拋體運動的規(guī)律 教學設計 高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

2/2人教版物理必修第二冊第5章第4節(jié)教學設計第5章拋體運動第4節(jié)拋體運動的規(guī)律目錄一、學習任務二、新知探究（一）梳理要點（二）啟發(fā)思考（三）深化提升三、課堂小結四、拓展2/2第5章拋體運動第4節(jié)拋體運動的規(guī)律一、學習任務1．知道平拋運動的受力特點，會用運動的合成與分解分析平拋運動。2．理解平拋運動的規(guī)律，會確定平拋運動的速度和位移，知道平拋運動的軌跡是一條拋物線。3．熟練運用平拋運動規(guī)律解決相關問題。4．了解一般拋體運動，掌握處理拋體運動的一般方法。二、新知探究知識點一：平拋運動的速度（一）梳理要點將物體以初速度v0水平拋出，由于物體只受重力作用，t時刻的速度為：1．水平方向的速度：vx＝v0。2．豎直方向的速度：vy＝gt。3．合速度大?。簐=（二）啟發(fā)思考如圖所示，一人正練習投擲飛鏢，如果不計空氣阻力，(1)飛鏢投出后，受力情況怎樣？其加速度的大小和方向是怎樣的？(2)飛鏢的運動是勻變速運動，還是變加速運動？(3)飛鏢投出后，水平方向速度和豎直方向的速度有什么特點？提示：(1)因忽略空氣阻力，飛鏢投出后，只受重力作用，其加速度大小為g，方向豎直向下。(2)飛鏢運動過程中，加速度是不變的，所以飛鏢的運動是勻變速曲線運動。(3)飛鏢投出后，水平方向速度不變，豎直方向的速度均勻增大。（三）深化提升1．平拋運動的性質：加速度為g的勻變速曲線運動。2．平拋運動的特點(1)受力特點：只受重力作用，不受其他力或其他力忽略不計。(2)運動特點①加速度：為自由落體加速度g，大小、方向均不變，故平拋運動是勻變速運動。②速度：大小、方向時刻在變化，平拋運動是變速運動。(3)速度變化特點：任意兩個相等的時間間隔內速度的變化相同，Δv＝gΔt，方向豎直向下，如圖所示。知識點二：平拋運動的位移與軌跡（一）梳理要點將物體以初速度v0水平拋出，經(jīng)時間t，物體的位移為：1．水平方向的位移：x＝v0t。2．豎直方向的位移：y＝12gt23．合位移大?。簊=4．軌跡：由水平方向x＝v0t解出t＝xv0，代入y＝12gt2得y＝g（二）啟發(fā)思考空中以一定速度飛行的戰(zhàn)斗機，為擊中前方坦克，而從后方水平投出一枚炸彈，炸彈飛行軌跡如圖所示。根據(jù)運動軌跡，以拋出點為原點，水平方向和豎直方向建立坐標系如圖所示，請思考以下問題：【問題】(1)分析曲線運動的基本思路和方法是什么？(2)如何對平拋運動進行研究？(3)平拋運動的時間、水平位移和落地速度由哪些因素決定？提示：(1)分析曲線運動的基本思路和方法是將運動分解。(2)研究平拋運動時，可以將其分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。(3)平拋運動的時間由下落高度y決定，水平位移和落地速度則由初速度v0和下落高度y共同決定。（三）深化提升1．研究方法研究平拋運動通常采用“化曲為直”的思想，即將平拋運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。2．運動規(guī)律項目速度位移水平分運動水平速度vx＝v0水平位移x＝v0t豎直分運動豎直速度vy＝gt豎直位移y＝12gt合運動大?。簐＝v方向：與水平方向夾角為θ，tanθ＝vyv大小：s＝v方向：與水平方向夾角為α，tanα＝y(tǒng)x＝圖示知識點三：一般的拋體運動（一）梳理要點物體拋出的速度v0沿斜上方或斜下方時，物體做斜拋運動(設v0與水平方向夾角為θ)，如圖所示。1．水平方向的分運動：物體做勻速直線運動，初速度vOx＝v0cosθ。2．豎直方向的分運動：物體做豎直上拋或豎直下拋運動，初速度vOy＝v0sinθ。（二）啟發(fā)思考體育運動中投擲的鏈球、鉛球、鐵餅、標槍等(如圖所示)，都可以看作是斜上拋運動【問題】(1)鉛球離開手后，如不考慮空氣阻力，其受力情況、加速度有何特點？(2)鉛球離開手時速度有什么特點？(3)鉛球在最高點的速度是零嗎？(4)處理上述運動的思路是什么？提示：(1)不考慮空氣阻力，鉛球在水平方向不受力，在豎直方向只受重力，加速度為g。(2)其初速度不為零，初速度方向斜向上方。(3)不是。由于鉛球在水平方向做勻速運動，所以鉛球在最高點的速度等于水平方向的分速度。(4)利用運動合成與分解的思路。（三）深化提升1．斜拋運動的性質：斜拋運動是加速度恒為重力加速度g的勻變速曲線運動，軌跡是拋物線。2．斜拋運動的基本規(guī)律(以斜上拋為例說明)(1)分析思路：斜上拋運動可以看成水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋運動的合運動。(2)速度規(guī)律(如圖所示)水平速度：vx＝v0x＝v0cosθ。豎直速度：vy＝v0y－gt＝v0sinθ－gt。t時刻的速度大小為v＝vx(3)位移規(guī)律水平位移：x＝v0xt＝v0tcosθ。豎直位移：y＝v0tsinθ－12gt2t時間內的位移大小為s＝x2+y(4)如果物體的落點與拋出點在同一水平面上，則飛行時間：t＝2v0y射高：Y＝v0y2射程：X＝v0cosθ·t＝2v02三、課堂小結回歸本節(jié)知識，自我完成以下問題：1．平拋運動的條件是什么？提示：有水平初速度，僅受重力作用。2．平拋運動有哪些動力學特點？提示：平拋運動是加速度為g的勻變速曲線運動。3．平拋運動的常用處理方法是什么？提示：分解，將平拋運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的均加速直線運動。四、拓展實際彈道曲線彈頭飛行時其重心所經(jīng)過的路線謂之“彈道曲線”。由于重力作用和空氣阻力的影響，使彈道形成不均等的弧形。升弧較長而直伸，降弧則較短而彎曲。膛外彈道學專門研究彈頭在空中運動的規(guī)律，例如，彈頭的重心運動、穩(wěn)定性等也都會影響到彈道曲線。斜拋射出的炮彈的射程和射高都沒有按拋體計算得到的值那么大，當然路線也不會是理想曲線。物體在空氣中運動受到的阻力，與物體運動速率的大小有密切關系：物體的速率低于200m/s時，可認為阻力與物體速率大小的平方成正比；速率達到400～600m/s時，空氣阻力和速率大小的三次方成正比；在速率很大的情況下，阻力與速度大小的高次方成正比?？傊?，物體運動的速率越小，空氣阻力的影響就越小，拋體的運動越接近理想情況。例如，不計空氣阻力，某低速迫擊炮的理想射程是360m，實際上能達到350m，空氣阻力的作用處于次要地位；加