高中物理2 5.3《拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律》教案人教版必修二

1、第五章 曲線運(yùn)動(dòng)5.3 拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律教學(xué)目標(biāo)(一)知識(shí)與技能1.知道什么是拋體運(yùn)動(dòng)，什么是平拋運(yùn)動(dòng)。知道平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，加速度為g。2.用運(yùn)動(dòng)的分解合成結(jié)合牛頓定律研究拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，知道平拋運(yùn)動(dòng)可分為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。3.能應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律交流討論并解決實(shí)際問(wèn)題.在得出平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上進(jìn)而分析斜拋運(yùn)動(dòng)。掌握研究拋體運(yùn)動(dòng)的一般方法。(二)過(guò)程與方法4.通過(guò)對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行探究的過(guò)程，體會(huì)運(yùn)動(dòng)的合成與分解在研究復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)中的重要地位。5.體會(huì)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)是一種等效替換，體會(huì)等效思想在物理研究中的重要作用。(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀6.培養(yǎng)學(xué)生將所

2、學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的意識(shí)和勇氣，主動(dòng)探究實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移。7.通過(guò)用運(yùn)動(dòng)分解合成將復(fù)雜運(yùn)動(dòng)化繁為簡(jiǎn)的物理研究過(guò)程，感受物理學(xué)的奇妙。教學(xué)重點(diǎn)1.平拋運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律2.分析歸納拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法。3.拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)1.數(shù)學(xué)知識(shí)分析歸納拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，如運(yùn)動(dòng)軌跡方程，位移速度等。2.拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律教學(xué)過(guò)程一、引入師：剛剛我們學(xué)習(xí)了運(yùn)動(dòng)的合成與分解。在今后的學(xué)習(xí)中我們要學(xué)會(huì)用分解合成的方法來(lái)處理實(shí)際生活中的一些復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。師：本節(jié)課我們一起來(lái)研究一種常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)：拋體運(yùn)動(dòng)。那什么是拋體運(yùn)動(dòng)？大家在日常生活中肯定經(jīng)常見(jiàn)到下面的這些運(yùn)動(dòng)。將物體以任意角度拋出，比如壘

3、球，鐵餅，標(biāo)槍等。師：要研究這們的運(yùn)動(dòng)，就必須對(duì)物體進(jìn)行受力分析，這些被拋出的物體在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到幾個(gè)力的作用？生：重力、空氣阻力。師：回答得很好！空氣阻力一般情況下與速度有關(guān)，那這樣的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)嗎？生：不是，重力是恒定不變的，但阻力卻隨著速度在變化，所以肯定不是勻變速。師：既然不是勻變速，這就給我們的研究帶來(lái)了困難。加速度變化的運(yùn)動(dòng)是很復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)在研究的難點(diǎn)就在于阻力的影響，如果沒(méi)有阻力，那物體在空中只受重力，就是一個(gè)勻變速運(yùn)動(dòng)。對(duì)于研究勻變速運(yùn)動(dòng)我們還是很有經(jīng)驗(yàn)的。那空氣阻力的影響能忽略嗎，研究表明，如果物體的密度大一點(diǎn)，體積小一點(diǎn)，這時(shí)空氣阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響就很小，可以忽略。

4、像剛才講的壘球，鐵餅，標(biāo)槍等在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)空氣阻力的影響就可以忽略。師：既然一定條件下空氣阻力影響可以忽略，那我們就可以忽略次要因素，抓住主要因素。對(duì)于以一定速度拋出的物體，如果忽略空氣阻力，物體只受重力，這樣的運(yùn)動(dòng)就叫做拋體運(yùn)動(dòng)?！径x】：以一定的速度將物體拋出，忽略空氣阻力，只受重力，這樣的運(yùn)動(dòng)叫做拋體運(yùn)動(dòng)。所以拋體運(yùn)動(dòng)也是一個(gè)理想的模型。現(xiàn)實(shí)中如果物體的密度大一點(diǎn)，體積小一點(diǎn)，以一定的速度將它們拋出，它們?cè)诳罩械倪\(yùn)動(dòng)可以近似成拋體運(yùn)動(dòng)。對(duì)比自由落體運(yùn)動(dòng)，體會(huì)理想模型的建立觀看視頻，感受生活中的拋體運(yùn)動(dòng)二、平拋運(yùn)動(dòng)師：接著我們來(lái)研究拋體運(yùn)動(dòng)中比較有代表性的一個(gè)運(yùn)動(dòng)，叫平拋運(yùn)動(dòng)。顧名思義就是說(shuō)

5、將物體以一定的速度水平拋出，不計(jì)空氣阻力。師：平拋運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是怎樣的呢？要研究物體的運(yùn)動(dòng)就要研究物體的受力。師：平拋運(yùn)動(dòng)受力情況怎樣？生：只受重力。師：是勻變速嗎？生：是的。師：加速度是多少？生：大小為g，方向豎直向下。師：直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)？生：速度和合外力不在同一條直線上，做曲線運(yùn)動(dòng)。師：所以平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)?！纠斡洝浚浩綊佭\(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。讓學(xué)生體會(huì)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。不要一直認(rèn)為勻變速運(yùn)動(dòng)就是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。勻變速運(yùn)動(dòng)包括勻變速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。師：對(duì)于一個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)，我們可以用分解合成的方法將它分解成兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)。分析合運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的初速度和加速度g選擇適當(dāng)?shù)膮⒖?/p>

6、系，將速度及加速度進(jìn)行分解根據(jù)上面分析結(jié)果，沿水平方向和豎直方向建立直角坐標(biāo)系是最合適的。有如圖出發(fā)點(diǎn)為原點(diǎn)Ogxy水平方向x豎直方向y加速度a初速度0g0速度為的勻速直線運(yùn)動(dòng) 速度為自由落體運(yùn)動(dòng)根據(jù)兩分運(yùn)動(dòng)方向各自的速度及加速度分析兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)方向各自對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)【牢記】：分運(yùn)動(dòng)間各自獨(dú)立，互不干擾。三、平拋運(yùn)動(dòng)物體的位置師：平拋運(yùn)動(dòng)任一時(shí)刻的位置如何確定？生：水平方向勻速，t時(shí)間內(nèi)的位移為，豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，t時(shí)間內(nèi)位移為，所以任一時(shí)刻的位置坐標(biāo)為（，）師：t時(shí)間內(nèi)的位移如何計(jì)算？生： 與水平方向夾角四、平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡師：我們已經(jīng)知道平拋運(yùn)動(dòng)物體任一時(shí)刻的位置坐標(biāo)，那xy間的關(guān)系式是

7、怎樣的，它們描述的函數(shù)圖象即物體的運(yùn)動(dòng)軌跡又是怎樣的？生：任一時(shí)刻有：函數(shù)圖象是一條拋物線師：其實(shí)數(shù)學(xué)中拋物線的名稱就是這樣得來(lái)的。【牢記】：平拋物體運(yùn)動(dòng)軌跡是一條拋物線。五、平拋運(yùn)動(dòng)的速度師：物體任一時(shí)刻的速度如何確定？某一時(shí)刻有三個(gè)速度量：該時(shí)刻水平方向的速度、豎直方向的速度及合速度。我們要求解物體某一時(shí)刻的速度，求解的是哪一個(gè)呢？生：是指物體的真實(shí)速度，合速度。師：那合速度如何求解呢？生：將該時(shí)刻下水平方向分速度和豎直方向分速度用平行四邊形定則進(jìn)行合成。有 師：速度所在的直線方向與平拋運(yùn)動(dòng)軌跡是怎樣的幾何關(guān)系？生：相切，因?yàn)榍€運(yùn)動(dòng)上某點(diǎn)的速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向。【體會(huì)】：曲線運(yùn)動(dòng)上某

8、點(diǎn)的速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向。六、平拋運(yùn)動(dòng)落地時(shí)間師：若將一物體以速度從高度為h的某點(diǎn)水平拋出，則物體的落體時(shí)間如何確定？生：根據(jù)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性，我們可以從x方向的勻速運(yùn)動(dòng)規(guī)律中求時(shí)間，也可以從y方向的自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律中求時(shí)間，求出來(lái)的時(shí)間是一樣的。水平方向勻速運(yùn)動(dòng)豎直方向自由落體需要知道x和只要知道h就行【牢記】：只要知道了下落高度，平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就確定了。水平位移由高度h和初速度共同決定。例1、A、B兩個(gè)物體質(zhì)量分別為1kg、2kg，分別以初速度10m/s，5m/s的速度從20m的高度水平拋出，不計(jì)空氣阻力。AB兩物體1秒末的位移大小分別為多少？與水平方向夾角多大？【解析】：AB均

9、為平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向勻速，速度為物體拋出速度；豎直方向自由落體，與質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以：A：1秒后 B：1秒后 1秒末AB的速度大小分別是多少？與水平方向夾角多大？【解析】：A: B: AB的落體時(shí)間哪個(gè)大？落地時(shí)它們的水平位移分別是多少？【解析】：因?yàn)橹灰叨却_定了，平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就確定了。AB的高度一樣，所以它們的落體時(shí)間是一樣的A：水平方向位移為=20mB：水平方向位移為=10m七、觀看視頻文件，加強(qiáng)感官印象1、平拋條件分解規(guī)律；2、平拋物體的運(yùn)動(dòng)師：速度方向的反向延長(zhǎng)線與X軸的交點(diǎn)O有什么特點(diǎn)。 O是AO中點(diǎn)?！纠斡洝浚核俣确较虻姆聪蜓娱L(zhǎng)線與X軸的交點(diǎn)為水平位移的中點(diǎn)例2、一架飛機(jī)在高H處以

10、勻速飛行，為使炸彈落在指定目標(biāo)，則應(yīng)在與目標(biāo)水平距離多遠(yuǎn)的時(shí)候投彈？帶領(lǐng)學(xué)生玩飛機(jī)投彈游戲例3、一架飛機(jī)在空中一定高度勻速飛行，每隔一秒放一貨物，則一段時(shí)間后，物體在空中的排列是什么圖形？隨時(shí)間變化，相鄰兩個(gè)貨物之間的距離如何？落體后相鄰貨物的落地點(diǎn)間有什么關(guān)系？帶領(lǐng)學(xué)生觀看視頻文件（1、飛機(jī)投彈問(wèn)題1；2、飛機(jī)投彈問(wèn)題2）例4、一個(gè)小球從傾角為的斜面上A點(diǎn)以水平速度V0拋出，不計(jì)空氣阻力，它落到斜面上B點(diǎn)所用的時(shí)間為多少？落到斜面上時(shí)速度大小方向如何？AB例5、以速度V0水平拋出一物體，當(dāng)其豎直分位移與水平分位移相等時(shí)，此物體的（BC）A.豎直分速度等于水平分速度B.瞬時(shí)速度為C.運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

11、D.運(yùn)動(dòng)的位移是 例6、玩具槍管AB對(duì)準(zhǔn)小球C，A、B、C在同一水平線上，已知BC=100m，當(dāng)子彈射出槍口B時(shí)，C球自由落下，子彈出槍口的速度為50m/s。忽略空氣阻力，子彈能打中小球嗎？如果能，則在小球下降多少時(shí)被打中？能，子彈做平拋運(yùn)動(dòng)，小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，它們豎直方向的運(yùn)動(dòng)均是自由落體運(yùn)動(dòng)，所以它們豎直方向相對(duì)靜止，這就等效于子彈不下落，水平飛行，小球不下落，靜止不動(dòng)，則必能打中。打中的時(shí)間為100/50=2s。2S內(nèi)小球自由落體20m。例7、我們看書(shū)本上的一個(gè)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)。裝水的塑料瓶底放一管子，噴出的水柱顯示了平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，大家仔細(xì)觀察圖片，能給自己提個(gè)問(wèn)題嗎？問(wèn)題：為什么開(kāi)始是水柱

12、，后來(lái)是水珠？（參照第四例，因?yàn)殡S時(shí)間變化，相鄰貨物距離變大）八、斜拋運(yùn)動(dòng)師：如果物體拋出時(shí)速度不是沿水平方向，而是斜向上或斜向下，我們把這種運(yùn)動(dòng)叫做斜拋運(yùn)動(dòng)。下面我們以斜上拋運(yùn)動(dòng)為例進(jìn)行研究。師：斜拋運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是怎樣的呢？同樣我們必須對(duì)做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行受力分析師：斜拋運(yùn)動(dòng)受力情況怎樣？生：只受重力。師：是勻變速嗎？生：是的。師：加速度是多少？生：大小為g，方向豎直向下。師：直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)？生：速度和合外力不在同一條直線上，做曲線運(yùn)動(dòng)。師：所以平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。師：因?yàn)槭乔€運(yùn)動(dòng)，我們可以用分解合成的方法將它分解成兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)。以下步驟留給你生自己推導(dǎo)，教師巡視分析合

13、運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的初速度和加速度g選擇適當(dāng)?shù)膮⒖枷?，將速度及加速度進(jìn)行分解同樣可以沿水平方向和豎直方向建立直角坐標(biāo)系如圖出發(fā)點(diǎn)為原點(diǎn)Oxyg水平方向x豎直方向y加速度a初速度g0速度為的勻速直線運(yùn)動(dòng)初速度為 的豎直上拋運(yùn)動(dòng)根據(jù)兩分運(yùn)動(dòng)方向各自的速度及加速度分析兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)方向各自對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)任一時(shí)刻的位置水平方向勻速，t時(shí)間內(nèi)的位移為，豎直方向?yàn)樨Q直上拋運(yùn)動(dòng)，t時(shí)間內(nèi)位移為，所以任一時(shí)刻的位置坐標(biāo)為（，）位移 任一時(shí)刻的速度 最大高度及落地時(shí)間水平方向：勻速 豎直方向：豎直上拋。豎直上拋運(yùn)動(dòng)是一個(gè)對(duì)稱的運(yùn)動(dòng)，最大高度，時(shí)間【牢記】：斜上拋運(yùn)動(dòng)是對(duì)稱的：a斜向上運(yùn)動(dòng)與斜向下運(yùn)動(dòng)的軌跡對(duì)稱。b斜向上運(yùn)動(dòng)與

14、斜向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等。c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九、關(guān)于坐標(biāo)系的建立師：在剛才我們的研究中，我們都是選擇沿水平方向和豎直方向建立直角坐標(biāo)系，那是不是我們一定要研究水平方向和豎直方向建立坐標(biāo)系呢？師：不是的，坐標(biāo)系的建立是以方便研究問(wèn)題為原則。參考系的建立是任意的。只要牢記，建立參考系分解運(yùn)動(dòng)后兩分運(yùn)動(dòng)是各自獨(dú)立，互不干擾。例8、一個(gè)小球從傾角為的斜面上A點(diǎn)以水平速度V0拋出，不計(jì)空氣阻力，它落到斜面上B點(diǎn)所用的時(shí)間為多少？落到斜面上時(shí)速度大小方向如何？AB一、沿水平方向和豎直方向建立直角坐標(biāo)系A(chǔ)B二、若沿斜面方向（x）和垂直于斜面方向(y)建立直角坐標(biāo)系呢x:

15、初速度為加速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)y:類豎直上拋。初速度為加速度為時(shí)間由豎直方向求解：師：那是不是一定要建立直角坐標(biāo)系呢？師：也不是，比如斜上拋運(yùn)動(dòng)我們就可以沿初速度方向和豎直方向建立坐標(biāo)系，則斜拋運(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。十、勻變速公式應(yīng)用的思想糾正師：前面我們學(xué)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)學(xué)習(xí)了很多勻變速運(yùn)動(dòng)公式，像、等。那這些公式的適用范圍你們知道嗎？它們能用于求解拋體運(yùn)動(dòng)嗎？生：不能，那只適用于直線運(yùn)動(dòng)。生：能！這些公式的適用范圍不僅僅是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，而是所有的勻變速運(yùn)動(dòng)，包括勻變速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。拋體運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，所以也能用這些公式求解。師：回答得很好！這些公式的適用范圍是勻變速運(yùn)動(dòng)，大家仔細(xì)看看公式里每一部分的量均是矢量，這些公式的計(jì)算應(yīng)該遵循矢量計(jì)算法則：三角形定則或平行四邊形定則。那有同學(xué)肯定會(huì)想：我們前面學(xué)