优秀教案系列
第4节抛体运动的规律
教学分析
教学分析
教学目标
1.知道抛体运动的受力特点,会用运动的合成与分解的方法对平抛运动进行理论分析。
2.理解平抛运动的规律,知道平抛运动的轨迹是抛物线,会计算平抛运动的速度及位移,会解决与平抛运动相关的实际问题。
3.认识平抛运动研究中等效替代的思想和“化曲为直”的思想,并能够用来研究一般的抛体运动。
4.通过用平抛运动的知识解决和解释自然、生活和生产中的例子,认识到平抛运动的普遍性,体会物理学的应用价值。
教学重难点
重点:掌握平抛运动的速度和位移的计算公式。
难点:理解平抛运动在水平方向和竖直方向的计算方法。
教学方法
探究法、讲授法、讨论法
课时安排
2课时
教学准备
多媒体辅助教学设备、学案等
教学
教学设计
一、情境导入
展示几种平抛运动的实例:
[视频展示]排球比赛发球的小视频。
[提出问题]
在排球比赛中,你是否曾为排球下网或者出界而感到惋惜?如果运动员沿水平方向击球,在不计空气阻力的情况下,要使排球既能过网,又不出界,需要考虑哪些因素?如何估算球落地时的速度大小?
问题:怎样求平抛运动的物体的速度和位移?
[学生回答]因为平抛运动可以看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动,那么可以分别在水平方向和竖直方向上利用匀速直线运动和自由落体运动的规律求出两个方向的速度和位移,再用平行四边形定则进行合成而求得。
[教师总结]板书呈现课题,配合课件使用,引导学生进入本课的学习过程,明确本课的基本教学目标。
二、新课讲授
(一)平抛运动的速度
[情境设问]观察下列物体(排球、子弹、摩托车)的抛出时的速度方向。
水平方向的速度有什么特点?大小如何?竖直方向的速度有什么特点?大小如何求得?如何确定某一时刻物体的速度的大小和方向?
[学生回答]水平方向不受力做匀速直线运动,速度大小不变,大小应该等于平抛初速度;竖直方向上自由落体,速度均匀增加,由自由落体公式求竖直方向的速度大小;然后用平行四边形定则求速度的大小并判断方向。
速度和它在x、y方向上的分矢量
[教师总结并摘要板书]以速度v0沿水平方向抛出一物体,物体做平抛运动。以抛出点为原点,以初速度v0的方向为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:不受力,做匀速直线运动,vx=v0。
2.竖直方向:只受重力作用,mg=ma
即a=g
所以vy=gt。
3.平抛运动的速度
(1)大小:v=vx
(2)方向:tanθ=vy
[思考判断]
下列说法是否正确:
(1)水平抛出的物体所做的运动就是平抛运动。(×)
(2)平抛运动中要考虑空气阻力的作用。(×)
(3)平抛运动的初速度与重力方向垂直。(√)
[例题展示]
【例题1】将一个物体以10m/s的速度从10m的高度水平抛出,落地时它的速度方向与水平地面的夹角θ是多少?不计空气阻力,g取10m/s2。
例题分析: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v0=10m/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,求得分速度后就可以求得夹角θ。
例题解答: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vx=v0=10m/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
vy2-0=
由此解出
vy=2g?=2×10×10m/s=
tanθ=vyvx=14.110=
物体落地时速度与水平地面的夹角θ是55°。
(二)平抛运动的位移与轨迹
[提出问题]物体被抛出后,它相对于抛出点O的位移的大小、方向都在变化,我们怎样研究平抛运动的位移?
[学生回答]分别在水平和竖直两个方向研究。
[引导学生总结并摘要板书]平抛运动的位移
(1)水平方向:x=v0t
(2)竖直方向:y=12gt
(3)合位移:①大小l=x
②方向:tanα=y
[思考与讨论]上节课作出的小钢球运动轨迹好像是一条抛物线,能用数学证明它吗?
[学生推导]
平抛运动的轨迹
(1)根据x=v0t求得t=xv0,代入y=12gt2得y=g
(2)g2v02这个量与x、y
[思考判断]
下列说法是否正确:
(1)平抛运动的轨迹是抛物线,速度方向时刻变化,加速度方向也时刻变化。(×)
(2)做平抛运动的物体质量越大,水平位移越大。(×)
(3)从同一高度水平抛出的物体,不计空气阻力,初速度大的落地速度大。(√)
【例题2】如