第一篇:高中物理 第三節 拋體運動的規律-1教案 新人教版必修2
5.3拋體運動的規律教學設計
教學分析 1.教材分析
拋體運動是自然界常見的運動形式。與過去不同的是,教材的出發點不是直接告訴結論:物體在水平方向做勻速運動、豎直方向做自由落體運動,而是說它在水平方向受力如何、豎直方向受力如何;既然受這樣的力,它在這兩個方向上的位置(坐標)與時間的關系就應該是對應確定的。學習物理學就要學習它的基本方法,而在力學里,根據受力確定物體的運動規律,包括它的坐標隨時間變化的規律,進而解決其他問題,這是一個基本方法。
《課程標準》要求“會用運動的合成與分解的方法分析拋體運動”,顯然教材的這種處理對“方法”給予了更多的關注和更高的要求。
學生在學習了直線運動有關的知識和方法后,通過前幾節的學習,逐步將目光由一維情景轉向二維情景,拓展了自己的視野和心境。教學時,建立了拋體運動的概念后,平拋運動概念不需要從大量例子中歸納,抽象,只需說明平拋運動特點的條件即可。
在討論拋體的位置,軌跡和拋體的速度問題時,把平拋運動作為一個典型的案例,應用運動的合成與分解方法和牛頓第二定律確定拋體運動的位置和速度,并用數學方法得到軌跡方程。這是一種重視理論分析與演繹的思維方式,有利于培養學生解決問題的能力。
2.學情分析
學生在日常生活,體育運動中,都有拋擲物體的經歷,也有觀察拋體運動的經歷。也大概知道拋體運動的軌跡特點。因拋體運動在物理中是一個理想化的概念應注意引導學生把生活概念提升到物理概念。拋體運動是學生第一次應用運動的分解和合成的方法分析曲線運動的規律。對掌握研究平拋運動的方法有一定的難度。但是這種方法在力的合成與分解,運動的合成與分解的學習中學生已有基礎,并且學生已有直線運動知識準備及牛頓第一,二定律作基礎。可以接受和深入理解用兩個運動的合成的方法討論平拋運動,實現知識遷移。3.設計思路
本節課內容在知識涉及面上既有平拋運動又有斜拋運動,教學開始先讓學生通過現象感知,得出拋體運動概念及平拋運動概念。然后再通過理論分析,猜想平拋運動的規律。最后再通過化曲為直,化難為簡的思想方法,運用運動的合成與分解的方法探究平拋運動的規律。通過領會平拋運動的分析方法,使學生的思維方式得到升華。教學當中及時的練習可以加深同學對知識的理解,讓他們感受知識的應用價值和教育功能。
用心
愛心
專心 1 教學目標 知識與技能
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 2.理解平拋運動的運動學規律,其加速度為重力加速度。
3.從運動學角度理解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。過程與方法
1.體會平拋運動的規律的探究過程,體會運動的合成與分解在探究平拋運動規律中的應用。
2.平拋運動的研究方法——可以用兩個簡單的直線運動來等效替代。利用已知的直線運動來研究復雜的曲線運動。滲透物理學等效替代的思想。情感態度與價值觀
1.培養學生仔細觀察,認真思考,積極參與,勇于探究的精神。
2.培養學生將所學知識應用于實踐的意識和勇氣,主動探究實現知識的遷移。教學重點難點
重點:分析歸納拋體運動的規律——運動的合成與分解的方法 難點:應用數學知識分析歸納拋體運動的規律 教學方法
理論探究,啟發引導,歸納分析。教學流程
(一)情景導入,體驗感知,生成概念。課件投影觀看視頻
(設計意圖:創設情境,激發學生思考,感知拋體運動)課件展示平拋運動的性質
(設計意圖:引導學生通過理論分析得出平拋運動的概念,性質)
(二)實驗演示,理論探究把握平拋運動的規律 一.平拋運動的研究方法
由化曲為直思想,引導學生通過理論分析猜想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,然后課件展示平拋運動的動畫。通過演示實驗驗證猜想。
用心
愛心
專心
二、平拋運動的規律
課件展示
二、平拋運動的規律ox1、位置x?v0ty?1gt22y2、軌跡y?g2x22v0平拋運動的軌跡是一條拋物線
3、位移x?v0ty?1gt22Ov0θlAxP(x,y)By位移大小:l?x2?y2?(v0t)2?(方向:tan?1gt2ygt??2?xv0t2v01gt2)224、速度vx?v0vy?gt速度大小:方向:Ov0αxP(x,y)vxyvy22vx?vy?v2v0?(gt)2v?tan??vyv0(設計意圖:用運動合成和分解的方法,利用數學知識探究平拋運動物體的位置,軌跡、位移、速度。學生推導加強對學生的動手能力的培養。)
用心
愛心
專心
gt?v0(三)知識遷移深化
Oθv0O′lαAxP(x,y)
2、速度方向的反向延長線與x 軸的交點O ′有什么特點?速度方向的反向延長線與x軸的交點為水平位移的中點。Bαvx=v0yvyv1、位移偏向角θ與速度偏向角α有什么關系?1gt2ygt2tan????位移偏向角θ:xv0t2v0gt速度偏向角α:tan???v0v0vytan??2tan? 例1 小球從h 高處以v0的初速度做平拋運動,求小球在空中的飛行時間t 和水平射程x ?Ov0hx小球在豎直方向做自由落體運動,由h?1gt22得t?2hg平拋運動在空中的飛行時間僅與下落的高度h有關,與初速度v0 無關。平拋物體的水平射程(落地時的水平位移)與初速度v0 和下落的高度h有關。小球在水平方向做勻速直線運動,水平射程x?v0t?v02hg(設計意圖:通過拓展,得出位移偏向角與速度偏向角之間的關系。再通過例題的講解練習,使學生對平拋運動的時間,射程有一定的認識。這樣平拋運動的決定因素的得出就水到渠成,學生也容易理解。
用心
愛心
專心 4平拋運動的決定因素(1)飛行時間:(2)水平射程:t?2hgx?v0t?v02hgt(3)位移偏向角θ與速度偏向角α:tan??2tan?
(四)總結
總結:利用勻速,勻變速直線運動規律求解分位移、分速度分解合成勻速直線運動和勻變速直線運動(直線運動)平拋運動平拋運動(曲線運動)(曲線運動)
(五)板書設計
1.平拋運動的定義:
將物體用一定的初速度水平拋出,物體只在重力作用下的運動叫平拋運動 2.平拋運動的性質: 勻變速曲線運動 3.平拋運動的規律
(六)布置作業
(七)課后反思
用心
愛心
專心 5
第二篇:高中物理新課標版人教必修2優秀教案: 拋體運動的規律
拋體運動的規律
整體設計
本節課的主要內容是拋體運動的概念和規律的教學.平時生活中的一些錯誤的思維定勢會影響學生對拋體運動規律的理解.本節課從理論上通過對拋體運動位移和速度規律的分析,引導學生獨立利用已有概念探索新知識,培養創造思維和獨立學習能力.平拋運動是整個曲線運動知識的重要內容之一.采用的是運動的合成與分解的方法,它是一種研究運動的基本方法,它能將復雜的問題化為簡單的問題.其研究方法還是解決“帶電粒子在電場中偏轉運動”的重要規律之一.拋體運動(重點是平拋運動)是學生第一次應用運動的分解和合成的方法分析曲線運動的規律,對掌握研究平拋運動的方法有一定的難度,這種方法在“力的合成與分解”“運動的合成與分解”的學習中學生已有基礎,并且學生已有直線運動知識準備及牛頓第一定律、第二定律作為基礎,可以接受和深入理解用兩個運動的合成的方法討論平拋運動,實現知識的遷移.在教學中應讓學生主動嘗試應用這種方法來解決平拋物體運動規律這個新問題.為了讓學生能順利地掌握研究平拋運動的方法,在教師的引導下,通過日常生活中平拋運動的現象與生產、生活的聯系,使學生更深入理解運動的規律.平拋運動規律的推導要從牛頓第二定律出發,先分析水平方向受力如何、豎直方向受力如何,再講水平方向的勻速直線運動、豎直方向的自由落體運動.這是因為在力學里,根據受力確定物體的運動規律,是一個基本方法.這是新教材與過去教材的不同.教學重點
1.平拋運動、拋體運動的特點和規律.2.用平拋運動、拋體運動規律去解答有關問題.教學難點
1.讓學生能根據運動合成與分解的方法探究出平拋運動和斜拋運動的一般規律.2.學習和借鑒本節課的研究方法解決實際問題.課時安排
1課時 三維目標 知識與技能
1.會用運動的合成與分解的方法分析平拋運動.2.知道平拋運動可以看成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,并且這兩個運動互不影響具有獨立性.3.能應用平拋運動的規律交流討論并解決實際問題.在得出平拋運動規律的基礎上進而分析斜拋運動.分析斜拋運動不在具體規律,而在方法.過程與方法
1.學生能通過對生活事例的分析得出平拋運動的定義.2.體會平拋運動規律的探究過程,體會運動的合成和分解在探究平拋運動規律中的應用.3.平拋運動的研究方法——可以用兩個簡單的直線運動來等效替代.利用已知的直線運動的規律來研究復雜的曲線運動,滲透物理學等效代換的思想.4.掌握平拋運動的研究方法的基礎上自主探究斜拋運動.情感態度與價值觀
1.培養學生仔細觀察、認真思考、積極參與、勇于探索的精神.2.培養學生將所學知識應用于實踐的意識和勇氣,主動探究實現知識遷移.課前準備
自制多媒體課件、小球
教學過程 導入新課
故事導入
1992年11月15日是柯受良永生難忘的日子,這一天他創下了飛躍長城的壯舉,此次飛越的距離雖僅有30米,但地勢險要,落點前面是懸崖峭壁,稍不慎就會撞得粉身碎骨,因此不少人說,這是在“賭命”.但見他面帶笑容和自信,騎著摩托車以每小時100碼的速度沖上斜坡,然后再加速,突然,天空中劃出一道弧線,摩托車就重重地落在接應臺上,整個過程不到10秒鐘,在場的觀眾看著這一驚險場面,無不目瞪口呆.就是在祖**親的博大懷抱中,柯受良成為世界上第一個飛越長城的人,這是他人生輝煌的一個轉折點.1997年,香港回歸前夕,柯受良駕駛跑車成功飛越了黃河天塹壺口瀑布,長度達55米.飛越當天刮著大風,第一次飛越沒有成功,但第二次成功了,其中有過很多危險的動作,但他都安全度過了,因此獲得了“亞洲第一飛人”的稱號.情景導入
1.沿多個角度將粉筆拋出.2.沿多個角度將紙片拋出.粉筆和紙片都是拋體運動嗎?什么是拋體運動?以一定的初速度將物體拋出,在空氣阻力可以忽略的情況下,物體所做的運動叫做拋體運動.今天我們用運動分解的觀點來分析拋體運動.3.將小球從講桌推向桌邊,小球離開講桌做的運動是平拋運動.那么,什么是平拋運動呢?平拋運動有什么規律呢? 復習導入
1.復習物體做直線運動的條件和做曲線運動的條件.2.復習運動的合成和分解的方法,并理解分運動與合運動的等時性和各分運動的獨立性,指出這種方法在解決復雜運動問題時的作用.3.復習如何用坐標描述做一維運動和二維運動的物體的位置和速度.4.復習勻變速直線運動規律的數學表達式.推進新課
演示:將粉筆以與水平方向各種夾角拋出,說明:在空氣阻力可以忽略的情況下,粉筆都在做拋體運動.引導學生分析得出: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.物體做平拋運動有兩個條件:①有水平初速度;②運動過程中只受重力.請同學們想一想,平時生活中你見過平拋運動嗎?舉例說明.研究物體的運動規律就是要確定物體在任一時刻的位置和速度.一、拋體的位置
首先,研究初速度為v0的平拋運動的位置隨時間變化的規律.教師設疑:還能像描述勻變速直線運動那樣,用一維坐標來描述平拋物體的運動位置嗎?
不能,由于拋體運動是曲線運動,至少要用二維坐標才能描述平拋物體的運動.演示:貼近黑板,在黑板的平面上,用手把小球水平拋出,用粉筆記下小球離開手的位置,描出軌跡.我們以小球離開手的位置為坐標原點,以水平拋出的方向為x軸的方向,豎直向下的方向為y軸的方向,建立坐標系,并從這一瞬間開始計時.用牛頓第二定律的觀點分析水平方向、豎直方向的力和運動的特征.問題1:豎直方向受什么力,有沒有加速度,有沒有初速度?水平方向受什么力,有沒有加速度,有沒有初速度?
問題2:是否可以把平拋運動看成是水平方向和豎直方向上兩個運動的合成,這兩個方向上的運動各有什么特點呢?
結論1:因拋出時,物體只受重力的作用,豎直方向有大小為g的加速度,沒有初速度;不受水平方向的力,所以,小球在水平方向沒有加速度,水平方向保持初速度v0不變.2:平拋運動可以看作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,并且兩個分運動與平拋運動具有等時性.平拋運動物體在任意時刻t的位置:
x=v0t(1)y=12gt2(2)
12平拋運動物體在任意時刻t的位移:s=OP?
二、拋體的軌跡
x?y22?(v0t)?(2gt).22例1 討論以速度v0水平拋出的物體的運動軌跡.分析:在初中數學中已經學過,直角坐標系中的一條曲線可以用包含x、y的關系式來代表.平拋運動的軌跡能否用包含x、y的關系式來代表呢? 解答:將(1)(2)兩式消去時間t得到軌跡方程y=
g2v02x
2上式為拋物線方程,“拋物線”的名稱就是從物理來的.課堂訓練
(1)在距地面高為h=20 m處,有兩個物體A、B,在A以v0=20 m/s平拋的同時,B物體做自由落體運動,問誰先落地()
A.A先落地
B.B先落地
C.同時落在
(2)某人從一列在平直鐵軌上勻速行駛的列車上,將一物體自由地釋放于窗臺外,在不計空氣阻力的情況下,則本人看到該物體的運動軌跡是()
(3)在上題中,若有一個人站在地面上靜止不動,則看到該物體的運動軌跡是()
參考答案:(1)C(2)A
(3)C
自主探究
如果物體拋出時的速度v0不沿水平方向,而是斜向上方或斜向下方且僅受重力,這樣的斜拋運動怎么分析? 知識拓展
斜拋運動的位置
問題:1.斜拋運動的物體僅受重力,水平方向的速度變化嗎?如果水平速度不變,應該有多大? 2.斜拋運動與平拋運動在豎直方向上相比,有什么相同和不同? 結論:1.水平方向做速度為vx= v0cosθ的勻速直線運動.2.豎直方向做初速度為vy=v0sinθ豎直上拋運動或豎直下拋運動.斜上拋運動: x=vxt=v0cosθ·t y=v0sinθ·t-斜下拋運動:x=vxt= v0cosθ·t y=v0sinθ·t+
三、拋體的速度
要求學生畫出在平面坐標中平拋運動的軌跡和速度的方向,同樣道理,先把平拋運動分解,確定兩個分運動在某時刻的速度,再將兩個分速度合成,就是平拋運動的速度.水平速度:vx=v0
1212gt2 gt2
豎直速度:vy=gt平拋運動的速度:vt的大小vt=vx?vy?22v0?2gh.2例2 一個物體以10 m/s的速度從10 m的高度水平拋出,落地時速度的方向與地面的夾角θ是多少(不計空氣阻力)? 分析:物體在水平方向不受力,所以加速度為0,速度總等于初速度v0=10 m/s;在豎直方向的加速度為g,初速度為0,可以用勻變速運動的規律.解答:落地時,物體在水平方向的速度vx=v0=10 m/s.落地時豎直方向的速度記為vy,在豎直方向遵循勻變速運動的規律,有
vy=2gh,由此解出vy=14.1 m/s 2tanθ=vy/vx=1.41,θ=55° 課堂訓練
1.平拋運動物體的飛行時間由什么量決定?寫出表達式.2.平拋運動物體的水平飛行距離由什么量決定?寫出表達式.3.平拋運動物體的落地速度由什么量決定?寫出表達式.參考答案:1.飛行時間由高度決定,表達式為:t=
2hg2hg.2.飛行水平距離由高度和初速度決定,表達式:x=v0.3.落地速度由初速度和高度決定,表達式:v=v0?2gh.課堂小結
本節課主要內容包括:1.拋體運動和平拋運動的概念: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.平拋運動可以看作水平的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動.并且兩個分運動與平拋運動具有等時性;3.初速度為v0的平拋運動的位置隨時間變化的規律x=v0t,y=gt2/2;4.初速度為v0的平拋運動的速度隨時間變化的規律vx=v0、vy=gt.本節課不僅是知識的學習,更為重要的是在已有的知識基礎上實現知識的遷移,靈活運用運動合成和分解的科學思維方法,將曲線運動化為直線運動,使復雜問題簡單化.布置作業
教材“問題與練習”第1、2題
板書設計
3.拋體運動的規律
一、拋體的位置
任意一點的位置P(x,y),其中x=vt y=
12gt
22任意時刻的位移:s=1x?y22?(vt)?(212gt)22
方向tanα=yxvt
二、拋體的軌跡 ?2gt2?gt2v
y=g2v20x
2三、拋體的速度
任意時刻的速度由vx=v0,vy=gt得vt=v0?2gh
四、斜拋的運動規律
(斜上拋、斜下拋、斜上拋和斜下拋): 處理方法:運動的合成與分解
活動與探究
課題:平拋運動的特點
內容:自制一個能自動噴出墨水的注射器代替小鋼球,讓注射器做平拋運動的同時自動噴出墨水,在坐標紙上就記錄下注射器的運動軌跡.2具體做法:用一次性注射器(優點是針頭在正中,且不易摔碎).在活塞尾端和管套端用橡皮筋拴上,其松緊程度可調整,使抽入水后在橡皮筋的彈力作用下能自動噴出較強的水流即可.為了防止針管在軌道上滑動,可在針管外貼一周橡皮膏(或套上一適當的膠套).習題詳解
1.解答:(1)摩托車能越過壕溝.摩托車做平拋運動,在豎直方向位移為y=1.5 m=2yg39.812gt
2經歷時間t=?s=0.55 s 在水平方向位移x=vt=40×0.55 m=22 m>20 m 所以摩托車能越過壕溝.一般情況下,摩托車在空中飛行時,總是前輪高于后輪,在著地時,后輪先著地.說明:本題的目的是讓學生學會使用平拋物體的運動規律來解決實際問題.(2)摩托車落地時在豎直方向的速度為vy=gt=9.8×0.55 m/s=5.39 m/s 摩托車落地時在水平方向的速度為vx=v=40 m/s
22摩托車落地時的速度v=vx?vy?402?5.392m/s=40.36 m/s 摩托車落地時的速度與豎直方向的夾角為θ,tanθ=vx/vy=40/5.39=7.42.2.解答:該車已經超速.零件做平拋運動,在豎直方向位移為y=2.45 m=2yg4.99.812gt
2經歷時間t=?s=0.71 s 在水平方向位移x=vt=13.3 m 零件做平拋運動的初速度為v=x/t=13.3/0.71 m/s=18.7 m/s=67.4 km/h>60 km/h 所以該車已經超速.3.解答:(1)讓小球從斜面上某一位置A無初速釋放;測量小球在地面上的落點P與桌子邊沿的水平距離x;測量小球在地面上的落點P與小球靜止在水平桌面上時球心的豎直距離y.小球離開桌面的初速度為v=xg2y.(2)測量鋼球在斜面上開始滾下的位置相對桌面的高度h,鋼球開始的重力勢能為mgh,如認為滾到桌面的動能為12mv,由機械能守恒定律mgh=
212mv,所以鋼球速度v2=2gh.對
2比這兩個速度發現v1<v2,這是因為鋼球滾到桌面時的動能除有向前運動的動能外,還有轉動的動能,鋼球的重力勢能有一部分轉化成鋼球轉動的動能,不計算這部分動能而認為12mv=mgh使v2值偏大.2說明:本題討論鋼球從桌面滾下按機械能守恒定律求速度v2造成的誤差大,只要求學生聯系實際知道這是因為沒有考慮鋼球的轉動動能造成的,教學中不需要進一步討論.下面列舉我們對本題所做的實驗和數據作參考.實驗儀器:平拋實驗器.小球參數:鋼球直徑17.486 mm(用千分尺測量);鋼球質量21.8 g.實驗方法:
①描繪平拋曲線,用平拋曲線求出小球水平拋出的初速度 v=1.10 m/s—1.14 m/s.②將斜槽軌道從平拋實驗器上拆下,用鐵架臺夾持,調節出口水平,在小球水平出口B處安裝光電門,測量小球在水平出口B處的擋光時間t.用千分尺或游標卡尺測出小球的直徑D,算出小球的平均速度作為B位置的瞬時速度v=1.10 m/s.以上兩種方法的測量數據基本一致.③測出小球從位置A到水平位置的豎直高度h=10.4 cm,用機械能守恒定律計算出小球在B位置的速度為v=1.43 m/s.數據分析:從平拋曲線測量的速度與光電門測量的速度,兩者基本一致,可以作為速度的準確值.與用機械能守恒定律計算的速度值誤差約為29%.小球重力勢能Ep=22.2×10 J,平動動能Ek1=13.4×10 J,可知小球轉動動能Ek2=8.79×10 J.轉動動能約占總能量的39.6%.設計點評
本節課教學設計注重學生知識的形成過程和對知識的真正理解,教學過程中注重啟發學生思維活動的主動性和創造性.使學生不僅掌握了本節知識,而且發展學生學習科學的思維方法,有助于學生今后的自主學習.首先,有意識地讓學生在已有知識的基礎上順利進行新知識的同化.復習了物體做曲線運動的條件、用二維坐標描述物體在平面上的曲線運動、勻變速直線運動規律的數學表達式和合成與分解的方法及應用它解決復雜問題的意義;其次,關注學生知識的形成過程,讓學生達到對知識的深層次理解,而不僅僅是結論的記憶.先討論在研究平拋運動時為什么要分解,接著從理論上探究為什么平拋運動可以分解成水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動,再將分運動合成為平拋運動,認識平拋運動的特點、規律;最后,通過領會平拋運動的分析方法,繼續運用這一方法深入探究斜拋運動,使學生的思維方式得到升華.-3
第三篇:人教版必修2《拋體運動的規律》教案
拋體運動的規律
整體設計
本節課的主要內容是拋體運動的概念和規律的教學.平時生活中的一些錯誤的思維定勢會影響學生對拋體運動規律的理解.本節課從理論上通過對拋體運動位移和速度規律的分析,引導學生獨立利用已有概念探索新知識,培養創造思維和獨立學習能力.平拋運動是整個曲線運動知識的重要內容之一.采用的是運動的合成與分解的方法,它是一種研究運動的基本方法,它能將復雜的問題化為簡單的問題.其研究方法還是解決“帶電粒子在電場中偏轉運動”的重要規律之一.拋體運動(重點是平拋運動)是學生第一次應用運動的分解和合成的方法分析曲線運動的規律,對掌握研究平拋運動的方法有一定的難度,這種方法在“力的合成與分解”“運動的合成與分解”的學習中學生已有基礎,并且學生已有直線運動知識準備及牛頓第一定律、第二定律作為基礎,可以接受和深入理解用兩個運動的合成的方法討論平拋運動,實現知識的遷移.在教學中應讓學生主動嘗試應用這種方法來解決平拋物體運動規律這個新問題.為了讓學生能順利地掌握研究平拋運動的方法,在教師的引導下,通過日常生活中平拋運動的現象與生產、生活的聯系,使學生更深入理解運動的規律.平拋運動規律的推導要從牛頓第二定律出發,先分析水平方向受力如何、豎直方向受力如何,再講水平方向的勻速直線運動、豎直方向的自由落體運動.這是因為在力學里,根據受力確定物體的運動規律,是一個基本方法.這是新教材與過去教材的不同.教學重點
1.平拋運動、拋體運動的特點和規律.2.用平拋運動、拋體運動規律去解答有關問題.教學難點
1.讓學生能根據運動合成與分解的方法探究出平拋運動和斜拋運動的一般規律.2.學習和借鑒本節課的研究方法解決實際問題.課時安排
1課時 三維目標 知識與技能
1.會用運動的合成與分解的方法分析平拋運動.2.知道平拋運動可以看成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,并且這兩個運動互不影響具有獨立性.3.能應用平拋運動的規律交流討論并解決實際問題.在得出平拋運動規律的基礎上進而分析斜拋運動.分析斜拋運動不在具體規律,而在方法.過程與方法
1.學生能通過對生活事例的分析得出平拋運動的定義.2.體會平拋運動規律的探究過程,體會運動的合成和分解在探究平拋運動規律中的應用.3.平拋運動的研究方法——可以用兩個簡單的直線運動來等效替代.利用已知的直線運動的規律來研究復雜的曲線運動,滲透物理學等效代換的思想.4.掌握平拋運動的研究方法的基礎上自主探究斜拋運動.情感態度與價值觀
1.培養學生仔細觀察、認真思考、積極參與、勇于探索的精神.2.培養學生將所學知識應用于實踐的意識和勇氣,主動探究實現知識遷移.課前準備
自制多媒體課件、小球
教學過程
向為y軸的方向,建立坐標系,并從這一瞬間開始計時.用牛頓第二定律的觀點分析水平方向、豎直方向的力和運動的特征.問題1:豎直方向受什么力,有沒有加速度,有沒有初速度?水平方向受什么力,有沒有加速度,有沒有初速度?
問題2:是否可以把平拋運動看成是水平方向和豎直方向上兩個運動的合成,這兩個方向上的運動各有什么特點呢?
結論1:因拋出時,物體只受重力的作用,豎直方向有大小為g的加速度,沒有初速度;不受水平方向的力,所以,小球在水平方向沒有加速度,水平方向保持初速度v0不變.2:平拋運動可以看作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,并且兩個分運動與平拋運動具有等時性.平拋運動物體在任意時刻t的位置:
x=v0t(1)y=12gt(2)2平拋運動物體在任意時刻t的位移:s=OP?1x2?y2?(v0t)2?(gt2)2.2二、拋體的軌跡
例1 討論以速度v0水平拋出的物體的運動軌跡.分析:在初中數學中已經學過,直角坐標系中的一條曲線可以用包含x、y的關系式來代表.平拋運動的軌跡能否用包含x、y的關系式來代表呢? 解答:將(1)(2)兩式消去時間t得到軌跡方程y=
g2x 22v0上式為拋物線方程,“拋物線”的名稱就是從物理來的.課堂訓練
(1)在距地面高為h=20 m處,有兩個物體A、B,在A以v0=20 m/s平拋的同時,B物體做自由落體運動,問誰先落地()
A.A先落地
B.B先落地
C.同時落在
(2)某人從一列在平直鐵軌上勻速行駛的列車上,將一物體自由地釋放于窗臺外,在不計空氣阻力的情況下,則本人看到該物體的運動軌跡是()
(3)在上題中,若有一個人站在地面上靜止不動,則看到該物體的運動軌跡是()
參考答案:1.飛行時間由高度決定,表達式為:t=
2h.g2h.g2.飛行水平距離由高度和初速度決定,表達式:x=v0
23.落地速度由初速度和高度決定,表達式:v=v0?2gh.課堂小結
本節課主要內容包括:1.拋體運動和平拋運動的概念: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.平拋運動可以看作水平的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動.并且兩個分運動與平拋運動具有等時性;3.初速度為v0的平拋運動的位置隨時間變化的規律x=v0t,y=gt2/2;4.初速度為v0的平拋運動的速度隨時間變化的規律vx=v0、vy=gt.本節課不僅是知識的學習,更為重要的是在已有的知識基礎上實現知識的遷移,靈活運用運動合成和分解的科學思維方法,將曲線運動化為直線運動,使復雜問題簡單化.布置作業
教材“問題與練習”第1、2題
板書設計
3.拋體運動的規律
一、拋體的位置
任意一點的位置P(x,y),其中x=vt y=
12gt 2任意時刻的位移:s=x?y?221(vt)2?(gt2)2
212gty2gt方向tanα=? ?xvt2v
二、拋體的軌跡
y=g2x 22v0
三、拋體的速度
任意時刻的速度由vx=v0,vy=gt得vt=v0?2gh
四、斜拋的運動規律
(斜上拋、斜下拋、斜上拋和斜下拋): 處理方法:運動的合成與分解
活動與探究
課題:平拋運動的特點
內容:自制一個能自動噴出墨水的注射器代替小鋼球,讓注射器做平拋運動的同時自動噴出墨水,在坐標紙上就記錄下注射器的運動軌跡.實驗方法:
①描繪平拋曲線,用平拋曲線求出小球水平拋出的初速度 v=1.10 m/s—1.14 m/s.②將斜槽軌道從平拋實驗器上拆下,用鐵架臺夾持,調節出口水平,在小球水平出口B處安裝光電門,測量小球在水平出口B處的擋光時間t.用千分尺或游標卡尺測出小球的直徑D,算出小球的平均速度作為B位置的瞬時速度v=1.10 m/s.以上兩種方法的測量數據基本一致.③測出小球從位置A到水平位置的豎直高度h=10.4 cm,用機械能守恒定律計算出小球在B位置的速度為v=1.43 m/s.數據分析:從平拋曲線測量的速度與光電門測量的速度,兩者基本一致,可以作為速度的準確值.與用機械能守恒定律計算的速度值誤差約為29%.小球重力勢能Ep=22.2×10-3 J,平動動能Ek1=13.4×10-3 J,可知小球轉動動能Ek2=8.79×10-3 J.轉動動能約占總能量的39.6%.設計點評
本節課教學設計注重學生知識的形成過程和對知識的真正理解,教學過程中注重啟發學生思維活動的主動性和創造性.使學生不僅掌握了本節知識,而且發展學生學習科學的思維方法,有助于學生今后的自主學習.首先,有意識地讓學生在已有知識的基礎上順利進行新知識的同化.復習了物體做曲線運動的條件、用二維坐標描述物體在平面上的曲線運動、勻變速直線運動規律的數學表達式和合成與分解的方法及應用它解決復雜問題的意義;其次,關注學生知識的形成過程,讓學生達到對知識的深層次理解,而不僅僅是結論的記憶.先討論在研究平拋運動時為什么要分解,接著從理論上探究為什么平拋運動可以分解成水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動,再將分運動合成為平拋運動,認識平拋運動的特點、規律;最后,通過領會平拋運動的分析方法,繼續運用這一方法深入探究斜拋運動,使學生的思維方式得到升華.-
第四篇:[教案] 第三節 拋體運動的規律-2
新課標版必修2物理學科高一年級下學期教案 輝煌的一刻.而他這些工作都與我們的拋體運動有關,今天我們就來學習拋體運動的規律,來研究飛黃過程中包含的豐富的物理知識.[推進新課]情景再現:播放多媒體課件視頻.生活中物體的運動是豐富多彩的,大家認真觀察下面的這些運動有什么共同的特征.學生認真觀察并思考,探討交流畫面中運動物體的共同特征.并總結:上述畫面中物體的運動具有一個共同的特征,都是將物體以一定的速度拋出.自主歸納1:在空氣阻力可以忽略的情況下,物體只受重力的作用,它的運動叫做拋體運動.通過實例分析,理解拋體運動的條件.增強學生的感性認識,激發學習物理的興趣.教師引導:展示拋出速度方向水平的各種運動形式,引導學生總結平拋運動的特點.自主歸納2: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1有水平初速重力作用下所做的運動叫做平拋運動.物體做平拋運動有兩個條件:○2運動過程中只受重力.度○思維拓展:請同學們想一想,平時生活中你見過平拋運動嗎?舉例說明
我們這節課重點研究平拋運動的規律,所用的方法就是上節研究蠟塊運動的方法.一、拋體的位置:
情景設置:研究初速度為v0的平拋運動的位置隨時間變化的規律.并展示次運動情景的模擬動畫.教師設疑:還能象描述勻變速直線運動那樣,用一維坐標來描述平拋物體的運動位置嗎?
學生討論:不能,由于拋體運動是曲線運動,至少要用二維坐標才能描述平拋物體的運動.思維追蹤:豎直方向受什么力,有沒有加速度,有沒有初速度?水平方向受什么力,有沒有加速度,有沒有初速度?
教師引導:引導學生閱讀教材,獨立推導拋體運動的位置坐標.為了便于研究,推導時考慮以下問題:
1、應該沿什么方向建立坐標系?
2、應以哪個位置作為坐標原點?
主動探究:在練習本上建立平面直角坐標系,推導t時刻小球在水平方向和豎直方向上的位置坐標x、y.方法指導:為了研究問題的方便,應該沿水平向右和豎直向下建立坐標系,并取小球剛被水平拋出的瞬間作為坐標原點.教師巡回指導,掌握學生的推導過程.投影學生的推導過程,引導學生分析、點評.通過學生推導分析,提高學生分析解決問題的能力.通過推導,體會成功的喜悅.為進一步研究軌跡方程做好準備.拋體的軌跡:
提出問題:大屏幕投影探究案例1,討論以速度v水平拋出的物體的運動軌跡.引導學生獨立思考,獨立尋找求解軌跡的方法.自主探究:在練習本上建立平面直角坐標系,利用上面推導出的位置坐標x、y的表達式,消去時間t,得到軌跡方程,即x與y的關系式.培養學生運用數學知識分析解決物理問題的能力.教師指導:巡回指導,掌握學生的推導過程.投影學生的推導過程,引導學生分析、點評.從軌跡方程可以看出,其軌跡為拋物線.情景展示:投影投籃、大炮射擊等斜拋情景激發學生的思維.
二、思維拓展: 提出問題,如果將物體斜向上或斜向下拋出,物體的運動軌跡是怎樣的呢?
學生活動:在練習本上建立平面直角坐標系,利用上面推導平拋運動軌跡的方法,推導斜拋物體的軌跡方程
教師活動:巡回指導,掌握學生的推導過程.投影學生的推導過程,引導學生分析、點評.從軌跡方程可以看出,其軌跡仍為拋物線.課件演示:噴出的水作斜拋運動.增加學生感性認識.三、拋體的速度:
教師設疑:物體拋出后,速度大小和方向時刻變化,我們如何來研究拋體運動的速度呢?試以平拋運動為例推導出t 時刻運動的速度.方法點撥:平拋運動可以分解為水平方向的分運動與豎直方向的分運動,要求t時刻的運動速度,求的是分速度還是合速度,應該怎樣求解?
合作討論:如果想知道平拋運動的物體在某一時刻運動速度的大小和方向,可以通過這一時刻的兩個分速度來求得.自主整理:平拋運動的物體水平方向上不受力,勻速運動,故vx?v;
豎直方向上自由落體運動,故vy?gt.由勾股定理可知,合速度大小為vt?vx?vy?v?(gt),方向tan??2222gtv,其中?為合速度與初速度間的夾角.情景設置:投影例2,引導學生獨立思考,分析求解.自主學習:在練習本上劃出運動草圖,分析求解.教師活動:巡回指導,掌握學生的解題過程.展示學生的推導過程,引導學生分析、點評.培養學生運用所學知識分析解決實際問題的能力.思維拓展:引導學生理解平拋運動的水平方向運動與豎直方向運動的等時性,并理解平拋運動時間的決定因素與水平射程的影響因素.[課堂小結]本節課主要內容包括:1.拋體運動和平拋運動的概念: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.平拋運動可以看作水平的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動.并且兩個分運動與平拋運動具有等時性.3.初速度為v0的平拋運動的位置隨時間變化的規律x=v0t、y=gt2/2 4.初速度為v0的平拋運動的速度隨時間變化的規律vx=v0、vy=gt 本節課不僅是知識的學習,更為重要的是在已有的知識基礎上實現知識的遷移,靈活運用運動合成和分解的科學思維方法,將曲線運動化為直線運動,使復雜問題簡單化.[布置作業]
1、教材 “問題與練習”
1、2 題;
2、課下自由組織合作小組,完成“問題與練習”3題.【板書設計】 拋體運動的規律
一.拋體運動和平拋運動 二.拋體的位置
1.平拋運動物體的位置:水平位移、豎直位移、平拋運動的位移
2.斜拋運動物體的位置:將初速度分解為水平、豎直兩個方向,在互相垂直的正交方向上進行問題處理,是本節重要方法.三.拋體的速度
平拋運動物體的速度:水平速度、豎直速度、平拋運動的速度
熟練:1.平拋運動物體的飛行時間由豎直高度決定.2.平拋運動物體的由豎直高度和水平處速度決定.【教學設計點評】.【教學反思】.
第五篇:[教案] 第三節 拋體運動的規律-3
平拋物體的運動
教學目標 知識目標
1、了解平拋運動的定義及特點,它是本節的基礎內容.知道只受重力作用,以一定的初速度水平拋出的運動,是平拋運動 .
2、復習曲線運動的條件,理解平拋運動是勻變速曲線運動,使學生理解勻變速運動不一定是直線運動,還可以是曲線運動.
3、掌握研究平拋運動的方法,在學生已有的直線運動和運動合成的知識基礎上,將平拋運動分解為水平的勻速運動,豎直的自由落體運動.利用勻速運動和自由落體運動規律,由合成的知識得出乎拋運動的規律,運動軌跡. 能力目標
訓練邏輯推理能力,分析綜合能力,以及培養學生解決實際問題的能力. 情感目標:
采用多媒體,培養學生學習的興趣;通過課堂討論,培養學生的團結精神.
教學建議 教材分析
教材開門見山,給出平拋物體運動的定義,通過演示實驗和頻閃照片引出平拋物體運動的處理方法,接著討論平拋物體運動的規律,最后通過例題加以鞏固落實,同時又附有思考和討論及課外小實驗,比較便于學生的理解和掌握. 教法建議以及教學重點難點 教法建議
平拋的規律是本章的重點知識,物體的運動按路徑分為直線運動和曲線運動.平拋
物體運動是曲線運動的一個重要模型,同時也是同學們首次研究曲線運動.要結合教學課件和演示實驗,通過同學的討論達到教學目的.引導同學利用運動會成與分解的知識將平拋運動分解為水平的勻速運動,豎直的自由落體運動,利用勻速運動和自由落體運動規律,由合成的知識得出平拋運動的規律.這是研究曲線運動的基本方法,化曲為直,化繁為簡.掌握位移和速度公式,軌跡方程.培養自主學習能力. 教學重點,難點:
教學重要的是教給學生方法,培養能力.平拋的教學重點是利用運動合成與分解的方法將平拋運動分解為水平的勻速運動,豎直的自由落體運動.再利用合成知識求平拋運動的位移及速度.這也是難點.
教學設計方案平拋物體的運動
一、平拋運動
引入:粉筆頭從桌面邊緣水平飛出,觀察粉筆頭在空中的運動
定義:物體以一定的初速度沿水平方向拋出,物體只受重力的作用,這樣的運動叫平拋運動.
學生舉例;可看作平拋運動的生活事例.
二、平拋運動的規律:
(一)介紹水平豎落儀.
演示:兩小球同時從同高處落下,一小球自由落體,一小球平拋,它們總是同時落地
(二)用錄像放慢動作,兩小球同時從同一高處落下,任何時刻總在同一高度,說明平拋運動在豎直方向的分運動是自由落體運動.
(三)利用課件1:引導分析水平方向:不受力,初速度,做勻速直線運動
(四)利用課件2:平拋運動及兩個分運動的閃光照片,進一步說明:平拋運動在豎直方向做自由落體運動,水平方向做勻速直線運動.
(五)引導同學推導規律:建立直角坐標系,以拋出點為坐標原點,初速度方向為 向,豎直方向向下為
軸正向.
軸正
學生導出
1、平拋物體在 時刻的瞬時速度:
水平方向:
豎直方向:
平拋物體在 時刻的的速度大小:
平拋物體在 時刻的速度方向:與水平方向的夾角為,則:
2、平拋物體在 時刻的位移:
水平方向:
豎直方向:
平拋物體的位移大小:
平拋物體的位移方向:與水平方向的夾角為,則:
3、消去時間,平拋物體的運動軌跡: 是拋物線
(六)討論:
l)平拋運動物體的飛行時間由什么量決定?
2)平拋運動物體的水平飛行距離由什么量決定?
3)平拋運動物體的落地速度由什么量決定?
……
探究活動
如何測得平拋運動物體的初速度
課外小實驗:讓橡皮從桌子上水平拋出,如何得出其初速度?
【提示】實驗目的測平拋的初速度,解決方法例用平拋規律,由高度求出時間,所以要測桌子高度.利用水平位移 求出初速度,所以要測水平射程.
【思考】根據平拋運動的知識,若想求出初速度,還有什么方法?需要已知什么條件?