòng)的位移與速度。3．了解斜拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和分析方法。4．掌握平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，會(huì)用平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)處理實(shí)際問題。（二）過程與方法1．掌握平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，能夠運(yùn)用平拋規(guī)律解決有關(guān)問題．2．通過例題分析再次體會(huì)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀1．有參與實(shí)驗(yàn)總結(jié)規(guī)律的熱情，從而能更方便地解決實(shí)際問題．2．通過實(shí)踐，鞏固自己所學(xué)的知識(shí)．教學(xué)重難點(diǎn)：重點(diǎn)：1．分析歸納拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。難點(diǎn)：1．應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)分析歸納拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。教學(xué)過程：一、導(dǎo)入新課：在排球比賽中，你是否曾為排球下網(wǎng)或者出界而感到惋惜？如果運(yùn)動(dòng)員沿水平方向擊球，在不計(jì)空氣阻力的情況下，要使排球既能過網(wǎng)，又不出界，需要考慮哪些因素？如何估算球落地時(shí)速度大?。慷?、講授新課： （一）平拋運(yùn)動(dòng)的速度【教師提問】上節(jié)我們學(xué)習(xí)了平拋運(yùn)動(dòng)，同學(xué)們回憶下什么是平拋運(yùn)動(dòng)？【學(xué)生回答】物體以一定的初速度沿水平方向拋出，只受重力作用的曲線運(yùn)動(dòng)叫平拋運(yùn)動(dòng)。【教師提問】做平拋運(yùn)動(dòng)需要具備什么條件？【學(xué)生回答】①初速度沿水平方向②只受重力作用【教師提問】平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是什么？【學(xué)生回答】平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)?！窘處熖釂枴科綊佭\(yùn)動(dòng)受力有什么特點(diǎn)？【學(xué)生回答】水平方向：不受力；豎直方向：僅受重力?！窘處熖釂枴垦芯科綊佭\(yùn)動(dòng)用什么方法？【學(xué)生回答】【思考討論】一物體以初速度v0水平拋出，不計(jì)空氣阻力，經(jīng)過時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)，求此時(shí)P的速度？以初速度v0的方向?yàn)閤軸方向，豎直向下的方向?yàn)閥軸方向，建立平面直角坐標(biāo)系1．水平方向的速度分析（1）由于物體受到的重力是豎直向下的，它在x方向的分力是0，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，物體在x方向的加速度是0，所以水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。（2）由于物體在x方向的分速度vx在運(yùn)動(dòng)開始的時(shí)候是v0，所以它將保持v0不變，與時(shí)間t無關(guān)，即：vx=v0。2．豎直方向上的速度（1）在y方向受到的重力等于mg。以a表示物體在y方向的加速度，應(yīng)用牛頓第二定律，得到mg＝ma，所以a＝g，即物體在豎直方向的加速度等于自由落體加速度。（2）物體的初速度v0沿x方向，它在y方向的分速度是0，所以，物體在y方向的分速度vy與時(shí)間t的關(guān)系是：vy＝gt3．平拋運(yùn)動(dòng)的速度根據(jù)矢量運(yùn)算法則，由勾股定理可知：速度大小速度的方向（二）平拋運(yùn)動(dòng)的位移與軌跡【思考討論】一物體以初速度v0水平拋出，不計(jì)空氣阻力，經(jīng)過時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)，求此時(shí)P的位移？1．水平方向的位移根據(jù)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)：由vx＝v0得x=v0t2．豎直方向上的位移根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可知，做平拋運(yùn)動(dòng)的物體的豎直分位移與時(shí)間的關(guān)系是：y=gt2/23．位移大小4．位移方向：5．平拋軌跡由x=v0t（1）y=gt2/2（2）物體的位置是用它的坐標(biāo)x、y描述的，所以，（1）（2）兩式確定了物體在任意時(shí)刻t的位置和位移。物體的位置和位移可以由x、y確定，物體的軌跡方程也可以由x、y確定。從（1）式解出t＝v0/x，代入（2）式，得到：在這個(gè)式子中，自由落體加速度g、物體的初速度v0都是常量，也就是說，這個(gè)量與x、y無關(guān)，因此（3）式具有y＝ax2的形式。根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，它的圖像是一條拋物線。【教師總結(jié)】平拋運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)結(jié)論：（1）動(dòng)時(shí)間t=，即物體在空中的飛行時(shí)間僅取決于下落的高度，與初速度v0無關(guān)。（2）地的水平距離x=v0，即落地的水平距離與初速度v0和下落高度h有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)。（3）地速度v=，即落地速度也只與初速度v0和下落高度h有關(guān)。（4）做平拋（或類平拋）運(yùn)動(dòng)的物體，設(shè)其末速度方向與水平方向的夾角為α，位移方向與水平方向的夾角為θ，則在任意時(shí)刻、任意位置有tanα=2tanθ。（5）做平拋（或類平拋）運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線一定通過此時(shí)水平位移的中點(diǎn)。平拋運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用：分析思路：（1）選取研究對(duì)象。（2）通過受力分析和運(yùn)動(dòng)分析，建立物理模型。（3）建立直角坐標(biāo)系，將平拋運(yùn)動(dòng)的合速度（或合位移）分解（知道合速度大小或方向分解速度、知道合位移大小或方向分解位移）。（4）列式求解（抓住步驟3兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等這一關(guān)鍵條件）。平拋運(yùn)動(dòng)中的臨界與極值問題：（1）通過關(guān)鍵詞來判斷臨界點(diǎn)、極值點(diǎn)①有些題目中有“剛好”“恰好”“正好”等字眼，明顯表明題述的過程中存在著臨界點(diǎn)。②若題目中有“取值范圍”“多長(zhǎng)時(shí)間”“多大距離”等詞語(yǔ)，表明題述的過程中存在著“起止點(diǎn)”，而這些“起止點(diǎn)”往往就是臨界點(diǎn)。③若題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明題述的過程中存在著極值，這些極值點(diǎn)也往往是臨界點(diǎn)。（2）分析處理方法①確定臨界狀態(tài)及臨界軌跡，并由此列出符合臨界條件的物理方程。②注意恰當(dāng)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)分析求解臨界與極值問題。（三）一般的拋體運(yùn)動(dòng)【教師引導(dǎo)】如果物體拋出時(shí)的速度不是沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方的(這種情況稱為斜拋)，它的受力情況是什么樣的?加速度又如何?【學(xué)生討論】它的受力情況與平拋完全相同，即在水平方向仍不受力，加速度仍是0；在豎直方向仍只受重力，加速度仍為g．【教師提問】實(shí)際上物體以初速度v沿斜向上或斜向下方拋出，物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)，如何表示?與平拋是否相同?【學(xué)生回答】斜拋運(yùn)動(dòng)沿水平方向和豎直方向初速度與平拋不同，分別是vx=vcosθ和vy=sinθ.由于物體運(yùn)動(dòng)過程中只受重力，所以水平方向速度vx=vcosθ保持不變，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；而豎直方向上因受重力作用，有豎直向下的重力加速度g，同時(shí)有豎直向上的初速度vy=sinθ，因此做勻減速運(yùn)動(dòng)(是豎直上拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)初速度向斜下方，豎直方向的分運(yùn)動(dòng)為豎直下拋運(yùn)動(dòng))，當(dāng)速度減小到0時(shí)物體上升到最高點(diǎn)，此時(shí)物體由于還受到重力，所以仍有一個(gè)向下的加速度g，將開始做豎直向下的加速運(yùn)動(dòng)．因此，斜拋運(yùn)動(dòng)可以看成是水平方向速度為vx=vcosθ的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向初速度為vy=sinθ的豎直上拋或豎直下拋運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)．【教師引導(dǎo)】斜拋運(yùn)動(dòng)分斜上拋和斜下拋(由初速度方向確定)兩種，下面以斜上拋運(yùn)動(dòng)為例討論．斜拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是什么?【學(xué)生回答】特點(diǎn)：加速度a=g，方向豎直向下，初速度方向與水平方向成一夾角θ斜向上，θ＝90°時(shí)為豎直上拋或豎直下拋運(yùn)動(dòng)θ=0°時(shí)為平拋運(yùn)動(dòng)．【教師引導(dǎo)】常見的處理方法：①將斜上拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)，這樣有由此可以得到哪些特點(diǎn)?【師生總結(jié)】由此可得如下特點(diǎn)：a．斜向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與斜向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等；b.從軌道最高點(diǎn)將斜拋運(yùn)動(dòng)分為前后兩段具有對(duì)稱性，如同一高度上的兩點(diǎn)，速度大小相等，速度方向與水平線的夾角相同．②將斜拋運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的斜向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，用矢量合成法則求解．③將沿斜面和垂直斜面方向作為x、y軸，分別分解初