2019-2020年高中物理《平拋運動》教案5 魯科版必修2.doc

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2019-2020年高中物理《平拋運動》教案5 魯科版必修2 教學要求： 1．知識目標：　 　 (1) 知道平拋運動形成的條件和平拋運動的軌跡是拋物線. 　 (2) 理解平拋運動是勻變速運動，其加速度恒為g. （3）理解平拋運動可以看做水平方向的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動，并且這兩個分運動并不互相影響. ?。?）會用平拋運動的規(guī)律解答有關問題. 2．素質目標 （1）．通過觀察演示實驗，概括出平拋物體運動的特征，培養(yǎng)學生觀察、分析能力；通過對教材上所附彩圖“平拋物體的閃光照片”和CAI課件的分析，啟發(fā)學生：處理物理問題可以利用各種技術手段來彌補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)造新的測量儀器。 （2）．利用已知的直線運動的規(guī)律來研究復雜的曲線運動，滲透物理學“化曲為直”、“化繁為簡”的方法及“等效代換”的思想。 3．德育目標 引導學生認識事物的獨立性和事物發(fā)展過程中的必然聯(lián)系，培養(yǎng)學生邏輯思維能力和分析問題、解決問題的能力。 教學重點、難點分析 1．重點是平拋運動的規(guī)律和平拋物體的位置、速度與時間的關系； 2．平拋運動是怎樣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的？這是難點，也是教學的重點。 教 具 1．演示平拋的物體與自由落體同時落地： 平拋與自由落體實驗器（包括兩個不同顏色、同樣大小的小球、小錘、支架等）； 2．演示平拋運動和它的兩個分運動： 平拋豎落演示器（包括電源、三個鋼球） 3．分析實驗數(shù)據(jù) 平拋物體的閃光照片（課本彩圖）、刻度尺、鉛筆； 4．CAI課件 （1） 模擬動態(tài)演示手槍水平射出子彈的過程和小球沿軌道做平拋運動的過程。 （2） 模擬演示平拋運動和它的兩個分運動的位移、速度隨時間的變化。 （3） 模擬動態(tài)演示“飛機投彈”（例題）和“手槍射中松鼠實驗”練習。 （4） 模擬動態(tài)演示平拋運動和它的兩個分運動的獨立性和等時性。 教學過程 （一）引入新課 分別觀察從水平軌道拋出的小球、手槍水平射出的子彈、水平飛行的飛機投下的炸彈三個運動現(xiàn)象，比較它們運動的共同點。 引導回答：（1）三個運動都具有水平初速度。 （2）三個運動在忽略空氣阻力的情況下，都只受重力。 （3）三個運動的軌跡都是曲線。 CAI演示：從水平軌道拋出的小球的運動和運動情況分析 引入課題：我們把這一類型的曲線運動叫做平拋運動，這就是本節(jié)課要學習的內(nèi)容。 （二）新課教學 一．平拋物體的運動 1． 定義： 問：什么是平拋運動？ 引導全體同學閱讀讀課本概念：將物體用一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運動，叫做平拋運動。 2．形成平拋運動的條件： 問：形成平拋運動的條件是什么？ CAI演示：平拋運動形成的條件 引導個別回答： （1）物體具有水平方向的初速度；（2）運動過程中物體只受重力。 3． 運動性質： 問：平拋運動是勻變速運動還是非勻變速運動？ 引導分析：勻變速運動：只受重力→加速度恒為g 曲線運動： 合外力（重力）方向與速度方向不再一條直線上 平拋運動是勻變速曲線運動 二．平拋運動的分解 問：怎樣研究平拋物體的運動呢？ 引導回答：用運動的分解來研究，將平拋運動分解為水平方向和豎直方向的兩個分運動來研究。 （1）平拋運動的水平分運動是勻速直線運動 理論分析：水平方向物體不受力，但物體有一個初速度，因此在水平方向上由于慣性，物體做勻速直線運動。 實驗演示：在平拋豎落演示器的兩個斜槽上的電磁鐵J1和J2上各吸住一個小球A和B，切斷電源后，A離開水平末端后做平拋運動，B進入水平軌道后勻速直線運動， 觀察現(xiàn)象：A和B同時到達演示器右下方的小圓環(huán)中。 分析推理：由于兩球運動時間較短，空氣阻力和軌道對B球的摩擦阻力可不計，B球的運動可視為勻速直線運動，A、B從釋放到斜槽末端水平部分的高度差相同，故A球拋出時的水平初速度與B球沿水平軌道運動的速度相同，再由A、B運動時間相同，可知：平拋運動的水平分運動是勻速直線運動。 演示：在平拋豎落演示器的三個電磁鐵上分別吸住A、B、C三個小鋼球。切斷電源，當A開始平拋時撞擊彈簧片使J3斷電，C同時開始做自由落體運動。觀察得知：三球同時入杯。 分析推理：A沿水平拋出的同時，B以相同的速度沿水平軌道做勻速運動，C做自由落體運動，它們的運動時間相同，說明平拋運動可以分解為沿水平方向的勻速直線運動和沿豎直方向的自由落體運動。 （3）分析驗證 在“平拋物體的閃光照片”上用鉛筆畫幾條豎直線，間隔要相等，并且過小球的球心，用刻度尺測量這些小球之間的水平距離和豎直距離，再用學過的知識計算一下豎直分運動的加速度。（照片上水平線間的實際距離是15cm，每隔1/30s拍攝的。） 三．平拋運動的規(guī)律 由上述演示實驗，可知：平拋運動可以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。 電子板書（邊分析邊填） 物理量 運 動 位 移 (圖1) 速 度 （圖2） 加速度 水平分運動 （勻速直線運動） x = V0t Vx=V0 ax = 0 豎直分運動 （自由落體運動） y= Vy=g t ay = g 合運動 （平拋物體的運動） S= Vt = a = g （1）平拋運動的位移求法 明確：以拋出點為坐標原點，取初速度V0方向為x軸正方向，重力方向即豎直向下為y軸正方向。 從拋出點開始計時，t時刻質點的位置P（x，y）， 如1所示。 水平位移： （用水平分運動規(guī)律求） 豎直位移： （用豎直分運動規(guī)律求） （2） 由于從拋出點開始計時，所以t時刻質點的坐標為（x，y），與時間t內(nèi)質點的水平位移和豎直位移相等，因此（1）（2）兩式是平拋運動的兩個分運動的位移公式。 ②求時間t內(nèi)質點的位移——用兩個分運動的位移的合成求合位移 位移方向可用s與x軸正方向的夾角表示。 由（1）（2）兩式消去t，可得： 由（1）（2）式消去t，可得： y= 由數(shù)學知識得到：平拋運動的物體的軌跡是拋物線。 （2）平拋運動的速度求法 如圖2所示。 水平分運動的速度：vx = v0 (勻速運動規(guī)律) 豎直分運動的速度：vy = gt （自由落體運動規(guī)律） t時刻平拋物體的速度（合速度）： vt是由水平分運動的速度vx和豎直分運動的速度vy合成的。 vt的大小 vt的方向可用vt與x軸正方向夾角來表示，滿足下述關系。 （3）平拋運動的加速度： 水平分運動的加速度：ax = 0 (勻速運動規(guī)律) 豎直分運動的加速度：ay = g （自由落體運動規(guī)律） 合運動的加速度： a = g 四．應用平拋運動規(guī)律解題 例題一. 教材87頁例題 一架老式的飛機在高出地面0.81 km的高度，以2.5102 km/h的速度水平飛行，為了使飛機上投下的炸彈落在指定的目標上，應該在與轟炸目標的水平距離為多遠的地方投彈？不計空氣阻力。 【引導學生分析】 1. 炸彈的運動為平拋運動——初速度水平，只受重力. （“投彈”就是炸彈從飛機上釋放，（不是從飛機上發(fā)射出去）炸彈被釋放時具有飛機當時的水平速度（由于慣性），離開飛機后只受重力，忽略空氣阻力，炸彈將做平拋運動） 2.炸彈為什么不能在目標正上方投彈？——水平方向有速度. 3.如何確定投彈地點與目標的水平距離——需要知道時間和水平速度. 4.水平速度應為飛機的速度——慣性. 5.飛行時間如何確定——運動的獨立性，豎直方向運動的時間與水平方向運動的時間相同. 【CAI演示】飛機投彈恰好落在目標上，顯示水平位移和豎直位移。 【解】：炸彈落地所需時間由豎直方向的高度決定，而豎直方向上炸彈的運動為自由落體運動，所以由得： 在此期間炸彈通過的水平距離為. 代入數(shù)值得：x=0.89 km. 【例題拓展】 （1）求炸彈落到目標上時的速度大小和方向。 （2）如果目標在同向運動或者相向運動呢？ 例題2：一轟炸機沿水平方向作勻速直線運動，從飛機上每隔一秒鐘釋放一個炸彈，則下列說法正確的是：【 】 A. 炸彈在空中排成豎直的直線 B. 兩炸彈間的距離隨時間的增加而增大 C. 各炸彈落地的時間間隔相等 D. 炸彈落地（地面水平）時形成的彈坑成等間距的 請同學們討論后發(fā)言，并闡述作出判斷的依據(jù)。 演示CAI課件： ①飛機水平飛行投下1個炸彈：顯示平拋軌跡（注意觀察：鐵球落地前總在飛機正下方） ②飛機每隔1S投下1個炸彈：顯示各自的平拋軌跡。 課堂小結 1．具有水平速度的物體，只受重力作用時，形成平拋運動。 2． 平拋運動可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。 平拋運動的位移等于水平位移和豎直位移的矢量和。 平拋運動的瞬時速度等于水平分運動的速度和豎直分分運動速度的矢量和。 3．平拋運動是一種勻變速曲線運動。 4．飛行時間只由豎直分運動即自由落體運動決定，即飛行時間t決定于高度h，與水平方向的分運動無關。 5．研究平拋運動的規(guī)律時涉及八個物理量：V0、Vy、V、x、y、S、t、，已知任意兩個可以求出其它六個。 6．如果物體受到恒定合外力作用，并且合外力跟初速度垂直，形成類似平拋運動，只需把公式中的g換成a，其中a=/m，可類似平拋運動的方法進行研究。 五、電子板書： 一．平拋物體的運動 1．定義： 2．形成平拋運動的條件： （1）物體具有水平方向的初速度 （2）運動過程中物體只受重力 3．運動性質：勻變速曲線運動 二．平拋運動的分解 1．平拋運動在豎直方向上的分運動：自由落體運動 2．平拋運動的在水平方向上的分運動：勻速直線運動 三．平拋運動的規(guī)律 物理量 運 動 位 移 (圖1) 速 度 （圖2） 加速度 水平分運動 （勻速直線運動） x=V0t Vx=V0 ax=0 豎直分運動 （自由落體運動） y= Vy=gt ay=g 合運動 （平拋物體的運動） S= V= a =g