人教版高中物理必修第二冊(cè)第五章曲線運(yùn)動(dòng)

第五章曲線運(yùn)動(dòng)5.1曲線運(yùn)動(dòng)目錄CONTENTS1

學(xué)習(xí)目標(biāo)2

新課導(dǎo)入3

新課講解4

課堂小結(jié)5

當(dāng)堂小練

1.通過觀察生活中的曲線運(yùn)動(dòng)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,知道做曲線運(yùn)動(dòng)的物體在某點(diǎn)的速度方向沿曲線在該點(diǎn)的切線方向,發(fā)展對(duì)速度矢量性的認(rèn)識(shí),從而知道曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。培養(yǎng)觀察能力和分析總結(jié)能力,體會(huì)用極限思想從理論角度分析曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向.2.通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行科學(xué)推理,得出物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件,會(huì)根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡判斷做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力或加速度的大致方向,深化對(duì)力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí).學(xué)習(xí)目標(biāo)觀察下列物體的運(yùn)動(dòng)情況，想想按照軌跡可將運(yùn)動(dòng)分為幾類？①50米短跑②汽車在平直公路上行駛③衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)軌跡④籃球的運(yùn)動(dòng)軌跡直線曲線新課引入

直線運(yùn)動(dòng)與曲線運(yùn)動(dòng)的概念我們可以將運(yùn)動(dòng)按運(yùn)動(dòng)軌跡分為兩類：運(yùn)動(dòng)軌跡是直線的，我們把它稱為直線運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線的，我們把它稱為曲線運(yùn)動(dòng)。

提出問題到目前為止，我們只研究了物體沿著一條直線的運(yùn)動(dòng)。實(shí)際上，自然界中的曲線運(yùn)動(dòng)是很常見的。運(yùn)動(dòng)員奮力投球，籃球沿著一條優(yōu)美的弧線進(jìn)入籃筐；億萬(wàn)年來地球在接近圓形的軌道上繞太陽(yáng)時(shí)刻不停地公轉(zhuǎn)。拋出的籃球、公轉(zhuǎn)的地球，它們運(yùn)動(dòng)的都是曲線運(yùn)動(dòng)。我們?cè)鯓友芯壳€運(yùn)動(dòng)呢？我的疑惑！物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件02新課講解曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向01一、曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向觀察視頻，你能不能說清楚：砂輪打磨下來的熾熱微粒沿著什么方向運(yùn)動(dòng)？視頻：砂輪打磨下來的熾熱微粒的運(yùn)動(dòng)方向一、曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向從以上視頻中我們可以得出什么猜想？猜想：曲線運(yùn)動(dòng)物體在某點(diǎn)的速度方向沿曲線在該點(diǎn)的切線方向。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：在水平桌面上放一張白紙，白紙上擺一條由幾段稍短的弧形軌道組合而成的彎道。使表面沾有紅色印泥的鋼球以一定的初速度從彎道的C端滾入，鋼球從出球在A、B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向。離開后會(huì)在白紙上留下一條運(yùn)動(dòng)的痕跡，白紙上的印跡與軌道(曲線)有什么關(guān)系？結(jié)論：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)速度方向,沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向。一、曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向1.曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)速度方向,沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向。做一做，想一想：找出以下運(yùn)動(dòng)軌跡上A、B、C三點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向，思考運(yùn)動(dòng)方向是否一樣，你能得出什么結(jié)論？ABC結(jié)論：曲線運(yùn)動(dòng)上每一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向都不一樣！一、曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向2.曲線運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)：

速度是矢量,既有大小,又有方向.質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),速度的方向時(shí)刻發(fā)生變化,因此曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。拓展：認(rèn)識(shí)變速運(yùn)動(dòng)變速運(yùn)動(dòng)勻變速運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)二、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件牛頓第一定律：任何物體都保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),直到受到其它物體的作用力迫使它改變這種狀態(tài)為止。您還記得牛頓第一定律的內(nèi)容是什么嗎?曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)的加速度不為零曲線運(yùn)動(dòng)所受合外力不為零物體如何才能做曲線運(yùn)動(dòng)？二、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件觀看視頻，總結(jié)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。二、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：(1)動(dòng)力學(xué)條件

合力的方向與速度方向不在同一條直線上.這包含三個(gè)方面的內(nèi)容:

①初速度不為0;②合力不為0;③合力與速度方向不共線。(2)運(yùn)動(dòng)學(xué)條件

加速度的方向與速度方向不在同一條直線上.二、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件2.曲線運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：曲線運(yùn)動(dòng)中物體的軌跡一定處于速度方向和所受合力方向之間，并且合力一定指向軌跡凹側(cè)。AvF

3.速度與合力夾角的關(guān)系：合力方向與速度方向的夾角為銳角時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng),速率越來越大;合力方向與速度方向的夾角為直角時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng),速率不變;合力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng),速率越來越小。曲線運(yùn)動(dòng)速度方向曲線運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)曲線運(yùn)動(dòng)的條件曲線運(yùn)動(dòng)的速度曲線運(yùn)動(dòng)的條件曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)曲線合力和速度夾角關(guān)系課堂小結(jié)1.如圖,籃球沿優(yōu)美的弧線穿過籃筐,圖中能正確表示籃球在相應(yīng)點(diǎn)速度方向的是 (

)A.v1

B.v2

C.v3

D.v4C【解析】依據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)特征可知:物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),任意時(shí)刻的速度方向是曲線上該點(diǎn)的切線方向,所以圖中能正確表示籃球在相應(yīng)點(diǎn)速度方向的只有v3,故C項(xiàng)正確。當(dāng)堂小練2.如圖所示，物體沿曲線由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)，關(guān)于物體在ab段的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（

）A.物體的速度可能不變B.物體的加速度可能為零DC.a點(diǎn)的速度方向由a指向bD.該運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)【解析】做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向時(shí)刻改變，即使速度大小不變，速度方向也在不斷發(fā)生變化，故速度一直在變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度在變化，加速度必定不為零，B項(xiàng)錯(cuò)誤；a點(diǎn)的速度方向沿a點(diǎn)的切線方向，C項(xiàng)錯(cuò)誤；做曲線運(yùn)動(dòng)的物體一定是變速運(yùn)動(dòng)，D項(xiàng)正確.D3、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是（）A.物體所受合外力為恒力B.物體所受合外力為變力C.物體所受合外力的方向與速度的方向不在同一條直線上D.物體所受合外力的方向與加速度的方向不在同一條直線上【解析】A、B錯(cuò)，C對(duì)：當(dāng)合外力的方向與速度方向不在同一條直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)，合外力可以是恒力，也可以是變力。D錯(cuò)：由牛頓第二定律可知合外力的方向與加速度的方向始終相同。C4.(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的物體在四個(gè)共點(diǎn)力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度方向與力F1、F3的方向恰好在同一直線上，則下列說法正確的是()A.若只撤去F1，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.若只撤去F3，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.若只撤去F2，物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D.若只撤去F4，物體做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)【解析】平衡狀態(tài)下的物體撤去哪個(gè)力，合力就沿著撤去的力的反方向，合力方向與速度方向的夾角為銳角時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng),速率越來越大;合力方向與速度方向的夾角為直角時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng),速率不變;合力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng),速率越來越小。AC5.一質(zhì)點(diǎn)在光滑水平面上以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)突然受到一個(gè)與v0在同一水平面的恒力F的作用，圖中a、b、c、d表示質(zhì)點(diǎn)此后的一小段運(yùn)動(dòng)軌跡，其中不正確的是（）A

B

C

D【解析】質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合外力F一定指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)，軌跡趨于力的方向，但與恒力F的方向不會(huì)平行，也不會(huì)相交。

C

第五章曲線運(yùn)動(dòng)5.2

運(yùn)動(dòng)的合成與分解目錄CONTENTS1

學(xué)習(xí)目標(biāo)2

新課導(dǎo)入3

新課講解4

課堂小結(jié)5

當(dāng)堂小練1.探究合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。2.利用平面直角坐標(biāo)系定量研究蠟塊運(yùn)動(dòng)的速度、位移和軌跡。3.探究合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡。4.應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解研究曲線運(yùn)動(dòng)。學(xué)習(xí)目標(biāo)若人在河中始終保持頭朝正前方游向?qū)Π?，你認(rèn)為他會(huì)在對(duì)岸的正前方到達(dá)，還是會(huì)偏向上游或下游？為什么？思考：對(duì)類似上述的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該怎樣分析呢？新課導(dǎo)入合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)01運(yùn)動(dòng)的合成與分解02運(yùn)動(dòng)的合成與分解的實(shí)例03新課講解一、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)討論怎樣在平面直角坐標(biāo)系中研究物體的運(yùn)動(dòng)，我們將以蠟塊的運(yùn)動(dòng)為例做個(gè)實(shí)驗(yàn)：在一端封閉、長(zhǎng)約1m的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一個(gè)紅蠟做的小圓柱體A，將玻璃管的開口端用橡膠塞塞緊。把玻璃管倒置（圖乙），蠟塊A沿玻璃管上升。如果在玻璃管旁邊豎立一把刻度尺，可以看到，蠟塊上升的速度大致不變，即蠟塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)。在蠟塊勻速上升的同時(shí)，將玻璃管緊貼著黑板沿水平方向向右勻速移動(dòng)（圖丙），觀察蠟塊的運(yùn)動(dòng)情況。演示實(shí)驗(yàn)：觀察蠟塊的運(yùn)動(dòng)一、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，蠟塊既向上做勻速運(yùn)動(dòng)，又由于玻璃管的移動(dòng)向右做勻速運(yùn)動(dòng)，在黑板的背景前我們看到蠟塊向右上方運(yùn)動(dòng)。那么，蠟塊向右上方的這個(gè)運(yùn)動(dòng)是什么樣的運(yùn)動(dòng)呢？要想定量地研究蠟塊的運(yùn)動(dòng)，就要建立坐標(biāo)系，具體分析。我們以蠟塊開始勻速運(yùn)動(dòng)的位置為原點(diǎn)O，以水平向右的方向和豎直向上的方向分別為x軸和y軸的方向，建立平面直角坐標(biāo)系。1.建立直角坐標(biāo)系一、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)2.蠟塊運(yùn)動(dòng)的軌跡要確定蠟塊運(yùn)動(dòng)的軌跡，首先要確定任意時(shí)刻蠟塊的位置。我們?cè)O(shè)法寫出蠟塊的坐標(biāo)隨時(shí)間變化的關(guān)系式。蠟塊x坐標(biāo)的值等于它與y軸的距離，y坐標(biāo)的值等于它與x軸的距離。若以vx表示玻璃管向右移動(dòng)的速度，以vy表示蠟塊沿玻璃管上升的速度，則有一、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)2.蠟塊運(yùn)動(dòng)的軌跡在數(shù)學(xué)上，關(guān)于x、y兩個(gè)變量的關(guān)系式可以描述一條曲線（包括直線），而在上面x、y的表達(dá)式中，除了x、y之外還有一個(gè)變量t，我們可以從中消去t，這樣就得到由于vx和vy都是常量，所以vx、vy也是常量，可見

代表的是一條過原點(diǎn)的直線，也就是說，蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線。一、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)3.蠟塊運(yùn)動(dòng)的速度速度v與vx、vy的關(guān)系已經(jīng)在圖中形象地標(biāo)出，因此可以根據(jù)勾股定理寫出它們之間的關(guān)系根據(jù)三角函數(shù)的知識(shí)，從圖中還可以確定速度v的方向，即用速度矢量v與x軸正方向的夾角θ來表示，它的正切為一、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)4.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)（1）合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)概念一個(gè)物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的效果跟另外兩個(gè)運(yùn)動(dòng)共同產(chǎn)生的效果相同,這一物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)叫做這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做這以實(shí)際運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)。（2）合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：b:獨(dú)立性---各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行，互不影響；c:等效性----各分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律疊加起來和合運(yùn)動(dòng)的規(guī)律等效。a:等時(shí)性---合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間相等；二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解1.運(yùn)動(dòng)的合成與分解合運(yùn)動(dòng)分運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)的分解2.分解方法

根據(jù)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果分解，也可以正交分解。3.遵循規(guī)律

平行四邊形法則vxvyv二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解【例題】某商場(chǎng)設(shè)有步行樓梯和自動(dòng)扶梯，步行樓梯每級(jí)的高度是0.15m，自動(dòng)扶梯與水平面的夾角為30°，自動(dòng)扶梯前進(jìn)的速度是0.76m/s。有甲、乙兩位顧客，分別從自動(dòng)扶梯和步行樓梯的起點(diǎn)同時(shí)上樓，甲在自動(dòng)扶梯上站立不動(dòng)，乙在步行樓梯上以每秒上兩個(gè)臺(tái)階的速度勻速上樓。哪位顧客先到達(dá)樓上？如果該樓層高4.56m，甲上樓用了多少時(shí)間？解：如圖所示，甲在豎直方向的速度

乙在豎直方向的速度

因此v甲y>v乙,甲先到樓上。

甲比乙先到達(dá)樓上，甲上樓用了12s。三、運(yùn)動(dòng)的合成與分解的實(shí)例1、小船渡河模型示例：河寬L＝100m，水速v水＝3m/s，船在靜水中的速度v船＝5m/s，讓船頭與岸垂直出發(fā)，小船能否行駛到河正對(duì)岸？求小船過河的時(shí)間為多少？Lv水V船三、運(yùn)動(dòng)的合成與分解的實(shí)例1、小船渡河模型示例：河寬L＝100m，水速v水＝3m/s，船在靜水中的速度v船＝5m/s，讓船頭與岸垂直出發(fā)，小船能否行駛到河正對(duì)岸？求小船過河的時(shí)間為多少？L沿水流方向位移與岸垂直位移v水V船V合三、運(yùn)動(dòng)的合成與分解的實(shí)例1、小船渡河模型上述問題中小船過河能比20s更短嗎，為什么？（1）小船渡河時(shí)間最短

小船渡河的時(shí)間最短，那么船在實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)使船頭正對(duì)河岸行駛，如圖甲所示，此時(shí)渡河時(shí)間為（d為河寬）三、運(yùn)動(dòng)的合成與分解的實(shí)例怎樣才能小船過河的位移最短呢？示例：河寬L＝100m，水速v水＝3m/s，船在靜水中的速度v船＝5m/s，問：船如何過河位移最短？此時(shí)船頭方向與岸所成角度為多少？L垂直過河位移最短θ船頭與上游岸成5301、小船渡河模型三、運(yùn)動(dòng)的合成與分解的實(shí)例示例：河寬L＝100m，水速v水＝5m/s，船在靜水中的速度v船＝3m/s，問：小船還能垂直過河嗎？此種情況下若使小船過河位移最短，應(yīng)如何設(shè)計(jì)？1、小船渡河模型L三、運(yùn)動(dòng)的合成與分解的實(shí)例1、小船渡河模型

渡河最短時(shí)間：

渡河最短位移：

三、運(yùn)動(dòng)的合成與分解的實(shí)例2.巧解關(guān)聯(lián)速度問題（1）“關(guān)聯(lián)速度”特點(diǎn)：用繩、桿相牽連的物體，在運(yùn)動(dòng)過程中，兩物體的速度通常不同，但物體沿繩或桿方向的速度分量大小相等。常見的模型：丙丁甲乙三、運(yùn)動(dòng)的合成與分解的實(shí)例（2）常用的解題思路和方法先確定合運(yùn)動(dòng)的方向（物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的方向），然后分析這個(gè)合運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的實(shí)際效果（一方面是使繩或桿伸縮的效果，另一方面是使繩或桿轉(zhuǎn)動(dòng)的效果）。確定兩個(gè)分速度的方向（沿繩或桿方向的分速度和垂直于繩或桿方向的分速度）。按平行四邊形定則將合速度進(jìn)行分解，畫出速度分解圖。根據(jù)三角形的邊角關(guān)系解三角形得到分速度大小。注意：還可以依據(jù)速度投影定理分析，盡管不可伸長(zhǎng)的桿或繩各點(diǎn)速度不同，但它們各點(diǎn)速度沿桿或繩方向的投影相同。2.巧解關(guān)聯(lián)速度問題運(yùn)動(dòng)的合成與分解合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解運(yùn)動(dòng)的合成與分解的實(shí)例運(yùn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)的分解小船過河模型巧解關(guān)聯(lián)速度問題課堂小結(jié)1.已知蠟塊在水平方向的速度為vx=4m/s，在豎直方向的速度為vy=3cm/s，求蠟塊運(yùn)動(dòng)的速度.θ當(dāng)堂小練2.如圖甲所示，在長(zhǎng)約1m的一端封閉的玻璃管中注滿清水，水中放一個(gè)圓柱形的紅蠟塊R，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊，將此玻璃管迅速豎直倒置(如圖乙所示)，紅蠟塊R就沿玻璃管由管口A上升到管底B.若在將玻璃管豎直倒置、紅蠟塊從A端上升的同時(shí)，將玻璃管向右水平移動(dòng)(如圖丙→丁所示)，直至紅蠟塊上升到管底B的位置(如圖丁所示)．描出紅蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖戊所示，則紅蠟塊和玻璃管的運(yùn)動(dòng)情況不可能是(

)A．紅蠟塊沿玻璃管向上做勻速運(yùn)動(dòng)，玻璃管向右做勻減速運(yùn)動(dòng)B．紅蠟塊沿玻璃管向上做勻速運(yùn)動(dòng)，玻璃管向右做勻加速運(yùn)動(dòng)C．紅蠟塊沿玻璃管向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，玻璃管向右做勻速運(yùn)動(dòng)D．紅蠟塊沿玻璃管向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，玻璃管向右做勻減速運(yùn)動(dòng)B3.一物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律是x＝3t＋3t2m，y＝4t＋4t2m，則下列說法中正確的是(

)A．物體在x軸和y軸方向上都是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．物體的合運(yùn)動(dòng)是初速度為5m/s、加速度為5m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．物體的合運(yùn)動(dòng)是初速度為5m/s、加速度為10m/s2的勻變速直線運(yùn)動(dòng)D．物體的合運(yùn)動(dòng)是加速度為10m/s2的曲線運(yùn)動(dòng)C4.如圖所示，小船沿直線AB過河，船頭始終垂直于河岸。若水流速度增大，為保持航線不變，下列說法中正確的是(

)A.

增大船速，過河時(shí)間不變B.

增大船速，過河時(shí)間縮短C.

減小船速，過河時(shí)間變長(zhǎng)D.

減小船速，過河時(shí)間不變B5.如圖所示，牽引車通過一定滑輪可將重物從豎井中提出，當(dāng)牽引車勻速向右行駛時(shí)，重物將（）

A.勻速上升B.加速上升

C.減速上升D.無(wú)法確定B第五章曲線運(yùn)動(dòng)5.3實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律目錄CONTENTS1

學(xué)習(xí)目標(biāo)2

新課導(dǎo)入3

新課講解4

當(dāng)堂小練1．知道拋體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)，知道用運(yùn)動(dòng)分解的方法研究平拋運(yùn)動(dòng)。2.會(huì)用實(shí)驗(yàn)的方法描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。3．會(huì)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，研究平拋運(yùn)動(dòng)水平和豎直分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。4．了解科學(xué)探究中獲取數(shù)據(jù)及處理數(shù)據(jù)的辦法。學(xué)習(xí)目標(biāo)你是否參與過拋鉛球、打籃球運(yùn)動(dòng)，鉛球與籃球的運(yùn)動(dòng)有什么共同特點(diǎn)？拋出后物體的受力情況如何？新課導(dǎo)入010302平拋運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)的研究思路平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究新課講解一、平拋運(yùn)動(dòng)1.拋體運(yùn)動(dòng)物體以一定的速度將物體拋出，在空氣阻力可以忽略的情況下，物體只受重力的作用，這時(shí)的運(yùn)動(dòng)叫作拋體運(yùn)動(dòng)。2.平拋運(yùn)動(dòng)將物體用一定的初速度沿水平方向拋出，且只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng)。一、平拋運(yùn)動(dòng)3.平拋運(yùn)動(dòng)條件：①初速度沿水平方向；

②只受重力的作用。G4.性質(zhì)：①初速度沿水平方向

②只受重力作用

③運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線勻變速曲線運(yùn)動(dòng)沿桌面飛出的小球水平拋出的石子平拋運(yùn)動(dòng)為曲線，我們應(yīng)該怎么采用什么樣的思路來研究呢？初速度受力情況運(yùn)動(dòng)情況水平方向豎直方向0G自由落體運(yùn)動(dòng)V0不受力勻速直線運(yùn)動(dòng)二、平拋運(yùn)動(dòng)的研究思路思路：運(yùn)動(dòng)的合成與分解。我們?cè)鯓臃纸馄綊佭\(yùn)動(dòng)可以簡(jiǎn)化研究過程呢？三、平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)一：探究平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向分運(yùn)動(dòng)性質(zhì)（1）實(shí)驗(yàn)器材：平拋豎落儀（2）實(shí)驗(yàn)步驟①用小錘擊打彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，做平拋運(yùn)動(dòng)，同時(shí)B球被釋放，自由下落，做自由落體運(yùn)動(dòng)。②A、B兩球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)。注意傾聽它們落地的聲音。③分別改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度，多次重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有什么變化。（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)論平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)。（3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象兩球同時(shí)落地并發(fā)出一個(gè)聲音。實(shí)驗(yàn)一：探究平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向分運(yùn)動(dòng)性質(zhì)三、平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)二：探究平拋運(yùn)動(dòng)水平方向分運(yùn)動(dòng)等時(shí)性

如圖所示的裝置．兩個(gè)相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，將兩個(gè)小球拿到相同高度，同時(shí)釋放，使兩小球同時(shí)以相同的初速度v0分別從軌道M、N的末端．實(shí)驗(yàn)可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是__________________．僅僅改變弧形軌道M的高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明__________________________________．

小球P、Q撞擊到一起

平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)三、平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)二：探究平拋運(yùn)動(dòng)水平方向分運(yùn)動(dòng)等時(shí)性三、平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)三：探究平拋運(yùn)動(dòng)水平方向分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)1.實(shí)驗(yàn)器材平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器、白紙（坐標(biāo)紙）、復(fù)寫紙、磁條、重錘、細(xì)線、三角板、鉛筆、刻度尺。MN三、平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)三：探究平拋運(yùn)動(dòng)水平方向分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)擋板（傾斜）斜槽背板白紙、復(fù)寫紙鋼球鉛垂線平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器三、平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究2、實(shí)驗(yàn)步驟(1)安裝調(diào)整斜槽：將描跡記錄紙襯墊一張復(fù)寫紙，緊貼記錄面板用壓紙板固定在豎直面板上，在木板的左上角固定斜槽，并使其末端保持水平;(2)調(diào)整木板：用懸掛在槽口的鉛垂線把木板調(diào)整到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直面平行且靠近，固定好木板；(3)確定坐標(biāo)軸：把小球放在槽口處，用鉛筆記下小球在槽口時(shí)球心在木板上的水平投影點(diǎn)O，O即為坐標(biāo)原點(diǎn)，再利用鉛垂線在紙上畫出通過O點(diǎn)的豎直線，即y軸，過O點(diǎn)垂直y

軸畫出x

軸;實(shí)驗(yàn)三：探究平拋運(yùn)動(dòng)水平方向分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)三、平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)三：探究平拋運(yùn)動(dòng)水平方向分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)(4)調(diào)整接球擋板：把接球擋板拉到最上方一格的位置。

(5)確定小球釋放點(diǎn)：選擇一個(gè)小球在斜槽上合適的位置由靜止釋放，以一定的初速度由軌道的平直部分水平拋出。(6)描繪運(yùn)動(dòng)軌跡：落的鋼球打在向面板傾斜的接球擋板上，同時(shí)在面板上留下一個(gè)印跡點(diǎn)。再將接球擋板向下拉一格，重復(fù)上述操作方法，打出第二個(gè)印跡點(diǎn)，如此繼續(xù)下拉接球擋板，直至最低點(diǎn)，即可得到平拋的鋼球下落時(shí)的一系列跡點(diǎn)。三、平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究思考1：安裝斜槽時(shí)要保持斜槽抹點(diǎn)水平為什么？思考2：如何驗(yàn)證平板豎直?利用鉛垂線，調(diào)節(jié)背板，使其與鉛垂線平行。保持小球到達(dá)斜槽末端時(shí)速度方向水平。思考3：如何保證每次實(shí)驗(yàn)v0相同？小球每次從相同位置釋放。實(shí)驗(yàn)三：探究平拋運(yùn)動(dòng)水平方向分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)三、平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)三：探究平拋運(yùn)動(dòng)水平方向分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)思考4：斜面軌道光滑對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響嗎？為什么？無(wú)關(guān)，只要保證初速度相等即可。小球在槽口時(shí)球心在木板上的水平投影點(diǎn)O,即為坐標(biāo)原點(diǎn)，坐標(biāo)紙?jiān)c(diǎn)和該點(diǎn)對(duì)應(yīng)，坐標(biāo)紙y軸方向與鉛垂線平行。思考5：如何確定小球平拋的拋出點(diǎn)？三、平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究思考6：根據(jù)得到的實(shí)驗(yàn)軌跡點(diǎn)，如何描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡？用平滑曲線連接各軌跡點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)三：探究平拋運(yùn)動(dòng)水平方向分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)三、平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究3.數(shù)據(jù)處理（1）如何準(zhǔn)確得出平拋運(yùn)動(dòng)水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律呢？利用自由落體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，連續(xù)相同時(shí)間間隔位移比為1：3：5：7，確定“相等的時(shí)間間隔”。在誤差允許的范圍內(nèi)，相等的時(shí)間間隔內(nèi)，水平位移相等，說明平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)。三、平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)三：探究平拋運(yùn)動(dòng)水平方向分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)3.數(shù)據(jù)處理（2）怎樣計(jì)算平拋物體的初速度？平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)為：

水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)Oyxv0P（x，y）v0==x測(cè)出軌跡上某一點(diǎn)的坐標(biāo)(x、y)代入可求出v0實(shí)驗(yàn)三：探究平拋運(yùn)動(dòng)水平方向分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)3.數(shù)據(jù)處理（2）怎樣計(jì)算平拋物體的初速度？提示:在豎直方向上,根據(jù)Δy=gT2得相等的時(shí)間間隔T=,物體平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0=。三、平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究三、平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)三：探究平拋運(yùn)動(dòng)水平方向分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)你能想出其他獲得平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的方法嗎？頻閃照相法水跡法1、在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)的軌跡，下面列出了一些操作要求，你認(rèn)為哪些操作是正確的（

）A．通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平B．每次釋放小球的位置必須相同C．每次必須由靜止釋放小球D．記錄小球的位置用的鉛筆每次必須嚴(yán)格地等距離下降A(chǔ)BC當(dāng)堂小練2、下列哪些因素會(huì)使“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)的誤差增大（

）A．小球與斜槽之間有摩擦B．安裝斜槽時(shí)其末端不水平C．建立坐標(biāo)系時(shí)，以斜槽末端端口位置為坐標(biāo)原點(diǎn)D．根據(jù)曲線計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的初速度時(shí)，在曲線上取作計(jì)算的點(diǎn)離原點(diǎn)較遠(yuǎn)BC3、某同學(xué)用圖示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)及其特點(diǎn)，他的實(shí)驗(yàn)操作是：在小球A、B處于同一高度時(shí)，用小錘輕擊彈性金屬片，使A球水平飛出，同時(shí)B球被松開。他觀察到的現(xiàn)象是：小球A、B______填“同時(shí)”或“不同時(shí)”落地；讓A、B球恢復(fù)初始狀態(tài)，用較大的力敲擊彈性金屬片，A球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間將______填“變長(zhǎng)”、“不變”或“變短”；上述現(xiàn)象說明：平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與______大小無(wú)關(guān)，平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是______運(yùn)動(dòng)?！敬鸢浮客瑫r(shí)不變初速度自由落體4.如圖是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫出的平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，O為平拋的起點(diǎn)，在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C，測(cè)得A、B兩點(diǎn)豎直坐標(biāo)與y1為5.0cm、y2為45.0cm，A、B兩點(diǎn)水平間距Δx為40.0cm。則平拋小球的初速度v0為_________m/s，若C點(diǎn)的豎直坐標(biāo)y3為60.0cm，則小球在C點(diǎn)的速度vc為______m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，g取10m/s2）?！敬鸢浮緿B2.0m/s4.0m/s第五章曲線運(yùn)動(dòng)5.4拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律目錄CONTENTS1

學(xué)習(xí)目標(biāo)2

新課導(dǎo)入3

新課講解4

課堂小結(jié)5

當(dāng)堂小練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。學(xué)習(xí)目標(biāo)請(qǐng)觀看視頻，說說中國(guó)隊(duì)為什么贏，思考：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??？新課導(dǎo)入1.定義：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)2.條件：①初速度沿水平方向②只受重力作用3.運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：勻變速曲線運(yùn)動(dòng)（a=g）4.受力特點(diǎn)：上節(jié)知識(shí)回顧平拋運(yùn)動(dòng)水平方向：不受力豎直方向：僅受重力5.研究方法----運(yùn)動(dòng)的合成與分解010302平拋運(yùn)動(dòng)的速度平拋運(yùn)動(dòng)的位移和軌跡一般的拋體運(yùn)動(dòng)04平拋運(yùn)動(dòng)的重要推論新課講解一、平拋運(yùn)動(dòng)的速度一物體以初速度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？vx

vyvθ第一步：建立直角坐系標(biāo)以拋出點(diǎn)為原點(diǎn)，以初速度v0作為x的方向，豎直方向?yàn)閥軸方向。第二步：將速度分解將速度分解在x軸方向和y軸方向上。思考：如何確定兩個(gè)分速度的大??？一、平拋運(yùn)動(dòng)的速度根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，物體在x軸方向的合力為0，所以物體在x軸上的加速度為0，所以在x軸方向，物體的分速度為：vx

vyvθ根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，物體在y軸方向的合力為mg，所以物體在x軸上的加速度為g，在y軸方向上初速度為0，所以在y軸方向，物體的分速度為：一、平拋運(yùn)動(dòng)的速度vx

vyvθ第三步：確定各方向的分速度大小，根據(jù)矢量法則，求出速度大小以及方向：水平方向：勻速直線運(yùn)動(dòng)豎直方向：自由落體運(yùn)動(dòng)速度大?。悍较颍阂?、平拋運(yùn)動(dòng)的速度【例題1】將一個(gè)物體以10m/s的速度從10m的高度水平拋出，落地時(shí)它的速度方向與水平地面的夾角θ是多少？不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2。分析：物體的水平分速度已知，豎直分速度可以由自由落體運(yùn)動(dòng)的高度求出。兩者相比，即可求得tanθ，進(jìn)而求出夾角θ。一、平拋運(yùn)動(dòng)的速度解：以拋出時(shí)物體的位置O為原點(diǎn)，建立平面直角坐標(biāo)系。x軸沿初速度方向，y軸豎直向下。落地時(shí)，物體在水平方向的分速度根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,落地時(shí)物體在豎直方向的分速度滿足以下關(guān)系二、平拋運(yùn)動(dòng)的位移和軌跡(3)位移的方向(1)根據(jù)上面的分析，可以知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向得分位移：(2)根據(jù)上面的分析，可以知道平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向得分位移：(3)合位移:1.平拋運(yùn)動(dòng)的位移二、平拋運(yùn)動(dòng)的位移和軌跡——平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線水平方向：勻速直線運(yùn)動(dòng)豎直方向：自由落體運(yùn)動(dòng)消去t得：2.平拋的軌跡：二、平拋運(yùn)動(dòng)的位移和軌跡【例題2】如圖，某同學(xué)利用無(wú)人機(jī)玩“投彈”游戲。無(wú)人機(jī)以v0

＝2m/s的速度水平向右勻速飛行，在某時(shí)刻釋放了一個(gè)小球。此時(shí)無(wú)人機(jī)到水平地面的距離h＝20m，空氣阻力忽略不計(jì)，g

取10m/s2。（1）求小球下落的時(shí)間。（2）求小球釋放點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的水平距離。解：（1）以小球從無(wú)人機(jī)釋放時(shí)的位置為原點(diǎn)O建立平面直角坐標(biāo)系,x軸沿初速度方向，y軸豎直向下。設(shè)小球的落地點(diǎn)為P，下落的時(shí)間為t，則滿足所以小球落地的時(shí)間（2）因此，小球落地點(diǎn)與釋放點(diǎn)之間的水平距離三、平拋運(yùn)動(dòng)的重要推論①運(yùn)動(dòng)時(shí)間：由

得

，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(wú)關(guān)。②落地的水平距離：由

得

，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落地速度:

，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θ，位移方向與水平方向的夾角為α，則在任意時(shí)刻、任意位置有tanθ=2tanα。證明：（θ≠2α）得出：三、平拋運(yùn)動(dòng)的重要推論三、平拋運(yùn)動(dòng)的重要推論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)，如圖所示。證明：設(shè)平拋物體的初速度為v0，從拋出點(diǎn)（原點(diǎn)O）到A點(diǎn)的時(shí)間為t，A點(diǎn)的坐標(biāo)為（x，y），B點(diǎn)的坐標(biāo)為（x′，0），tanθ=2tanα即=，解得x′=

。OC=2OBC即B為OC中點(diǎn)四、一般的拋體運(yùn)動(dòng)1、斜拋運(yùn)動(dòng)的定義：如果物體被拋出時(shí)的速度v0不沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方，這種拋體運(yùn)動(dòng)叫斜拋運(yùn)動(dòng)。(1)受力特點(diǎn)：在水平方向不受力，加速度為0；在豎直方向只受重力，加速度為g。

(2)初速度特點(diǎn)：以斜上拋運(yùn)動(dòng)為例，把斜向上方的初速度分解到水平方向和豎直方向，如圖所示，水平方向以vx=v0cosθ

做勻速直線運(yùn)動(dòng)；豎直方向以v0sinθ為初速度做豎直上拋運(yùn)動(dòng)。2、斜拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)四、一般的拋體運(yùn)動(dòng)（3）速度變化特點(diǎn)：由于斜拋運(yùn)動(dòng)的加速度為定值，因此，在相等的時(shí)間內(nèi)速度變化量的大小相等，方向均豎直向下，Δv＝gΔt。（4）對(duì)稱性特點(diǎn)(斜上拋)a．速度對(duì)稱：軌跡上關(guān)于過軌跡最高點(diǎn)的豎直線對(duì)稱的兩點(diǎn)速度大小相等，水平方向速度相同，豎直方向速度等大反向。b．時(shí)間對(duì)稱：關(guān)于過軌跡最高點(diǎn)的豎直線對(duì)稱的曲線上升時(shí)間等于下降時(shí)間，這是由豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性決定的。c．軌跡對(duì)稱：其運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)于過最高點(diǎn)的豎直線對(duì)稱。四、一般的拋體運(yùn)動(dòng)

3.斜拋運(yùn)動(dòng)的速度和位移的規(guī)律（1）軌跡：(如圖)（2）水平速度：

水平位移：（3）豎直速度：

豎直位移：x=v0tcosvx=v0cosvy=v0sin-gt四、一般的拋體運(yùn)動(dòng)4.斜拋運(yùn)動(dòng)的結(jié)論（1）從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)時(shí)間t