2019-2020年高中物理《平抛运动》教案5 鲁科版必修2.doc

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2019-2020年高中物理《平抛运动》教案5 鲁科版必修2 教学要求： 1．知识目标：　 　 (1) 知道平抛运动形成的条件和平抛运动的轨迹是抛物线. 　 (2) 理解平抛运动是匀变速运动，其加速度恒为g. （3）理解平抛运动可以看做水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动，并且这两个分运动并不互相影响. 　（4）会用平抛运动的规律解答有关问题. 2．素质目标 （1）．通过观察演示实验，概括出平抛物体运动的特征，培养学生观察、分析能力；通过对教材上所附彩图“平抛物体的闪光照片”和CAI课件的分析，启发学生：处理物理问题可以利用各种技术手段来弥补我们感官功能上的不足，从而创造出新的研究方向和创造新的测量仪器。 （2）．利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动，渗透物理学“化曲为直”、“化繁为简”的方法及“等效代换”的思想。 3．德育目标 引导学生认识事物的独立性和事物发展过程中的必然联系，培养学生逻辑思维能力和分析问题、解决问题的能力。 教学重点、难点分析 1．重点是平抛运动的规律和平抛物体的位置、速度与时间的关系； 2．平抛运动是怎样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的？这是难点，也是教学的重点。 教 具 1．演示平抛的物体与自由落体同时落地： 平抛与自由落体实验器（包括两个不同颜色、同样大小的小球、小锤、支架等）； 2．演示平抛运动和它的两个分运动： 平抛竖落演示器（包括电源、三个钢球） 3．分析实验数据 平抛物体的闪光照片（课本彩图）、刻度尺、铅笔； 4．CAI课件 （1） 模拟动态演示手枪水平射出子弹的过程和小球沿轨道做平抛运动的过程。 （2） 模拟演示平抛运动和它的两个分运动的位移、速度随时间的变化。 （3） 模拟动态演示“飞机投弹”（例题）和“手枪射中松鼠实验”练习。 （4） 模拟动态演示平抛运动和它的两个分运动的独立性和等时性。 教学过程 （一）引入新课 分别观察从水平轨道抛出的小球、手枪水平射出的子弹、水平飞行的飞机投下的炸弹三个运动现象，比较它们运动的共同点。 引导回答：（1）三个运动都具有水平初速度。 （2）三个运动在忽略空气阻力的情况下，都只受重力。 （3）三个运动的轨迹都是曲线。 CAI演示：从水平轨道抛出的小球的运动和运动情况分析 引入课题：我们把这一类型的曲线运动叫做平抛运动，这就是本节课要学习的内容。 （二）新课教学 一．平抛物体的运动 1． 定义： 问：什么是平抛运动？ 引导全体同学阅读读课本概念：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体只在重力作用下所做的运动，叫做平抛运动。 2．形成平抛运动的条件： 问：形成平抛运动的条件是什么？ CAI演示：平抛运动形成的条件 引导个别回答： （1）物体具有水平方向的初速度；（2）运动过程中物体只受重力。 3． 运动性质： 问：平抛运动是匀变速运动还是非匀变速运动？ 引导分析：匀变速运动：只受重力→加速度恒为g 曲线运动： 合外力（重力）方向与速度方向不再一条直线上 平抛运动是匀变速曲线运动 二．平抛运动的分解 问：怎样研究平抛物体的运动呢？ 引导回答：用运动的分解来研究，将平抛运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动来研究。 （1）平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 理论分析：水平方向物体不受力，但物体有一个初速度，因此在水平方向上由于惯性，物体做匀速直线运动。 实验演示：在平抛竖落演示器的两个斜槽上的电磁铁J1和J2上各吸住一个小球A和B，切断电源后，A离开水平末端后做平抛运动，B进入水平轨道后匀速直线运动， 观察现象：A和B同时到达演示器右下方的小圆环中。 分析推理：由于两球运动时间较短，空气阻力和轨道对B球的摩擦阻力可不计，B球的运动可视为匀速直线运动，A、B从释放到斜槽末端水平部分的高度差相同，故A球抛出时的水平初速度与B球沿水平轨道运动的速度相同，再由A、B运动时间相同，可知：平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。 演示：在平抛竖落演示器的三个电磁铁上分别吸住A、B、C三个小钢球。切断电源，当A开始平抛时撞击弹簧片使J3断电，C同时开始做自由落体运动。观察得知：三球同时入杯。 分析推理：A沿水平抛出的同时，B以相同的速度沿水平轨道做匀速运动，C做自由落体运动，它们的运动时间相同，说明平抛运动可以分解为沿水平方向的匀速直线运动和沿竖直方向的自由落体运动。 （3）分析验证 在“平抛物体的闪光照片”上用铅笔画几条竖直线，间隔要相等，并且过小球的球心，用刻度尺测量这些小球之间的水平距离和竖直距离，再用学过的知识计算一下竖直分运动的加速度。（照片上水平线间的实际距离是15cm，每隔1/30s拍摄的。） 三．平抛运动的规律 由上述演示实验，可知：平抛运动可以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。 电子板书（边分析边填） 物理量 运 动 位 移 (图1) 速 度 （图2） 加速度 水平分运动 （匀速直线运动） x = V0t Vx=V0 ax = 0 竖直分运动 （自由落体运动） y= Vy=g t ay = g 合运动 （平抛物体的运动） S= Vt = a = g （1）平抛运动的位移求法 明确：以抛出点为坐标原点，取初速度V0方向为x轴正方向，重力方向即竖直向下为y轴正方向。 从抛出点开始计时，t时刻质点的位置P（x，y）， 如1所示。 水平位移： （用水平分运动规律求） 竖直位移： （用竖直分运动规律求） （2） 由于从抛出点开始计时，所以t时刻质点的坐标为（x，y），与时间t内质点的水平位移和竖直位移相等，因此（1）（2）两式是平抛运动的两个分运动的位移公式。 ②求时间t内质点的位移——用两个分运动的位移的合成求合位移 位移方向可用s与x轴正方向的夹角表示。 由（1）（2）两式消去t，可得： 由（1）（2）式消去t，可得： y= 由数学知识得到：平抛运动的物体的轨迹是抛物线。 （2）平抛运动的速度求法 如图2所示。 水平分运动的速度：vx = v0 (匀速运动规律) 竖直分运动的速度：vy = gt （自由落体运动规律） t时刻平抛物体的速度（合速度）： vt是由水平分运动的速度vx和竖直分运动的速度vy合成的。 vt的大小 vt的方向可用vt与x轴正方向夹角来表示，满足下述关系。 （3）平抛运动的加速度： 水平分运动的加速度：ax = 0 (匀速运动规律) 竖直分运动的加速度：ay = g （自由落体运动规律） 合运动的加速度： a = g 四．应用平抛运动规律解题 例题一. 教材87页例题 一架老式的飞机在高出地面0.81 km的高度，以2.5102 km/h的速度水平飞行，为了使飞机上投下的炸弹落在指定的目标上，应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹？不计空气阻力。 【引导学生分析】 1. 炸弹的运动为平抛运动——初速度水平，只受重力. （“投弹”就是炸弹从飞机上释放，（不是从飞机上发射出去）炸弹被释放时具有飞机当时的水平速度（由于惯性），离开飞机后只受重力，忽略空气阻力，炸弹将做平抛运动） 2.炸弹为什么不能在目标正上方投弹？——水平方向有速度. 3.如何确定投弹地点与目标的水平距离——需要知道时间和水平速度. 4.水平速度应为飞机的速度——惯性. 5.飞行时间如何确定——运动的独立性，竖直方向运动的时间与水平方向运动的时间相同. 【CAI演示】飞机投弹恰好落在目标上，显示水平位移和竖直位移。 【解】：炸弹落地所需时间由竖直方向的高度决定，而竖直方向上炸弹的运动为自由落体运动，所以由得： 在此期间炸弹通过的水平距离为. 代入数值得：x=0.89 km. 【例题拓展】 （1）求炸弹落到目标上时的速度大小和方向。 （2）如果目标在同向运动或者相向运动呢？ 例题2：一轰炸机沿水平方向作匀速直线运动，从飞机上每隔一秒钟释放一个炸弹，则下列说法正确的是：【 】 A. 炸弹在空中排成竖直的直线 B. 两炸弹间的距离随时间的增加而增大 C. 各炸弹落地的时间间隔相等 D. 炸弹落地（地面水平）时形成的弹坑成等间距的 请同学们讨论后发言，并阐述作出判断的依据。 演示CAI课件： ①飞机水平飞行投下1个炸弹：显示平抛轨迹（注意观察：铁球落地前总在飞机正下方） ②飞机每隔1S投下1个炸弹：显示各自的平抛轨迹。 课堂小结 1．具有水平速度的物体，只受重力作用时，形成平抛运动。 2． 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。 平抛运动的位移等于水平位移和竖直位移的矢量和。 平抛运动的瞬时速度等于水平分运动的速度和竖直分分运动速度的矢量和。 3．平抛运动是一种匀变速曲线运动。 4．飞行时间只由竖直分运动即自由落体运动决定，即飞行时间t决定于高度h，与水平方向的分运动无关。 5．研究平抛运动的规律时涉及八个物理量：V0、Vy、V、x、y、S、t、，已知任意两个可以求出其它六个。 6．如果物体受到恒定合外力作用，并且合外力跟初速度垂直，形成类似平抛运动，只需把公式中的g换成a，其中a=/m，可类似平抛运动的方法进行研究。 五、电子板书： 一．平抛物体的运动 1．定义： 2．形成平抛运动的条件： （1）物体具有水平方向的初速度 （2）运动过程中物体只受重力 3．运动性质：匀变速曲线运动 二．平抛运动的分解 1．平抛运动在竖直方向上的分运动：自由落体运动 2．平抛运动的在水平方向上的分运动：匀速直线运动 三．平抛运动的规律 物理量 运 动 位 移 (图1) 速 度 （图2） 加速度 水平分运动 （匀速直线运动） x=V0t Vx=V0 ax=0 竖直分运动 （自由落体运动） y= Vy=gt ay=g 合运动 （平抛物体的运动） S= V= a =g