高中物理 第五章 曲線運動 5.3 拋體運動的規(guī)律教案 新人教版必修2

1、5.3 拋體運動的規(guī)律教學目標1. 知道什么是拋體運動，什么是平拋運動。知道平拋運動是勻變速曲線運動，加速度為g。2. 用運動的分解合成結合牛頓定律研究拋體運動的特點，知道平拋運動可分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. 能應用平拋運動的規(guī)律交流討論并解決實際問題.在得出平拋運動規(guī)律的基礎上進而分析斜拋運動。掌握研究拋體運動的一般方法。教學過程一、引入師：剛剛我們學習了運動的合成與分解。在今后的學習中我們要學會用分解合成的方法來處理實際生活中的一些復雜的運動。師：本節(jié)課我們一起來研究一種常見的運動：拋體運動。那什么是拋體運動？大家在日常生活中肯定經(jīng)常見到下面的這些運動。將物體

2、以任意角度拋出，比如壘球，鐵餅，標槍等。師：要研究這們的運動，就必須對物體進行受力分析，這些被拋出的物體在空中運動時受到幾個力的作用？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，那這樣的運動是勻變速運動嗎？ 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了困難。加速度變化的運動是很復雜的運動。現(xiàn)在研究的難點就在于阻力的影響，如果沒有阻力，那物體在空中只受重力，就是一個勻變速運動。對于研究勻變速運動我們還是很有經(jīng)驗的。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，體積小一點，這時空氣阻力對物體運動

3、的影響就很小，可以忽略。像剛才講的壘球，鐵餅，標槍等在空中運動時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，這樣的運動就叫做拋體運動?！径x】：以一定的速度將物體拋出，忽略空氣阻力，只受重力，這樣的運動叫做拋體運動。所以拋體運動也是一個理想的模型?，F(xiàn)實中如果物體的密度大一點，體積小一點，以一定的速度將它們拋出，它們在空中的運動可以近似成拋體運動。對比自由落體運動，體會理想模型的建立觀看視頻，感受生活中的拋體運動二、平拋運動師：接著我們來研究拋體運動中比較有代表性的一個運動，叫

4、平拋運動。顧名思義就是說將物體以一定的速度水平拋出，不計空氣阻力。師：平拋運動物體的運動軌跡是怎樣的呢？要研究物體的運動就要研究物體的受力。師：平拋運動受力情況怎樣？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：直線運動還是曲線運動？生：速度和合外力不在同一條直線上，做曲線運動。師：所以平拋運動是勻變速曲線運動?！纠斡洝浚浩綊佭\動是勻變速曲線運動。讓學生體會勻變速曲線運動。不要一直認為勻變速運動就是勻變速曲線運動。勻變速運動包括勻變速直線運動和勻變速曲線運動。師：對于一個曲線運動，我們可以用分解合成的方法將它分解成兩個直線運動。分析合運動對應的初速度

5、和加速度g選擇適當?shù)膮⒖枷?，將速度及加速度進行分解根據(jù)上面分析結果，沿水平方向和豎直方向建立直角坐標系是最合適的。有如圖出發(fā)點為原點Ogxy水平方向x豎直方向y 加速度a 初速度0g0 速度為 的勻速直線運動 速度為自由落體運動根據(jù)兩分運動方向各自的速度及加速度分析兩個分運動方向各自對應的運動狀態(tài) 【牢記】：分運動間各自獨立，互不干擾。三、平拋運動物體的位置師：平拋運動任一時刻的位置如何確定？生：水平方向勻速，t時間內的位移為，豎直方向為自由落體運動，t時間內位移為，所以任一時刻的位置坐標為（，）師：t時間內的位移如何計算？生： 與水平方向夾角四、平拋運動的軌跡師：我們已經(jīng)知道平拋運動物體任一

6、時刻的位置坐標，那xy間的關系式是怎樣的，它們描述的函數(shù)圖象即物體的運動軌跡又是怎樣的？生：任一時刻有：函數(shù)圖象是一條拋物線師：其實數(shù)學中拋物線的名稱就是這樣得來的?！纠斡洝浚浩綊佄矬w運動軌跡是一條拋物線。五、平拋運動的速度師：物體任一時刻的速度如何確定？某一時刻有三個速度量：該時刻水平方向的速度、豎直方向的速度及合速度。我們要求解物體某一時刻的速度，求解的是哪一個呢？生：是指物體的真實速度，合速度。師：那合速度如何求解呢？生：將該時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行合成。有 師：速度所在的直線方向與平拋運動軌跡是怎樣的幾何關系？生：相切，因為曲線運動上某點的速度方向為該點

7、的切線方向?！倔w會】：曲線運動上某點的速度方向為該點的切線方向。六、平拋運動落地時間師：若將一物體以速度從高度為h的某點水平拋出，則物體的落體時間如何確定？生：根據(jù)分運動與合運動的等時性，我們可以從x方向的勻速運動規(guī)律中求時間，也可以從y方向的自由落體運動規(guī)律中求時間，求出來的時間是一樣的。水平方向勻速運動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，平拋運動的時間就確定了。水平位移由高度h和初速度共同決定。例1、A、B兩個物體質量分別為1kg、2kg，分別以初速度10m/s，5m/s的速度從20m的高度水平拋出，不計空氣阻力。AB兩物體1秒末的位移大小分別為多少？與

8、水平方向夾角多大？【解析】：AB均為平拋運動，水平方向勻速，速度為物體拋出速度；豎直方向自由落體，與質量無關，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的落體時間哪個大？落地時它們的水平位移分別是多少？【解析】：因為只要高度確定了，平拋運動的時間就確定了。AB的高度一樣，所以它們的落體時間是一樣的A：水平方向位移為=20mB：水平方向位移為=10m七、觀看視頻文件，加強感官印象1、平拋條件分解規(guī)律；2、平拋物體的運動師：速度方向的反向延長線與X軸的交點O有什么特點。 O是AO中點?！纠斡洝浚核俣确较虻姆聪蜓娱L線與X軸的交點為水平

9、位移的中點例2、一架飛機在高H處以勻速飛行，為使炸彈落在指定目標，則應在與目標水平距離多遠的時候投彈？帶領學生玩飛機投彈游戲例3、一架飛機在空中一定高度勻速飛行，每隔一秒放一貨物，則一段時間后，物體在空中的排列是什么圖形？隨時間變化，相鄰兩個貨物之間的距離如何？落體后相鄰貨物的落地點間有什么關系？帶領學生觀看視頻文件（1、飛機投彈問題1；2、飛機投彈問題2）例4、一個小球從傾角為的斜面上A點以水平速度V0拋出，不計空氣阻力，它落到斜面上B點所用的時間為多少？落到斜面上時速度大小方向如何？AB例5、以速度V0水平拋出一物體，當其豎直分位移與水平分位移相等時，此物體的（BC）A. 豎直分速度等于水

10、平分速度B. 瞬時速度為C. 運動時間為D. 運動的位移是 例6、玩具槍管AB對準小球C，A、B、C在同一水平線上，已知BC=100m，當子彈射出槍口B時，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被打中？能，子彈做平拋運動，小球做自由落體運動，它們豎直方向的運動均是自由落體運動，所以它們豎直方向相對靜止，這就等效于子彈不下落，水平飛行，小球不下落，靜止不動，則必能打中。打中的時間為100/50=2s。2S內小球自由落體20m。例7、我們看書本上的一個簡易實驗。裝水的塑料瓶底放一管子，噴出的水柱顯示了平拋運動的軌跡，大家仔細觀察圖片，

11、能給自己提個問題嗎？問題：為什么開始是水柱，后來是水珠？（參照第四例，因為隨時間變化，相鄰貨物距離變大）八、斜拋運動師：如果物體拋出時速度不是沿水平方向，而是斜向上或斜向下，我們把這種運動叫做斜拋運動。下面我們以斜上拋運動為例進行研究。師：斜拋運動物體的運動軌跡是怎樣的呢？同樣我們必須對做斜拋運動的物體進行受力分析師：斜拋運動受力情況怎樣？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：直線運動還是曲線運動？生：速度和合外力不在同一條直線上，做曲線運動。師：所以平拋運動是勻變速曲線運動。師：因為是曲線運動，我們可以用分解合成的方法將它分解成兩個直線運動

12、。以下步驟留給你生自己推導，教師巡視分析合運動對應的初速度和加速度g選擇適當?shù)膮⒖枷?，將速度及加速度進行分解同樣可以沿水平方向和豎直方向建立直角坐標系如圖出發(fā)點為原點Oxyg水平方向x豎直方向y 加速度a 初速度g0 速度為 的勻速直線運動 初速度為 的豎直上拋運動根據(jù)兩分運動方向各自的速度及加速度分析兩個分運動方向各自對應的運動狀態(tài) 任一時刻的位置水平方向勻速，t時間內的位移為，豎直方向為豎直上拋運動，t時間內位移為，所以任一時刻的位置坐標為（，）位移 任一時刻的速度 最大高度及落地時間水平方向：勻速 豎直方向：豎直上拋。豎直上拋運動是一個對稱的運動，最大高度，時間【牢記】：斜上拋運動是對稱

13、的：a 斜向上運動與斜向下運動的軌跡對稱。b 斜向上運動與斜向下運動的時間相等。c 同一高度上的兩點，速度大小相等，速度方向與水平線的夾角相同九、關于坐標系的建立師：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系呢？師：不是的，坐標系的建立是以方便研究問題為原則。參考系的建立是任意的。只要牢記，建立參考系分解運動后兩分運動是各自獨立，互不干擾。例8、一個小球從傾角為的斜面上A點以水平速度V0拋出，不計空氣阻力，它落到斜面上B點所用的時間為多少？落到斜面上時速度大小方向如何？AB一、沿水平方向和豎直方向建立直角坐標系AB二、

14、若沿斜面方向（x）和垂直于斜面方向(y)建立直角坐標系呢x:初速度為加速度為的勻加速直線運動y:類豎直上拋。初速度為加速度為時間由豎直方向求解：師：那是不是一定要建立直角坐標系呢？師：也不是，比如斜上拋運動我們就可以沿初速度方向和豎直方向建立坐標系，則斜拋運動分解為沿初速度方向的斜向上的勻速直線運動和自由落體運動兩個分運動，用矢量合成法則求解。十、勻變速公式應用的思想糾正師：前面我們學習勻變速直線運動時學習了很多勻變速運動公式，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動嗎？生：不能，那只適用于直線運動。生：能！這些公式的適用范圍不僅僅是勻變速直線運動，而是所有的勻變速運動，包括勻變速直線運動和勻變速曲線運動。拋體運動是勻變速曲線運動，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動，大家仔細看看公式里每一部分的量均是矢量，這些公式的計算應該遵循矢量計算法則：三角形定則或平行四邊形