1、抛体运动的规律抛体运动的规律 课题 抛体运动的规 律 单元 5 学科 物理 年级 高一 教材分析教材分析 本节是人教版必修 2 第五章第 4 节的内容，“平抛物体的运动”是 一种比较基本的曲线运动，是运动的合成和分解知识的第一个具体实例 应用，是研究抛体运动及其他曲线运动的前提，也是研究带电粒子在电 场中运动的基础，在高中物理中从知识、方法和物理思想上讲都有极其 重要的地位。 教 学 目 标教 学 目 标 与 核 心 素与 核 心 素 养养 一、教学目标 1、掌握平抛运动的一般研究方法。 2、掌握平抛运动的位置与速度。 3、理解平抛运动可以看做水平方向的匀速直线运动与运竖直方向的 自由落体运动
2、的合运动，并且这两个运动并不互相影响。 二、核心素养 物理观念：用“演绎推理”的方法生成平抛运动的规律，使学生亲历 物理观念建立的过程。 科学思维：利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动，渗 透“化曲为直”“化繁为简”“等效替换”等重要的物理思想。 科学探究：通过实例分析再次体会平抛运动的规律。 科学态度与责任：通过对平抛运动的规律的建立，增强学生学习物 理的兴趣，感受学习成功的快乐。 教学重点教学重点 分析归纳抛体运动的规律 教学难点教学难点 运用数学知识分析归纳抛体运动的规律 教学过程教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 出示动画：平抛运动 观看动画说一说平抛运
3、动的特点是什 观看视频平 温故而知新， 为 么？ 平抛运动：水平方向做匀速直线运动和 竖直方向做自由落体运动 上节课我们通过实验探究了平抛运动的 特点，本节我们将从理论分析的角度， 对抛 体运动的规律作进一步分析。 抛运动并说 一说平抛运 动的特点 从理论分析的 角度对抛体运 动的规律作进 一步分析做铺 垫。 讲授新课 一、平抛运动的特点和分解 1、运动特点 （1）只受重力； （2）初速度沿水平方向与重力垂直。 2、平抛运动的分解 （1） 平抛运动可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。 （2）两个分运动既具有独立性，又具有 等时性。 二、平抛运动的速度 以初速度 v0的方向
4、为 x 轴方向，竖直向 下的方向为 y 轴方向， 建立平面直角坐标系 1、水平方向的速度 分析（1）由于物体受到的重力是竖直向 下的，它在 x 方向的分力是 0，根据牛顿运 观察图中受 力分析说出 平抛运动的 特点和分 解。 进一步巩固平 抛运动的规律 动定律，物体在 x 方向的加速度是 0，所以 水平方向做匀速直线运动。 （2） 由于物体在 x 方向的分速度 vx在运 动开始的时候是 v0， 所以它将保持 v0 不变， 与时间 t 无关，即：vx = v0 2、竖直方向上的速度 （1）在 y 方向受到的重力等于 mg。以 a 表示物体在 y 方向的加速度，应用牛顿第 二定律，得到 mgma，
5、所以 ag，即物体 在竖直方向的加速度等于自由落体加速度。 （2） 物体的初速度 v0沿 x 方向， 它在 y 方向的分速度是 0，所以，物体在 y 方向的 分速度 vy与时间 t 的关系是：vygt 3、平抛运动的速度 根据矢量运算法则，由勾股定理可知： 速度大小 速度的方向 学生阅读课 文 从理论上分 析 水平方向的 速度和竖直 方向上的速 度。 观看下图， 计算平抛运 动的速度大 小和速度的 方向 锻炼学生的自 主学习能力， 深 刻理解水平方 向的速度和竖 直方向上的速 度。 锻炼学生的理 解计算能力。 【例题 1】将一个物体以 10 m/s 的速度 从 10 m 的高度水平抛出， 落地
6、时它的速度方 向与水平地面的夹角 是多少？不计空气阻 力，g 取 10 m/s2 分析： 物体在水平方向不受力，所以加 速度的水平分量为 0，水平方向的分速度是 初速度 v010 m/s；在竖直方向只受重力， 加速度为 g，初速度的竖直分量为 0，可以应 用匀变速直线运动的规律求出竖直方向的分 速度。按题意作图如下，求得分速度后就可 以求得夹角 。 解：以抛出时物体的位置 O 为原点，建 立平面直角坐标系， x 轴沿初速度方向， y 轴 竖直向下。 落地时，物体在水平方向的分速度 vxv010 m/s 根据匀变速直线运动的规律，落地时物 体在竖直方向的分速度vy满足以下关系 vy202gh 由
7、此解出： tan =vy/vx =14.1/10=1.41 即：=55 物体落地时速度与地面的夹角 是 55 针对练习：如图所示，AB 为斜面，倾角 学生分析题 意并在教师 的引导下计 算 锻炼学生的分 析计算能力 为 ，小球从 A 点以初速度 v0水平抛出, 恰 好落在 B 点,重力加速度为 g，求： (1)小球在空中飞行的时间； (2)斜面 AB 的长度； (3)从抛出经过多长时间小球距离斜面最 远？ 答案：(1)t=(2v0tan)/g (2)lAB=(2v02sin)/(gcos2) (3)t1=v0tan/g 三、平抛运动的位移与轨迹 1、水平方向的位移 根据水平方向做匀速直线运动：
8、由 vx v0 得 x = v0t 2、竖直方向上的位移 根据自由落体运动的知识可知，做平抛 运动的物体的竖直分位移与时间的关系是 ： y=gt2/2 3、位移大小 4、位移方向： 5、平抛轨迹 学生练习 学生在教师 引导下说出 水平方向的 位移和 竖直方向上 的位移，并 推导 位移大小和 平抛轨迹 巩固平抛运动 的规律 锻炼学生的推 导能力和逻辑 思维能力 22222 0 1 ()() 2 sxyv tgt= = 0 tan 2 ygt xv 由 x=v0t（1） y=gt2/2（2） 物体的位置是用它的坐标 x、y 描述的， 所以， （1） （2）两式确定了物体在任意时刻 t 的位置和位移
9、。 物体的位置和位移可以由 x、y 确定，物 体的轨迹方程也可以由 x、y 确定。 从（1）式解出 tv0/x，代入（2）式， 得到： 在这个式子中，自由落体加速度 g、物 体的初速度 v0都是常量， 也就是说， 这 个量与 x、y 无关，因此（3）式具有 yax 2 的形式。根据数学知识可知，它的图像是一 条抛物线。 知识拓展 1、由 得： 2、 速度方向的反向延长线与 x 轴的交点 为水平位移的中点。 学生理解记 忆 理解 拓展学生知识 面 0 tan y x v gt vv 0 tan 2 ygt xv tan2tan 【例题 2】如图所示，某同学利用无人 机玩“投弹”游戏。 无人机以
10、v02 m/s 的速度 水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小 球。此时无人机到水平地面的距离 h20 m， 空气阻力忽略不计，g 取 10 m/s2。 （1）求小球下落的时间。 （2） 求小球释放点与落地点之间的水平 距离。 分析 忽略空气阻力， 小球脱离无人机后 做平抛运动，它在竖直方向的分运动是自由 落体运动，根据自由落体运动的特点可以求 出下落的时间，根据匀速直线运动的规律可 以求出小球释放点与落地点之间的水平距 离。 解 （1）以小球从无人机释放时的位置 为原点 O 建立平面直角坐标系如图所示，x 轴沿初速度方向，y 轴竖直向下。设小球的 落地点为 P，下落的时间为 t. 则满足：h
11、1/2gt2 所以小球落地的时间 t s2 s （2）因此，小球落地点与释放点之间的 学生理解分 析并在教师 的引导下计 算 锻炼学生的理 解能力和对知 识的灵活应用 能力 水平距离 lv0t2 2 m4 m 小球落地的时间为 2 s， 落地点与释放点 之间的水平 距离为 4 m。 四、一般的抛体运动 1、斜抛 物体被抛出时的速度 v0不沿水平方向， 而是斜向上方或斜向下方，在运动过程中只 受重力，这种情况常称为斜抛。 2、特点 （1）在水平方向不受力，加速度是 0； （2） 在竖直方向只受重力， 加速度是 g。 3、斜抛物体的速度 初速度 v0与水平方向的夹角为 (1)水平方向分速度 v0
12、xv0cos; (2)竖直方向分速度 v0yv0sin。 (3)根据矢量运算法则，由勾股定理可知 阅读课文总 结斜抛的特 点 看图说出水 平方向分速 度、竖直方 向分速度、 并计算斜抛 物体的速度 锻炼学生自主 学习能力 锻炼学生观察 计算能力， 掌握 矢量的运算 出示图片：喷出的水做斜抛运动 斜向上喷出的水做斜抛运动的径迹可以 认为是斜抛运动的轨迹。 思考与讨论 1：尝试导出表达图中所示 的斜抛运动轨迹的关系式。讨论这个关系式 中物理量之间的关系，看看能够得出哪些结 论。 联立(1)(2)解得： 根据数学知识可知， 它的图像是一 条抛 物线。 思考与讨论 2：物体在空气中运动时， 速度越大，
13、阻力也越大，所以，研究炮弹的 运动时就不能忽略空气阻力。 根据你的推测， 炮弹运动的实际轨迹大致是怎样的？ 炮弹由于空气阻力，水平方向将做变减 速直线运动，在竖直方向上升、下降过程中 学生思考讨 论并推导出 斜抛运动轨 迹的关系式 学生思考与 讨论炮弹运 动的实际轨 迹大致是如 何的。 锻炼学生的讨 论计算以及分 析能力 锻炼学生应用 已知知识处理 实际问题的能 力 加速度大小并不相等，所以实际轨迹不再是 抛物线，由于空气阻力的影响，射程和射高 都减小了。 课堂练习 1、 某同学在做“研究平抛物体运动”的 实验中，忘记了记录小球做平抛运动的起点 位置 O，A 为物体运动一段时间后的位置， 根据
14、如图所示的数据，求出物体做平抛运动 的初速度为_m/s。(g=10 m/s2) 答案：2 2、小球在距地面高 15 m 处以某一初速 度水平抛出,不计空气阻力,落地时速度方向 与水平方向的夹角为 60 ,则小球平抛的初速 度为m/s,当小球的速度方向与水平方 向夹角为 45 时,小球距地面的高度为 m。(g 取 10 m/s2) 答案：10;10 3、一名滑雪运动员以 20 m/s 的速度从 一平台水平飞出，落地点与飞出点的高度差 为 3.2 m，不计空气阻力，g 取 10 m/s2。运动 员飞过的水平距离为 x，所用时间为 t，则下 列结果正确的是（ ） A. x=16 m，t=0.50 s
15、 B. x=16 m，t=0.80 s C. x=20 m，t=0.50 s 学生练习 巩固本节知识 D. x=20 m，t=0.80 s 答案：B 4、小张同学学习了平抛运动知识后，想 测出玩具手枪子弹射出时的速度。他将手枪 架在离地高 80 cm 的课桌上，将子弹水平射 出，测得子弹着地时离课桌的水平距离约为 10 m，则子弹射出时的速度大小约为 （ ） A. 10 m/s B. 15 m/s C. 25 m/s D. 40 m/s 答案：C 拓展提高 1、如图所示，斜面上有 a、b、c、d 四 个点，ab=bc=cd.从 a 点正上方的 O 点以速度 v 水平抛出一小球，它落在斜面上 b
16、 点.若小 球从 O 点以速度 2v 水平抛出，不计空气阻 力，则它落在斜面上的（ ） A. c 点 B. b 与 c 之间某一点 C. d 点 D. c 与 d 之间某一点 答案：B 2、取水平地面为重力势能的零势能面， 一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动 能是重力势能的一半.不计空气阻力，该物块 落地时的速度方向与水平方向的夹角的正切 值 tan 为（ ） A. 2 2 B. 1 C.2 D. 2 答案：C 课堂小结 1、 平抛运动可分解为水平方向的匀速直 线运动 vx=v0 2、竖直方向的自由落体运动 vygt 3、平抛运动的速度 4、平抛运动的位移 5、平抛轨迹： 6、斜抛物体的速
17、度 梳理自己本 节所学知识 进行交流 根据学生表述， 查漏补缺， 并有 针对性地进行 讲解补充。 板书 一、平抛运动的特点和分解 1、运动特点：初速度沿水平方向且只受 重力 2、平抛运动的分解 平抛运动可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。两个分运 动既具有独立性，又具有等时性 二、平抛运动的速度 三、平抛运动的位移与轨迹 2222 2 0 xy vvvvg t= = 22222 0 1 ()() 2 sxyv tgt= = 2222 2 0 xy vvvvg t= = 1、位移 2、轨迹 四、一般的抛体运动 斜抛物体的速度 22222 0 1 ()() 2 sxyv tgt= =
