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2019-2020年高中物理《平拋運(yùn)動》教案5 魯科版必修2 教學(xué)要求： 1．知識目標(biāo)：　 　 (1) 知道平拋運(yùn)動形成的條件和平拋運(yùn)動的軌跡是拋物線. 　 (2) 理解平拋運(yùn)動是勻變速運(yùn)動，其加速度恒為g. （3）理解平拋運(yùn)動可以看做水平方向的勻速直線運(yùn)動與豎直方向的自由落體運(yùn)動的合運(yùn)動，并且這兩個分運(yùn)動并不互相影響. 　（4）會用平拋運(yùn)動的規(guī)律解答有關(guān)問題. 2．素質(zhì)目標(biāo) （1）．通過觀察演示實驗，概括出平拋物體運(yùn)動的特征，培養(yǎng)學(xué)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(xué)生：處理物理問題可以利用各種技術(shù)手段來彌補(bǔ)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(yùn)動的規(guī)律來研究復(fù)雜的曲線運(yùn)動，滲透物理學(xué)“化曲為直”、“化繁為簡”的方法及“等效代換”的思想。 3．德育目標(biāo) 引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)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(xué)生邏輯思維能力和分析問題、解決問題的能力。 教學(xué)重點、難點分析 1．重點是平拋運(yùn)動的規(guī)律和平拋物體的位置、速度與時間的關(guān)系； 2．平拋運(yùn)動是怎樣分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動的？這是難點，也是教學(xué)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(yùn)動和它的兩個分運(yùn)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(yùn)動的過程。 （2） 模擬演示平拋運(yùn)動和它的兩個分運(yùn)動的位移、速度隨時間的變化。 （3） 模擬動態(tài)演示“飛機(jī)投彈”（例題）和“手槍射中松鼠實驗”練習(xí)。 （4） 模擬動態(tài)演示平拋運(yùn)動和它的兩個分運(yùn)動的獨立性和等時性。 教學(xué)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(jī)投下的炸彈三個運(yùn)動現(xiàn)象，比較它們運(yùn)動的共同點。 引導(dǎo)回答：（1）三個運(yùn)動都具有水平初速度。 （2）三個運(yùn)動在忽略空氣阻力的情況下，都只受重力。 （3）三個運(yùn)動的軌跡都是曲線。 CAI演示：從水平軌道拋出的小球的運(yùn)動和運(yùn)動情況分析 引入課題：我們把這一類型的曲線運(yùn)動叫做平拋運(yùn)動，這就是本節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。 （二）新課教學(xué) 一．平拋物體的運(yùn)動 1． 定義： 問：什么是平拋運(yùn)動？ 引導(dǎo)全體同學(xué)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(yùn)動，叫做平拋運(yùn)動。 2．形成平拋運(yùn)動的條件： 問：形成平拋運(yùn)動的條件是什么？ CAI演示：平拋運(yùn)動形成的條件 引導(dǎo)個別回答： （1）物體具有水平方向的初速度；（2）運(yùn)動過程中物體只受重力。 3． 運(yùn)動性質(zhì)： 問：平拋運(yùn)動是勻變速運(yùn)動還是非勻變速運(yùn)動？ 引導(dǎo)分析：勻變速運(yùn)動：只受重力→加速度恒為g 曲線運(yùn)動： 合外力（重力）方向與速度方向不再一條直線上 平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動 二．平拋運(yùn)動的分解 問：怎樣研究平拋物體的運(yùn)動呢？ 引導(dǎo)回答：用運(yùn)動的分解來研究，將平拋運(yùn)動分解為水平方向和豎直方向的兩個分運(yùn)動來研究。 （1）平拋運(yùn)動的水平分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)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(yùn)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(yùn)動，B進(jìn)入水平軌道后勻速直線運(yùn)動， 觀察現(xiàn)象：A和B同時到達(dá)演示器右下方的小圓環(huán)中。 分析推理：由于兩球運(yùn)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(yùn)動可視為勻速直線運(yùn)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(yùn)動的速度相同，再由A、B運(yùn)動時間相同，可知：平拋運(yùn)動的水平分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)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(dāng)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(yùn)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(yùn)動，C做自由落體運(yùn)動，它們的運(yùn)動時間相同，說明平拋運(yùn)動可以分解為沿水平方向的勻速直線運(yùn)動和沿豎直方向的自由落體運(yùn)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(xué)過的知識計算一下豎直分運(yùn)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(yùn)動的規(guī)律 由上述演示實驗，可知：平拋運(yùn)動可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動。 電子板書（邊分析邊填） 物理量 運(yùn) 動 位 移 (圖1) 速 度 （圖2） 加速度 水平分運(yùn)動 （勻速直線運(yùn)動） x = V0t Vx=V0 ax = 0 豎直分運(yùn)動 （自由落體運(yùn)動） y= Vy=g t ay = g 合運(yùn)動 （平拋物體的運(yùn)動） S= Vt = a = g （1）平拋運(yùn)動的位移求法 明確：以拋出點為坐標(biāo)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(zhì)點的位置P（x，y）， 如1所示。 水平位移： （用水平分運(yùn)動規(guī)律求） 豎直位移： （用豎直分運(yùn)動規(guī)律求） （2） 由于從拋出點開始計時，所以t時刻質(zhì)點的坐標(biāo)為（x，y），與時間t內(nèi)質(zhì)點的水平位移和豎直位移相等，因此（1）（2）兩式是平拋運(yùn)動的兩個分運(yùn)動的位移公式。 ②求時間t內(nèi)質(zhì)點的位移——用兩個分運(yùn)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(xué)知識得到：平拋運(yùn)動的物體的軌跡是拋物線。 （2）平拋運(yùn)動的速度求法 如圖2所示。 水平分運(yùn)動的速度：vx = v0 (勻速運(yùn)動規(guī)律) 豎直分運(yùn)動的速度：vy = gt （自由落體運(yùn)動規(guī)律） t時刻平拋物體的速度（合速度）： vt是由水平分運(yùn)動的速度vx和豎直分運(yùn)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(guān)系。 （3）平拋運(yùn)動的加速度： 水平分運(yùn)動的加速度：ax = 0 (勻速運(yùn)動規(guī)律) 豎直分運(yùn)動的加速度：ay = g （自由落體運(yùn)動規(guī)律） 合運(yùn)動的加速度： a = g 四．應(yīng)用平拋運(yùn)動規(guī)律解題 例題一. 教材87頁例題 一架老式的飛機(jī)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(jī)上投下的炸彈落在指定的目標(biāo)上，應(yīng)該在與轟炸目標(biāo)的水平距離為多遠(yuǎn)的地方投彈？不計空氣阻力。 【引導(dǎo)學(xué)生分析】 1. 炸彈的運(yùn)動為平拋運(yùn)動——初速度水平，只受重力. （“投彈”就是炸彈從飛機(jī)上釋放，（不是從飛機(jī)上發(fā)射出去）炸彈被釋放時具有飛機(jī)當(dāng)時的水平速度（由于慣性），離開飛機(jī)后只受重力，忽略空氣阻力，炸彈將做平拋運(yùn)動） 2.炸彈為什么不能在目標(biāo)正上方投彈？——水平方向有速度. 3.如何確定投彈地點與目標(biāo)的水平距離——需要知道時間和水平速度. 4.水平速度應(yīng)為飛機(jī)的速度——慣性. 5.飛行時間如何確定——運(yùn)動的獨立性，豎直方向運(yùn)動的時間與水平方向運(yùn)動的時間相同. 【CAI演示】飛機(jī)投彈恰好落在目標(biāo)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(yùn)動為自由落體運(yùn)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(biāo)上時的速度大小和方向。 （2）如果目標(biāo)在同向運(yùn)動或者相向運(yùn)動呢？ 例題2：一轟炸機(jī)沿水平方向作勻速直線運(yùn)動，從飛機(jī)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(xué)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(jī)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(jī)正下方） ②飛機(jī)每隔1S投下1個炸彈：顯示各自的平拋軌跡。 課堂小結(jié) 1．具有水平速度的物體，只受重力作用時，形成平拋運(yùn)動。 2． 平拋運(yùn)動可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動。 平拋運(yùn)動的位移等于水平位移和豎直位移的矢量和。 平拋運(yùn)動的瞬時速度等于水平分運(yùn)動的速度和豎直分分運(yùn)動速度的矢量和。 3．平拋運(yùn)動是一種勻變速曲線運(yùn)動。 4．飛行時間只由豎直分運(yùn)動即自由落體運(yùn)動決定，即飛行時間t決定于高度h，與水平方向的分運(yùn)動無關(guān)。 5．研究平拋運(yùn)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(yùn)動，只需把公式中的g換成a，其中a=/m，可類似平拋運(yùn)動的方法進(jìn)行研究。 五、電子板書： 一．平拋物體的運(yùn)動 1．定義： 2．形成平拋運(yùn)動的條件： （1）物體具有水平方向的初速度 （2）運(yùn)動過程中物體只受重力 3．運(yùn)動性質(zhì)：勻變速曲線運(yùn)動 二．平拋運(yùn)動的分解 1．平拋運(yùn)動在豎直方向上的分運(yùn)動：自由落體運(yùn)動 2．平拋運(yùn)動的在水平方向上的分運(yùn)動：勻速直線運(yùn)動 三．平拋運(yùn)動的規(guī)律 物理量 運(yùn) 動 位 移 (圖1) 速 度 （圖2） 加速度 水平分運(yùn)動 （勻速直線運(yùn)動） x=V0t Vx=V0 ax=0 豎直分運(yùn)動 （自由落體運(yùn)動） y= Vy=gt ay=g 合運(yùn)動 （平拋物體的運(yùn)動） S= V= a =g