高中物理 抛体运动的规律的教学案

抛体运动的规律
新课标要求
（一）知识与技能
1、理解平抛运动是匀变速运动，其加速度为g。

2、掌握抛体运动的位置与速度的关系。

（二）过程与方法
1、掌握平抛运动的特点，能够运用平抛规律解决有关问题。

2、通过例题分析再次体会平抛运动的规律。

（三）情感、态度与价值观
1、有参与实验总结规律的热情，从而能更方便的解决实际问题。

2、通过实践，巩固自己所学知识。

教学重点
分析归纳抛体运动的规律
教学难点
应用数学知识分析归纳抛体运动的规律
教学方法
教师启发、引导，学生归纳分析、讨论、交流学习成果。

教学工具
平抛运动演示仪、投影仪等多媒体教学设备
复习提问：
处理质点在平面内的曲线运动的一般方法是什么？
可以选择平面直角坐标系，运用运动的合成与分解的方法求解。

教学过程
（一）引入新课
由几段视频引入新课，本节课我们来研究可以忽略阻力的抛体运动。

（二）进行新课
以一定的速度将物体抛出去，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力，它的运动即为抛体运动，日常生活中还有哪些抛体运动呢？（学生举例）
一、平抛运动的定义
在这些例子中，如果抛体运动的初速度是水平方向这种运动称为平抛运动。

下面我们来对水平抛出的粉笔头进行受力分析。

（只受重力）（学生回答）（注意纠错）平抛运动的条件（1）只受重力（2）初速度方向水平
平抛运动加速度的特点：受力恒定加速度恒定为g
所以平抛运动又是一种特殊的匀变速曲线运动
二、研究平抛运动
猜想：平抛运动可以分解为什么样的运动？（理论分析）
1、抛体的位置
教师活动：引导学生阅读教材，独立推导抛体运动的位置坐标。

为了便于研究，推导时考虑以下问题：
1、应该沿什么方向建立坐标系？
2、应以哪个位置作为坐标原点？
学生活动：在练习本上建立平面直角坐标系，推导t时刻小球在水平方向和竖直方向上
的位置坐标x 、y .
为了研究问题的方便，应该沿水平方向和竖直方向建立坐标系，并取小球刚被水平抛出
瞬间的位置换作为坐标原点。

建立水平方向为X 轴，竖直方向为Y 轴的平面直角坐标系
水平方向：合力为O 匀速直线运动 x ＝vt
竖直方向：合力恒定为重力，加速度为g 匀变速直线运动 y ＝2
1gt 2 教师活动：巡回指导，掌握学生的推导过程。

引导学生分析、点评。

点评：通过学生推导分析，提高学生分析解决问题的能力。

通过推导，体会成功的喜悦。

为进一步研究轨迹方程做好准备，为进一步研究轨迹方程做好准备。

教师活动：课件演示，讨论以速度v 水平抛出的物体的运动轨迹。

引导学生独立思考，独立寻找求解轨迹的方法。

学生活动：在练习本上建立平面直角坐标系，利用上面推导出的位置坐标x 、y 的表达
式，消去时间t ，得到轨迹方程，即x 与y 的关系式。

点评：培养学生运用数学知识分析解决物理问题的能力。

教师活动：巡回指导，掌握学生的推导过程。

投影学生的推导过程，引导学生分析、点评。

从轨迹方程可以看出，其轨迹为抛物线。

提出问题：如果将物体斜向上或斜向下抛出，物体的运动轨迹是怎样的呢？
引导学生阅读教材有关内容。

其轨迹仍为抛物线。

研究物体的合位移大小为 S ＝22y x + ＝222)2
1
()(gt vt + 方向为0
2tan v gt x y ==α，其中α为位移与水平方向的夹角。

（课件演示：重要的三角形，指导学生识图）
2、抛体的速度
教师活动：物体抛出后，速度大小和方向时刻变化，我们如何来研究抛体运动的速度呢？
试以平抛运动为例推导出t 时刻运动的速度。

学生活动：认真思考，在练习本上推导出t 时刻平抛运动的速度。

教师活动：巡回指导，掌握学生的推导过程。

投影学生的推导过程，引导学生分析、点评。

平抛运动的物体水平方向上不受力，匀速运动，故v v x =；
竖直方向上自由落体运动，故gt v y =。

由勾股定理可知，合速度大小为2222)(gt v v v v y x t +=+=
， 方向v
gt =θtan ，其中θ为合速度与初速度间的夹角。

学生活动：在练习本上划出运动草图，分析求解。

点评：培养学生运用所学知识分析解决实际问题的能力。

教师活动：巡回指导，掌握学生的解题过程。

投影学生的推导过程，引导学生分析、点评。

（课件演示：重要的三角形，指导学生识图）
（三）课堂例题
例.把一个物体从距地面10米高处以10米/秒的速度水平抛出
求:1.物体落地所需的时间是多少?
2.物体水平方向的位移是多少?
3.物体落地时的速度大小是多少?
总结：l）平抛运动物体的飞行时间由什么量决定？
2）平抛运动物体的水平飞行距离由什么量决定？
3）平抛运动物体的落地速度由什么量决定？
答1）飞行时间由高度决定,且由运动的合成与分解可知水平方向的运动和竖直方向的运动具有等时性(研究平抛运动问题求时间是关键)
2）水平飞行距离由初速度和高度共同决定
3）落地速度由初速度和高度共同决定
课堂练习
1、一架飞机水平匀速飞行，从飞机上每隔1 s释放一个铁球，先后共释放4个。

若不计空气阻力，从地面上观察4个球（）
A.在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是等间距的
B.在空中任何时刻总是排成抛物线，它们落地点是不等间距的
C.在空中任何时刻总在飞机正下方，排成竖直的直线，它们的落地点是等间距的
D.在空中任何时刻总在飞机正下方，排成竖直的直线，它们的落地点是不等间距的
2.在一次摩托车跨越壕沟的表演中，摩托车从壕沟的一侧以速度v＝40m/s沿水平方向向另一侧，壕沟两侧的高度及宽度如图所示，摩托车可看做质点，不计空气阻力。

落地速度？
（1
（备用）3、如图所示，以9.8 m/s的水平初速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角θ＝30°的斜面上，则物体飞行的时间是多少?
教师活动：让学生概括总结本节的内容。

请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

课堂小结
总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

【说明】在解决平抛运动的问题时，要将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，时间相同是两分运动联系的桥梁.求解时往往根据竖直方向的分运动求时间.
课余作业
课后讨论完成P43“问题与练习”中的问题。

教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。

学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

课后检测
1．甲、乙两球位于同一竖直线上的不同位置，甲比乙高h ，如图所示，将甲、乙两球分别以v 1、v 2的速度沿同一水平方向抛出，不计空气阻力，下列条件中有可能使乙球击中甲球的是（ ）
A ．同时抛出，且v 1<v 2
B ．甲比乙后抛出，且v 1>v 2
C ．甲比乙早抛出，且v 1>v 2
D ．甲比乙早抛出，且v 1<v 2
2．物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角θ的正切tg θ随时间的变化图像是图中的（ ）
3．在高空水平匀速飞行的飞机上每隔1s 钟释放一枚炸弹，在不计空气阻力的情况下（ ）
A ．从地面看炸弹在空中排成一条竖直线
B ．从地面看炸弹在空中排成一条抛物线
C ．从飞机上看炸弹在空中排成一条竖直线
D ．每一枚炸弹的运动轨迹是一条抛物线
4．如图所示为一小球作平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm ，g =10m/s 2，求：
（1）闪光频率；
（2）小球运动的初速度的大小； （3）小球经过B 点时的速度大小．
5．如图所示，在倾角为θ的斜面顶端A 处以速度v 0水平抛出一小球，落在斜面上的某一点B 处，设空气阻力不计，求：
（1）小球从A 运动到B 处所需的时间、落到B 点的速度及A 、B 间的距离．
（2）从抛出开始计时，经过多长时间小球离斜面的距离达到最大？这个最大距离是多少？
[解析]（1）小球做平抛运动，同时受到斜面体的限制，设从小球从A 运动到B 处所需的时间为t ，则：水平位移为x =v 0t 竖直位移为y =221gt 由数学关系得到：θtan )(2
102t v gt = 即小球从A 运动到B 处所需的时间为：g v t θtan 20= 小球落到B 点的速度为：v =2
20)(gt v +=v 0θ2tan 41+
A 、
B 间的距离为：s =θcos x =θθcos tan 220g v t = （2）从抛出开始计时，设经过t 1时间小球离斜面的距离达到最大，当小球的速度与斜面平行时，小球离斜面的距离达到最大，最大距离为H ．
因 v y 1=gt 1=v 0t an θ，
所以 g
v t θt a n 01= x =v 0t =g v θtan 20 y =221gt =g
v 2tan 220θ 又 θcos H +y=xtan θ 解得最大距离为：H =g
v 2tan sin 20θθ。