平拋物體的運(yùn)動(dòng)的示例

1、平拋物體的運(yùn)動(dòng)的教案示例 一、教學(xué)目標(biāo)1物理知識(shí)方面的要求：（1）知道平拋運(yùn)動(dòng)形成的條件；（2）掌握平拋運(yùn)動(dòng)的分解方法及運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn)，概括出平拋物體運(yùn)動(dòng)的特征，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析能力；通過(guò)對(duì)教材上所附彩圖“平拋物體的閃光照片”的分析，或?qū)ζ綊佭\(yùn)動(dòng)錄像片的慢放分析，啟發(fā)學(xué)生：處理物理問(wèn)題可以利用各種技術(shù)手段來(lái)彌補(bǔ)我們感官功能上的不足，從而創(chuàng)造出新的研究方向和創(chuàng)造新的測(cè)量?jī)x器。3利用已知的直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)研究復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，滲透物理學(xué)“化曲為直”、“化繁為簡(jiǎn)”的方法及“等效代換”的思想。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1重點(diǎn)是平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：物體（質(zhì)點(diǎn)）的位置、速度如何隨時(shí)間變化，軌跡是如何形成

2、的；2平拋運(yùn)動(dòng)是怎樣分解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)的？這是難點(diǎn)，也是教學(xué)的重點(diǎn)。三、教具1演示平拋的物體與自由落體同時(shí)落地：平拋與自由落體實(shí)驗(yàn)器（包括兩個(gè)不同顏色、同樣大小的小球、小錘、支架等）；2演示平拋運(yùn)動(dòng)和它的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)：平拋豎落演示器（包括電源、三個(gè)鋼球）3分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（1）平拋物體的閃光照片（課本彩圖）、刻度尺、鉛筆；（2）演示實(shí)驗(yàn)2的錄像片（有慢放鏡頭）。4分析平拋分運(yùn)動(dòng)CAI課件（能分析演示水平勻速運(yùn)動(dòng)和豎直自由落體運(yùn)動(dòng)）。四、主要教學(xué)過(guò)程（一）引入新課問(wèn)：物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是什么？引導(dǎo)回答：當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直線上（成角度）

3、時(shí)，物體就做曲線運(yùn)動(dòng)。演示：在黑板邊框上事先固定一小段水平木條，木條上放一個(gè)粉筆頭，用手指將粉筆頭彈出，粉筆頭以黑板為背景在空中劃出一道曲線。問(wèn)：粉筆頭離開(kāi)木條后為什么做曲線運(yùn)動(dòng)？引導(dǎo)回答：粉筆頭離開(kāi)木條后受重力作用（空氣阻力很小，可不計(jì)），重力的方向跟粉筆頭的速度方向不在同一條直線上，所以粉筆頭做曲線運(yùn)動(dòng)。入題：將物體以一定的初速度沿水平方向拋出，物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)叫做平拋運(yùn)動(dòng)。（二）教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.平拋運(yùn)動(dòng)的形成物體的初速度和受力情況決定了物體的運(yùn)動(dòng)形式。演示：在平拋豎落演示器的電磁鐵J1上吸小鋼球A，切斷電源，觀察A離開(kāi)斜槽末端（水平部分）后的運(yùn)動(dòng)。概括出形成平拋運(yùn)動(dòng)的條件：（1）

4、物體具有水平方向的初速度；（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體只受重力。2.平拋運(yùn)動(dòng)的分解（1）平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)演示：平拋的小球與自由下落的小球同時(shí)落地。在高度一定的條件下，先后使平拋小球以大小不同的水平速度拋出（小錘打擊的力度不同），學(xué)生觀察得出結(jié)論：在高度一定的條件下，平拋初速度大小不同，但運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同。推理：平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與初速度大小無(wú)關(guān)，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)。分析驗(yàn)證：從課本所附彩圖“平拋物體的閃光照片”上可以看出，同時(shí)開(kāi)始自由下落和平拋的小球在同一時(shí)間下落相同的高度。（2）平拋運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)演示：在平拋豎落演示器的兩個(gè)斜槽上的電磁鐵J1和J2上各吸

5、住一個(gè)小鋼球A和B，切斷電源后，A離開(kāi)水平末端后做平拋運(yùn)動(dòng)，B進(jìn)入水平軌道后勻速運(yùn)動(dòng)，觀察得知：A和B同時(shí)到達(dá)演示器右下方向小杯中。分析推理：由于兩球運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短，空氣阻力和軌道對(duì)B球的摩擦阻力可不計(jì)，B球的運(yùn)動(dòng)可視為勻速直線運(yùn)動(dòng)，A、B從釋放到斜槽末端水平部分的高度差相同，故A球拋出時(shí)的水平初速度與B球沿水平軌道運(yùn)動(dòng)的速度相同，再由A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，推知：平拋運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)。演示：在平拋豎落演示器的三個(gè)電磁鐵上分別吸住A、B、C三個(gè)小鋼球。切斷電源，當(dāng)A開(kāi)始平拋時(shí)撞擊彈簧片使J3斷電，C同時(shí)開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng)。觀察得知：三球同時(shí)入杯。分析推理：A沿水平拋出的同時(shí)，B以相同的

6、速度沿水平軌道做勻速運(yùn)動(dòng)，C做自由落體運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為沿水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。（3）分析驗(yàn)證放錄像：將上述三球運(yùn)動(dòng)的演示拍攝下來(lái)并編輯成慢鏡頭播放，利用暫停功能仔細(xì)觀察畫(huà)面，可看出：每一畫(huà)面上，A、B、C三球幾乎都分布在矩形的三個(gè)角上（另一個(gè)角是右下方的小杯），這個(gè)矩形是逐漸縮小的。這個(gè)現(xiàn)象表明：平拋運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)。在“平拋物體的閃光照片”上用鉛筆畫(huà)幾條豎直線，間隔要相等，并且過(guò)小球的球心，用刻度尺測(cè)量這些小球之間的水平距離和豎直距離，再用學(xué)過(guò)的知識(shí)計(jì)算一下豎直分運(yùn)動(dòng)的加速度。（照片上水平線間

7、的實(shí)際距離是15cm，每隔130s拍攝的。）3.平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律由上述演示實(shí)驗(yàn)，反過(guò)來(lái)說(shuō)就是：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)合成就是平拋運(yùn)動(dòng)。（1）平拋運(yùn)動(dòng)的位移公式明確：以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿初速度方向?yàn)閤軸正方向，豎直向下為y軸正方向。從拋出時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位置為P（x，y），如圖1所示。由于從拋出點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，所以t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)恰好等于時(shí)間t內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的水平位移和豎直位移，因此（1）（2）兩式是平拋運(yùn)動(dòng)的位移公式。由（1）（2）兩式可在xOy平面內(nèi)描出任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位置，從而得到質(zhì)點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。求時(shí)間t內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于拋出點(diǎn)的位移的大小位移的方向可用s

8、與x軸正方向的夾角表示，滿足下述關(guān)系由（1）（2）兩式消去t，可得軌跡方程上式為拋物線方程，“拋物線”的名稱就是從物理來(lái)的。（2）平拋運(yùn)動(dòng)的速度公式t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度vt是由水平速度vx和豎直速度vy合成的。如圖2所示。v1的方向可用vt與x軸正方向的夾角來(lái)表示，滿足下述關(guān)系。4.例題（1）試驗(yàn)課本第二冊(cè)p.11，增加第二問(wèn)“求炸彈落到目標(biāo)上時(shí)的速度大小和方向?！狈治觯骸巴稄棥本褪钦◤棌娘w機(jī)上釋放，（不是從飛機(jī)上發(fā)射出去）炸彈被釋放時(shí)具有飛機(jī)當(dāng)時(shí)的水平速度（由于慣性），離開(kāi)飛機(jī)后只受重力，忽略空氣阻力，炸彈將做平拋運(yùn)動(dòng)。解題過(guò)程（略），注意將各已知量用國(guó)際單位制表示。演示CAI課件（或掛圖分析）

9、：飛機(jī)水平飛行投下1個(gè)鐵球；顯示平拋軌跡（注意觀察：鐵球落地前總在飛機(jī)正下方）。飛機(jī)每隔1s投下1個(gè)鐵球，共4個(gè)；顯示各自的平拋軌跡。（三）課堂小結(jié)1.具有水平速度的物體，只受重力作用時(shí)，形成平拋運(yùn)動(dòng)。2.平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平勻速運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)。平拋位移等于水平位移和豎直位移的矢量和；平拋瞬時(shí)速度等于水平速度和豎直速度的矢量和。3.平拋運(yùn)動(dòng)是一種勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。4.如果物體受到恒定合外力作用，并且合外力跟初速度垂直，形成類似平拋的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，只需把公式中的g換成a，其中a=F合m。五、說(shuō)明1.平拋運(yùn)動(dòng)是學(xué)生接觸到的第一個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)，弄清其成因是基礎(chǔ)，水平初速度的獲得是問(wèn)題的關(guān)鍵，可歸納為兩種：（1）物體被水平加速：水平拋出、水平射出、水平?jīng)_擊等；（2）物體與原來(lái)水平運(yùn)動(dòng)的載體脫離，由于慣性而保持原來(lái)的水平速度。2.平拋運(yùn)動(dòng)的位移公式和速度公式中有三個(gè)含有時(shí)間t，應(yīng)根據(jù)不同的已知條件來(lái)求時(shí)間。但應(yīng)明確：平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間完全由拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的豎直高度確定（在不高的范圍內(nèi)g恒定），與拋出的速度無(wú)關(guān)。3