人教版高中物理必修2教案(共110頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上人教版高中物理必修2教案第五章 曲線運動5.1 曲線運動三維教學目標1、知識與技能（l）知道曲線運動中速度的方向，理解曲線運動是一種變速運動；（2）知道物體做曲線運動的條件是所受的合外力與它的速度方向不在一條直線上。2、過程與方法（1）體驗曲線運動與直線運動的區(qū)別；（2）體驗曲線運動是變速運動及它的建度方向的變化。3、情感、態(tài)度與價值觀（1）能領略曲線運動的奇妙與和諧，發(fā)展對科學的好奇心與求知欲；（2）有參與科技活動的熱情，將物理知識應用于生活和生產(chǎn)實踐中。教學重點：什么是曲線運動；物體做曲線運動的方向的確定；物體做曲線運動的條件。教學難點：物體微曲線運動的條件。教學

2、方法：探究、講授、討論、練習教具準備：投影儀、投影片、斜面、小鋼球、小木球、條形磁鐵。教學過程：第一節(jié) 曲線運動（一）新課導入前面我們學習過了各種直線運動，包括勻速直線運動、勻變速直線運動、自由落體運動等。下面來看這個小實驗，判斷該物體的運動狀態(tài)。實驗：（1）演示自由落體運動，該運動的特征是什么？（軌跡是直線） （2）演示平拋運動，該運動的特征是什么？（軌跡是曲線）這里我們看到一種我們前面沒有學過的運動形式，它與我們前面學過的運動形式有本質(zhì)的區(qū)別。前面我們學過的運動的軌跡都是直線，而我們現(xiàn)在看到的這種運動的軌跡是曲線，我們把這種運動稱為曲線運動。概念：軌跡是曲線的運動叫曲線運動。其實曲線運動是

3、比直線運動普遍的運動情形，現(xiàn)在請大家舉出一些生活中的曲線運動的例子？（微觀世界里如電子繞原子核旋轉(zhuǎn)；宏觀世界里如天體運行；生活中如投標搶、擲鐵餅、跳高、既遠等均為曲線運動）（二）新課教學1、曲線運動速度的方向在前面學習直線運動的時候我們已經(jīng)知道了任何確定的直線運動都有確定的速度方向，這個方向與物體的運動方向相同，現(xiàn)在我們又學習了曲線運動，大家想一想我們該如何確定曲線運動的速度方向?在解決這個問題之前我們先來看幾張圖片(如圖61l、612)。觀察圖中所描述的現(xiàn)象，你能不能說清楚，砂輪打磨下來的熾熱的微粒。飛出去的鏈球，它們沿著什么方向運動？射出的火星是砂乾與刀具磨擦出的微粒，由于慣性，以脫離砂輪

4、時的速度沿切線方向飛出，切線方向即為火星飛出時的速度方向。對于鏈球也是同樣的道理，它們也會沿著脫離點的切線方向飛出。剛才的幾個物體的運動軌跡都是圈，我們總結曲線運動的方向沿著切線方向，但對于一般的曲線運動是不是也是這樣呢?下面我們來做個實驗看一看，一般的曲線運動是什么情況。(演示實驗)如圖613所示：水平桌面上擺一條曲線軌道，它是由幾段稍短的軌道組合而成的鋼球由軌道的一端滾入(通過壓縮彈簧射人或通過一個斜面滾入)，在軌道的束縛下鋼球做曲線運動。在軌道的下面放一張白紙，蘸有墨水的鋼球從出口A離開軌道后在白紙上留下一條運動的軌跡，它記錄了鋼球在A點的運動方向。拿去一段軌道，鋼球的軌道出口改在田中且

5、同樣的方法可以記錄鋼球在軌道B點的運動方向。觀察一下，白紙上的墨跡與軌道(曲線)有什么關系？墨跡與軌道只有一個交點，說明了墨跡所在的直線為軌道所在曲線在該點的切線，也就是說質(zhì)點在某一點（或某一時刻）的速度的方向是在曲線的這一點的切線方向。很好。通過這個實驗我們總結出了確定傲曲線運動的物體在任意一點的速度方向，下面我們再從理論上對這個結論證明一下，以加深大家的理解。把我們前面學過的瞬時速度的求解方法應用到這里，我們就可以求出任意一點的速度了。下面我們來看這個過程是怎樣的。（1）如圖614，要求直線上的某處A點的瞬時速度，可在離A不遠處取一B點，求AB的平均速度來近似表示A點的瞬時速度，如果時間取

6、得更短，這種近似更精確，如時間趨近于零，那么AB間的平均速度即為A點的瞬時速度（2）在曲線運動中如何求某點的瞬時速度？分析：用與直線運動相同的思維方法來解決。先求AB的平均速度，據(jù)式：VAB=XAB/t可知：VAB的方向與XAB的方向一致，t越小，VAB越接近A點的瞬時速度，當t0時，AB曲線即為切線，A點的瞬時速度為該點的切線方向。由此我們就可以肯定我們剛才所得出的結論是正確的。明確了曲線運動的方向之后，我們來考慮這樣一個問題：在運動過程中，曲線運動的速度和直線運動的速度最大的區(qū)別是什么？在運動的過程中，直線運動的速度方向不發(fā)生變化，而曲線運動速度方向時期在變。很好。那我們由速度的性質(zhì)知，速

7、度是矢量，既有大小又有方向。在勻變速運動中，速度大小發(fā)生變化，我們說這是變速運動，而在曲線運動中，速度方向時刻在改變，我們也說它是變速運動。實際上這個過程我們可以這樣來理解：速度是矢量+速度方向變化，速度矢量就發(fā)生了變化具有加速度曲線運動是變速運動。下面我們來看幾個題目：（1）關于曲線運動，下列說法正確的是( )A.曲線運動一定是變速運動 B.曲線運動逮度的方向不斷地變化。但速度的大小可以不變C.曲線運動的逮度方向可能不變 D.曲線運動的速度大小和方向一定同時改變（2）對曲線運動中的速度的方向，下列說法正確的是( )A.在曲線運動中，質(zhì)點在任一位置的速度方向總是與這點的切線方向相同B.在曲線運

8、動中，質(zhì)點的速度方向有時也不一定是沿著軌跡的切線方向C.旋轉(zhuǎn)雨傘時傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運動，故水滴速度方向不是沿其切線方向的D.旋轉(zhuǎn)雨傘時，傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運動，水滴速度方向總是沿其軌道的切線方向參考答案（1）A 解析：對于曲線運動來說，在運動的過程中，物體速度方向始終在變化，所以曲線運動一定是變速運動在這個過程中物體速度的大小是否發(fā)生變化，并不影響曲線運動是變速運動因此，速度大小可能變化，也可能不變所以本題應該選擇A（2）AD解析：本題主要考查物體做曲線運動時的速度方向，解此題只要把握一點：不論在任何情況下，曲線運動速度方向總是與其軌道的切線方向一致的，所以本題應該選擇AD（

9、2）物體做曲線運動的條件為什么有些物體做直線運動，有些物體做曲線運動呢?下面我們通過幾個實驗來研究以下這個問題。如圖615所示的裝置放在水平桌面上，在斜面頂端放置一鋼球，放開手讓鋼球自由滾下，觀察鋼球在桌面上的運動情況，記住鋼球的運動軌跡。（鋼球做直線運動，速度逐漸減小。）請同學們來分析鋼球在桌面上的受力情況？（鋼球受豎直向下的重力，豎直向上的支持力，還受到滑動摩擦力的作用。）摩擦力的方向如何？（摩擦力的方向與運動方向在同一直線上，但與運動方向相反）演示實驗：在剛才實驗中，鋼球的運動路徑旁邊放一塊磁鐵，重復剛才的實驗操作，觀察鋼球在桌面上的運動情況？（鋼球傲曲線運動）分析鋼球在桌面上的受力情況

10、？（鋼球受豎直向下的重力，豎直向上的支持力，還受到方向與運動方向相反的滑動摩擦力的作用，此外還受到磁鐵的吸引力。）引力的方向如何？（引力的方向隨著鋼球的運動不斷改變，但總是不與運動方向在同一直線上。）演示實驗：把上次實驗用的鋼球改為同等大小的木球重復上次實驗，觀察木球運動情況？（木球做直線運動，速度不斷減小。）分析木球在桌面上的受力情況？（木球受豎直向下的重力、豎直向上的支持力，還受到方向與運動方向相反的滑動摩擦力的作用，木球并不受到磁鐵給它的吸引力。）演示實驗：隨手拋出一個粉筆頭，觀察粉筆頭的運動狀態(tài)？（粉筆頭做曲線運動）分析粉筆頭的受力情況？（受豎直向下的重力的作用。）在以上幾個實驗中，第

11、一個鋼球只受到與運動方向在同一條直線上與運動方向垂直的力的作用，做的是直線運動，木球同樣也受到這樣的力的作用，也是做直線運動，面第二個鋼球受到一個與運動方向成一定夾角的力的作用，做的是曲線運動；粉筆頭受的重力與它的運動方向也不在同一條直線上，粉筆頭傲曲線運動由此我們可以得出什么樣的情況下物體會做曲線運動？結論：當物體受到與運動方向不垂直也不在同一條直線上的力的作用時，會做曲線運動?，F(xiàn)在大家來看這樣一道題，如圖616所示，光滑水平桌面上放置質(zhì)量為m的物體，受到與水平方向成。角斜向上的力的作用，分析該物體的運動情況？（物體做勻加速直線運動。）物體的受力情況是怎樣的？（受豎直向下的重力、豎直向上的支

12、持力以及拉力。）拉力與運動方向有什么關系？（與運動方向有一定角度）剛才我們總結說：當物體受到與運動方向成一定角度的力的作用時，物體會做曲線運動，而在這個實驗中，物體受的力與運動方向成一定角，但物體并沒有做曲線運動，這是什么原因呢？對于鋼球來說，它不僅受到與運動方向成一定角度的力的作用，而且它所受到的合外力的方向也與運動方向成一定角度，鋼球做曲線運動；對于粉筆頭來說，它所受到的重力就是它受到的合外力，與運動方向成一定角度，粉筆頭做曲線運動；對于剛才實驗中的物體來說，雖然它所受到的拉力與運動方向成一定角度，但物體所受的合外力仍然與運動方向在同一直線上，所以該物體并沒有做曲線運動。那我們該如何總結物

13、體做曲線運動的條件呢？結論：當物體所受的合力方向跟它的速度方向不在同一直線上時，物體將做曲線運動。3、交流與討論（1）飛機扔炸彈，分析為什么炸彈做曲線運動？（2）我們騎摩托車或自行車通過彎道時，我們側身騎，為什么？（3）盤山公路路面有何特點?火車鐵軌在彎道有何特點？參考解答（1）炸彈離開飛機后由于慣性，具有與飛機同樣的水平初速度，且受重力，初速度與重力方向有一定角度，所以做曲線運動。（2）騎摩托車或自行車通過彎道時，我們和車一起做曲線運動，這個時候人和車這個整體需要一個與運動方向成一定夾角的力來完成這個曲線運動，我們側身正是為了提供這個力。（3）盤山公路的路面并不是水平的，而是一邊高一邊低；火

14、車鐵軌在彎道的時候兩根鐵軌并不是一般高的，而是一個高一個低之所以這樣設計，正是因為各種車輛爬盤山公路的時候做的都是曲線運動，火車拐彎時也是曲線運動，這些曲線運動都需要一個與運動方向成一定夾角的力來完成盤山公路和火車鐵軌的這種設計就是為提供這個力服務的。4、小結：（1）運動軌跡是曲線的運動叫曲線運動。（2）曲線運動中速度的方向是時刻改變的，質(zhì)點在某一點的瞬時速度的方向在曲線的這一點的切線上。（3）當合外力F的方向與它的速度方向有一夾角時，物體做曲線運動。板書設計：5.1 曲線運動1、曲線運動定義：運動軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。2、物體做曲線運動的條件當物體所受的合力方向跟它的逮度方向不在同一

15、直線上時，物體將做曲線運動。3、曲線運動速度的方向質(zhì)點在某一點的速度，沿曲線在這一點的切線方向。4、曲線運動的性質(zhì)曲線運動過程中速度方向始終在變化，因此曲線運動是變速運動。5.2運動的合成和分解三維教學目標1、知識與技能（1）在具體情景中，知道合運動、分運動分別是什么，知道其同時性和獨立性；（2）知道運動的合成與分解，理解運動的合成與分解遵循平行四邊形定則；（3）會用作圖和計算的方法，求解位移和速度的合成與分解問題。2、過程與方法（1）通過對拋體運動的觀察和思考，了解一個運動可以與幾個不同的運動效果相同，體會等效替代的方法；（2）通過觀察和思考演示實驗，知道運動獨立性學習化繁為筒的研究方法；（

16、3）掌握用平行四邊形定則處理簡單的矢量運算問題。3、情感、態(tài)度與價值觀（1）通過觀察，培養(yǎng)觀察能力；（2）通過討論與交流，培養(yǎng)勇于表達的習慣和用科學語言嚴謹表達的能力。教學重點（1）明確一個復雜的運動可以等效為兩個簡單的運動的合成或等效分解為兩個簡單的運動；（2）理解運動合成、分解的意義和方法。教學難點：分運動和合運動的等時性和獨立性；應用運動的合成和分解方法分析解決實際問題。教學方法：探究、講授、討論、練習教學用具：演示紅蠟燭運動的有關裝置。教學過程：第二節(jié) 運動的合成和分解（一）新課導入上節(jié)課我們學習了曲線運動的定義，性質(zhì)及物體做曲線運動的條件，先來回顧一下這幾個問題：什么是曲線運動？（運

17、動軌跡是曲線的運動是曲線運動。）怎樣確定做曲線運動的物體在某一時刻的速度方向？（質(zhì)點在某一點的速度方向沿曲線在這一點的切線方向。）物體在什么情況下做曲線運動？（當物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運動。）通過上節(jié)課的學習，我們對曲線運動有了一個大致的認識，但我們還投有對曲線運動進行深入的研究，要研究曲線運動需要什么樣的方法呢？這節(jié)課我們就來研究這個問題。（二）新課教學我們先來回想一下我們是怎樣研究直線運動的，同學們可以從如何確定質(zhì)點運動的位移來考慮?？梢匝刂矬w或質(zhì)點運動的軌跡建立直線坐標系，通過物體或質(zhì)點坐標的變化可以確定其位移，從而達到研究物體運動過程的目的?，F(xiàn)在

18、我們先看一個勻加速直線運動的例子。物體運動軌跡是直線，位移增大的越來越快，初逮度為零，速度均勻增大，加速度保持不變，所以這種運動為初速度為零的勻加速直線運動?，F(xiàn)在我們可以看到，我們已經(jīng)把這個物體的運動分解成了兩個運動：其一是速度為vO的勻速直線運動：其二是同方向的初速度為0，加速度為a的勻加速直線運動?？梢哉f這種方法可以將比較復雜的一個運動運動轉(zhuǎn)化成兩個或幾個比較簡單的運動，這種方法我們稱為運動的分解。實際上運動的分解不僅能夠應用在直線運動中，對于曲線運動它同樣適用。下面我們就來探究一下怎樣應用運動的合成與分解來研究曲線運動。演示實驗：如圖62l所示，在一端封閉、長約l m的玻璃管內(nèi)注滿清水，

19、水中放一紅蠟做的小圓柱體R，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊。(圖甲)將這個玻璃管倒置(圖乙)，蠟塊R就沿玻璃管上，如果旁邊放一個米尺，可以看到蠟塊上升的速度大致不變，即蠟塊做勻連直線運動。再次將玻璃管上下顛倒，在蠟塊上升的同時將玻璃管水平向右勻速移動，觀察蠟塊的運動。(圖丙)在黑板的背景前觀察由甲到乙的過程，可以發(fā)現(xiàn)蠟塊做的是勻速直線運動，而過程丙中蠟塊微的是什么運動呢？有可能是直線運動，速度大小變不變化不能判斷，有可能是曲線運動。也就是說，僅僅通過用眼睛觀察我們并不能得到物體運動的準確信息，要精確地了解物體的運動過程，還需要我們進行理論上的分析。下面我們就通過運動的分解對該物體的運動過程進行分析

20、。對于直線運動，很明顯，其運動軌跡就是直線，直接建立直線坐標系就可以解決問題，但如果是一個運動軌跡不確定的運動還能這樣處理嗎？很顯然是不能的，這時候我們可以選擇平面內(nèi)的坐標系了。比如選擇我們最熟悉的平面直角坐標系。下面我們就來看一看怎樣在乎面直角坐標系中研究物體的運動。1、蠟塊的位置建立如圖622所示的平面直角坐標系：選蠟塊開始運動的位置為原點，水平向右的方向和豎直向上的方向分別為x軸和y軸的正方向。在觀察中我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)蠟塊在玻璃管中是勻速上升的，所以我們設蠟塊勻速上升的速度為vy，玻璃管向右勻速運動的速度為vx，從蠟塊開始運動的時刻開始計時，我們就可以得到蠟塊在t時刻的位置P(x，y)，我們

21、該如何得到點p的兩個坐標呢？蠟塊在兩個方向上做的都是勻速直線運動，所以x、y可以通過勻速直線運動的位移公式x=vt獲得，即：x=vxt y=vyt這樣我們就確定了蠟塊運動過程中任意時刻的位置，然而要知道蜻塊做的究竟是什么運動這還不夠，我們還要知道蠟塊的運動軌跡是什么樣的。下面我們就來操究這個問題。2、蠟塊的運動軌跡我們在數(shù)學課上就已經(jīng)學過了怎樣在坐標中表示一條直線或曲線。在數(shù)學上，關于x、y兩個變量的方程就可以代表一條直線或曲線，現(xiàn)在我們要找的蠟塊運動的軌跡，實際上我們只要找到表示蠟塊運動軌跡的方程就可以了。觀察我們剛才得到的關于蠟塊位置的兩個方程，發(fā)現(xiàn)在這兩個關系式中，除了x、y之外還有一個

22、變量“那我們應該如何來得到蠟塊的軌跡方程呢？根據(jù)數(shù)學上的消元法，我們可以從這兩個關系式中消去變量t，就可以得到關于x，y兩個變量的方程了。實際上我們前面得到的兩個關系式就相當于我們在數(shù)學上學到的參數(shù)方程，消t的過程實際上就是消參數(shù)的過程。那消參數(shù)的過程和結果應該是怎樣的呢？我們可以先從公式(1)中解出tt=x/vx y=vy x/vx現(xiàn)在我們對公式進行數(shù)學分析，看看它究竟代表的是一條什么樣的曲線呢？由于蠟塊在x、y兩個方向上做的都是勻速直線運動，所以vy 、vx都是常量所以vy /vx也是常量，可見公式表示的是一條過原點的傾斜直線。在物理上這代表什么意思呢？這也就是說，蠟塊相對于黑板的運動軌跡

23、是直線，即蠟塊做的是直線運動。既然這個方程所表示的直線就是蠟塊的運動軌跡，那如果我們要找靖塊在任意時刻的位移，是不是就可以通過這條直線來實現(xiàn)呢?下面我們就來看今天的第三個問題。3、蠟塊的位移在直線運動中我們要確定物體運動的位移，我們只要知道物體的初末位置就可以了對于曲線運動也是一樣的。在前面建立坐標系的時候我們已經(jīng)說過了，物體開始運動的位置為坐標原點，現(xiàn)在我們要找任意時刻的位移，只要再找出任意時刻t物體所在的位置就可以了。實際上這個問題我們已經(jīng)解決了，前面我們已經(jīng)找出物體在任意時刻的位置P(x，y)，請同學們想一下在坐標中物體位移應該是怎么表示的呢？在坐標系中，線段OP的長度就代表了物體位移的

24、大小?，F(xiàn)在我找一位同學來計算一下這個長度。我們在前面的學習中已經(jīng)知道位移是矢量，所以我們要計算物體的位移僅僅知道位移的大小是不夠的，我們還要再計算位移的方向。這應該怎樣來求呢？因為坐標系中的曲線就代表了物體運動的軌跡，所以我們只要求出該直線與x軸的夾角就可以了。要求"我們只要求出它的正切就可以了。tan=vy /vx這樣就可以求出，從而得知位移的方向?，F(xiàn)在我們已經(jīng)知道了蠟塊做的是直線運動，并且求出了蠟塊在任意時刻的位移，但我們還不知道蠟塊做的是什么樣的直線運動，要解決這個問題，我們還需要求出蠟塊的速度。4、交流與探究現(xiàn)在我們探討了蠟塊在玻璃管中的運動，請大家考慮實際生活中我們遇到的哪

25、些物體的運動過程與蠟塊相似？典型事例：小船過河，對小船在水里的運動加以討論。參考解答：小船過河時的運動情況和蠟塊在玻璃管中的運動基本是相同的。首先小船過河時它會有一個自己的運動速度，當它開始行走的時候，同時由于水流的作用，它要顧著水流獲得一個與水的運動速度相同的速度。小船自己的速度一般是與河岸成一定角度的，而水流給小船的速度卻是沿著河岸的。所以小船實際的運動路徑是這兩個運動合成的結果。而合速度的大小取決于這兩個建度的大小和方向而小船渡河的時間僅與小船自身的速度有關，與水流的速度是沒有關系的。5、蠟塊的速度根據(jù)我們前面學過的速度的定義，物體在某過程中的速度等于該過程的位移除以發(fā)生這段位移所需要的

26、時間，即前面我們已經(jīng)求出了蠟塊在任意時刻的位移的大小所以我們可以直接計算蠟塊的位移，直接套入速度公式我們可以得到什么樣的速度表達式？帶人公式可得：分析這個公式我們可以得到什么樣的結論？vy /vx都是常量，也是常量。也就是說蠟塊的速度是不發(fā)生變化的，即蠟塊做的是勻速運動。結合我們前面得出的結論，我們可以概括起來總結蠟塊的運動，它做的應該是個什么運動？（蠟塊做的是勻速直線運動。）在這個實驗中，我們看到的蠟塊實際的運動是相對于黑板向右上方運動的，而這個運動并不是直接發(fā)生的，它是由向上和向右的兩個運動來構成的，在這種情況中，我們把蠟塊沿玻璃管向上的運動和它隨著玻璃管向右的運動，都叫做分運動；而蠟塊相

27、對于黑板向右上方的運動叫做合運動。明確了合運動和分運動的概念之后，我們就可以得出運動合成與分解的概念了：由分運動求合運動的過程叫做運動的合成；由合運動求分運動的過程叫做運動的分解。思考與討論如果物體在一個方向上的分運動是勻速直線運動，在與它垂直方向的分運動是勻加速直線運動。合運動的軌跡是什么樣的？（參考提示：勻速運動的速度V1和勻速運動的初速度的合速度應如圖623所示，而加速度a與v2同向，則a與v合必有夾角，因此軌跡為曲線。）第二課時：1、實驗探究運動的獨立性在如圖624所示的裝置中，兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q；兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度，

28、使AC=BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等?，F(xiàn)將小鐵球p、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小鐵球能以相同的初速度V0同時分別從軌道M、N的下端射出。實驗結果是兩小球同時到達E處，發(fā)生碰撞，增大或者減小軌道M的高度，只改變小鐵球P到達桌面時速度的豎直方向分量的大小，再進行實驗，結果兩小鐵球總是發(fā)生碰撞。實驗結果顯示，改變小球P的高度，兩個小球仍然會發(fā)生碰撞，說明沿豎直方向距離的變化，雖然改變了兩球相遇時小球P沿豎直方向速度分量的大小，但并不改變小球P沿水平方向的速度分量大小，因此，兩個小球一旦處于同一水平面，就會發(fā)生碰撞。這說明小球在豎直方向上的運動并不影響它

29、在水平方向上運動。下面我們來看一個通過運動的合成與分解解決實際問題的例子。書上例題剖析我們現(xiàn)在來總結一下運動的合成與分解先來回想一下，對蠟塊運動的分解有幾個方面的內(nèi)容？（包括對運動速度的合成與分解，對位移的合成與分解。）對實際上關于運動的合成與分解。不僅包含這兩方面的內(nèi)容，還包括對加速度的合成與分解，我們這節(jié)課中有牽扯到這個問題，在以后的學習中我們會遇到這樣的情況的?，F(xiàn)在請大家再來想一下，在運動的合成與分解的過程中，合運動和各個分運動之間有什么關系？（合運動和分運動總是同時開始同時結束，沒有合運動也就沒有分運動，反之也成立，即沒有分運動也就沒有合運動。）很好，對于運動的合成與分解過程的這個特點

30、，我們把它稱為運動的合成與分解的等時性原理。也就是說，在物體的運動過程中，合運動持續(xù)的時間和各分運動所持續(xù)的時間是致的。這是合運動與分運動之間的關系?，F(xiàn)在大家再來考慮各個分運動之間有什么關系？（就蠟塊的運動來說，當玻璃管上下顛倒后靜止時，在豎直方向上蠟塊做的是勻速直線運動，當玻璃管上下顛倒后增加了一個向右的勻速直線運動后，蠟塊豎直方向的運動仍然為勻速直線運動，也就是說，蠟塊在豎直方向上的分運動并不會受到其他分運動的影響。）實際上不僅僅蠟塊豎直方向上的分運動不受其他分運動的影響，在運動的過程中，雖然體現(xiàn)出來的是合運動的運動效果，但各個分運動仍然保持各自的獨立性，并不會因為參與了運動合成而改變自己

31、的狀態(tài)，在運動的合成的過程中，各個分運動是互不影響的。我們把這個特點稱為運動的合成與分解的獨立性原理?，F(xiàn)在再來考慮我們在對蠟塊的速度、位移進行分解與合成的時候是采用的什么方法？或者說是在合成與分解的過程中合速度與分速度、合位移與分位移之間存在著什么樣的聯(lián)系？（合速度是兩個分速度通過平行四邊形定則求出來的，也就是它們之間是進行的矢量加減，合位移與分位移之間也存在這種關系。）也就是說在運動的合成與分解的過程中，統(tǒng)一的遵守著平行四邊形定則。之所以會出現(xiàn)這種規(guī)律，其根本在于我們在運動的合成與分解中所合成與分解的各個物理量都是矢量，而矢量的加減是遵循平行四邊形定則的。在這節(jié)課的學習中，我們遇到的都是相互

32、垂直的兩個方向上的運動的合成與分解。實際上對于互成任意角度的兩個方向上的運動同樣可以根據(jù)平行四邊形定則進行合成與分解。2、實驗與探究（1）讓玻璃管傾斜一個適當?shù)慕嵌?，沿水平方向勻速運動，同時讓紅色的蠟塊沿玻璃管勻速運動，如圖626所示，請大家思考如何確定紅蠟塊的位置、運動軌跡以及紅蠟塊的速度。（2）在你的鉛筆盒里取一塊橡皮，用一根細線拴住，把線的另一端用圖釘固定在豎直放置的圖板上按627所示的方法，用鉛筆靠著線的左側，沿直尺向右勻速移動，再向左移動，來回做幾次。仔細觀察橡皮的運動軌跡。結合實驗現(xiàn)象，討論以下問題：橡皮的運動是由哪兩個運動合成的？合運動的位移與分運動的位移之間有什么關系？合運動的

33、速度V與分運動的速度V1、V2，有什么關系？課堂訓練（1）關于運動的合成，下列說法中正確的是( )A合運動的速度一定比每一個分運動的速度大B兩個勻速直線運動的合運動，一定是勻速直線運動C兩個分運動是直線運動的合運動，一定是直線運動D兩個分運動的時間，一定與它們的合運動的時間相等（2）如果兩個分運動的速度大小相等且為定值，則以下說法中正確的是( )A兩個分運動夾角為零，合速度最大B兩個分運動夾角為90°，合速度大小與分速度大小相等C合速度大小隨分運動的夾角的增大而減小D兩個分運動夾角大于120°，合速度的大小等于分速度（3）小船在靜水中的速度是v，今小船要渡過一河流，渡河時小

34、船朝對岸垂直劃行，若航行至中心時，水流速度突然增大，則渡河時間將( )A增大 B減小 C不變 D無法確定小結：這節(jié)課我們學習的主要內(nèi)容是探究曲線運動的基本方法運動的合成與分解。這種方法在應用過程中遵循平行四邊形定則，在實際的解題過程中，通常選擇實際看到的運動為合運動，其他的運動為分運動。運動的合成與分解包括以下幾方面的內(nèi)容：速度的合成與分解；位移的合成與分解；加速度的合成與分解。合運動與分運動之間還存在如下的特點：獨立性原理：各個分運動之間相互獨立，互不影響。等時性原理，合運動與分運動總是同時開始，同時結束，它們所經(jīng)歷的時間是相等的。板書設計：5.3探究平拋運動的規(guī)律三維教學目標1、知識與技能

35、（1）知道平拋運動的特點是初速度方向水平，只有豎直方向受重力作用，運動軌跡是拋物線；（2）知道平拋運動形成的條件；（3）理解平拋運動是勻變速運動，其加速度為g；（4）會用平拋運動規(guī)律解答有關問題。2、過程與方法（1）在知識教學中應同時進行科學研究過程教育，本節(jié)課以研究平拋物體運動規(guī)律為中心所展開的課堂教學，應突出一條研究物理科學的一般思想方法的主線： 觀察現(xiàn)象初步分析猜測實驗研究得出規(guī)律重復實驗鑒別結論追求統(tǒng)一。（2）利用已知的直線運動的規(guī)律來研究復雜的曲線運動，滲透物理學“化曲為直”“化繁為簡”的方法及“等效代換”正交分解”的思想方法；（3）在實驗教學中，進行控制的思想方法的教育：從實驗的設

36、計、裝置、操作到數(shù)據(jù)處理，所有環(huán)節(jié)都應進行多方面實驗思想的教育，“實驗的精髓在于控制”的思想，在乎拋物體實驗中非常突出。如裝置中斜槽末端應保持水平的控制；木板要豎直放置的控制；操作上強調(diào)小球每次都從斜槽同一高度處由靜止開始釋放的控制；在測量小球位置時對實驗誤差的控制等。3、情感、態(tài)度與價值觀（1）通過重復多次實驗，進行共性分析、歸納分類，達到鑒別結論的教育目的，同時還能進行理論聯(lián)系實際的教育。（2）在理解平拋物體運動規(guī)律是受恒力的勻變速曲線運動時應注意到“力與物體運動的關系”。這方面的問題，我國東漢的王充(公元2797年)歷盡心血三十年寫成論衡一書，全書三十卷八十五篇約三十萬字，已有精辟論述，

37、以此滲透愛國主義教育和刻苦學習、勤奮工作精神的美德教育。教學重點：平拋運動的特點和規(guī)律；學習和借鑒本節(jié)課的研究方法。教學難點：平拋運動的規(guī)律。教學方法：探究、講授、討論、練習教具準備：平拋運動演示儀、平拋豎落儀教學過程：第三節(jié) 探究平拋運動的規(guī)律（一）新課導入前面我們學習了曲線運動的相關知識以及研究曲線運動基本方法運動的合成與分解，在學習新課之前我們先來回顧一下。做曲線運動的物體其速度方向是怎樣的？（質(zhì)點在某一點的速度方向，沿曲線在這一點的切線方向。）在什么情況下物體會做曲線運動？（當物體所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一條直線上時，物體做曲線運動。）運動的合成與分解包含哪幾個方面的內(nèi)容？

38、（包括速度的合成與分解、位移的合成與分解、加速度的合成與分解。）在合成與分解的過程中遵循什么樣的規(guī)律？（必須遵循平行四邊形定則。）合運動和分運動之間以及各個分運動之間存在什么關系呢？（合運動和分運動所經(jīng)歷的時間一定是相同的，這是等時性原理；各個分運動之間是相互獨立、互不影響的，這是獨立性原理。）說了這么多，我們也僅僅是從理論上了解了通過運動的合成與分解能夠研究曲線運動的規(guī)律，但我們還沒有把這一理論應用到實際的曲線運動中來檢驗一番，所以這節(jié)課我們就來完成這一項任務，通過運動的合成與分解來研究一種生活中常見的運動平拋運動。（二）新課教學1、拋體運動演示實驗：以任意角度向空中拋出一個粉筆頭。請同學們

39、觀察粉筆頭的運動軌跡，判斷它的運動性質(zhì)？（粉筆頭的運動軌跡是曲線，它做的是曲線運動。）分析它的受力情況？（受到豎直向下的重力和與運動方向相反的空氣阻力的作用。）實際上在這種情況下，空氣阻力非常小，一般情況下我們不考慮，這里我們就認為粉筆頭只受到重力的作用(如圖63l所示)現(xiàn)在請大家考慮一下，生活中有哪些物體的運動與我們剛才實驗中的粉筆頭情況相似？足球比賽中被球員踢起來在空中飛行的足球；乒乓球比賽中被球拍打出去的乒乓球；被運動員扔出去的鐵餅、標槍、鉛球等。可以看出，生活中有許多這種運動的例子。從這些例子中我們可以看出，所有這些物體都是以一定的初速度被拋出，忽略空氣阻力，在只受重力的情況下做曲線運

40、動，我們把這種運動稱為拋體運動。在拋體運動中有一種特殊情況，即物體被拋出時的初速度方向沿水平方向，我們把這樣的拋體運動稱為平拋運動。根據(jù)拋體運動初速度的方向我們還可以對拋體運動進行如下分類：（1）初速度豎直向上，豎直上拋運動（2）初速度豎直向下：豎直下拋運動（3）初速度與水平面成正角：斜上拋運動（4）初速度與水平面成負角；斜下拋運動我們這節(jié)課的任務就是探究平拋運動的規(guī)律。2、平拋運動豎直方向的運動規(guī)律演示實驗：用平拋運動演示儀演示平拋運動。請大家注意觀察平拋運動的軌跡，發(fā)現(xiàn)它是一條曲線。由此我們可以得出這樣一個結論；平拋運動在豎直方向上的分速度是越來越快的，但這個分速度到底是如何變化的我們還是

41、不清楚，現(xiàn)在請大家來分析做平拋運動的物體在豎直方向上的受力情況？（在豎直方向上只受到重力的作用）想一下我們前面學過的運動形式有沒有只在重力作用下實現(xiàn)的？（做自由落體運動的物體只受重力的作用）既然豎直方向上只受重力的作用，與物體做自由落體運動的條件相同，根據(jù)我們上節(jié)課學的分運動的獨立性原理知道，分運動在各自的方向上遵循各自的規(guī)律，我們能得出什么樣的結論呢？（平拋運動豎直方向上的分運動有可能是自由落體運動）既然我們有了這樣的猜想，為了驗證它的正確性，我們來做下面這個實驗。 演示實驗：如圖632所示，用小錘打擊彈簧金屬片，金屬片把A球沿水平方向拋出，同時月球被松開，自由下落，A、B兩球同時開始運動。

42、先來分析兩個小球做的分別是什么運動？（A球在金屬片的打擊下獲得水平初速度后只在重力作用下運動，所以做的是平拋運動。B球被松開后沒有任何初速度，且只受到重力的作用，因此做的是自由落體運動。）現(xiàn)在觀察兩球的運動情況，看兩球是否同時落地？這個地方教給大家一個判斷兩球是否同時落地的小技巧那就是不要用眼睛看而是用耳朵聽。兩個小球落地后會不止蹦一下，我們只聽它們落地的第一聲響，如果我們只聽到一聲響，說明兩個小球同時落地，如果聽到兩個落地聲，說明兩個小球先后落地。在做實驗之前我們先來聽一下一個小球落地的聲音。(拿一個和實驗用的小球一樣的球讓其做自由落體運動，讓學生仔細聽其落地的聲音，以便判斷實驗中的落地聲)

43、A、B兩個小球從同一高度同時開始運動，又同時落地，這說明了什么問題??？（這說明了A球在豎直方向上的分運動的性質(zhì)和B球的運動性質(zhì)是一樣的。B球做的是自由落體運動。由這一次實驗我們就能下這樣的結論嗎？有沒有可能我們設置的這個高度是一個特殊的高度，它正好滿足自由落體下落的時間和平拋運動時間相等呢?或者說因為我們打擊力度的原因，使A球獲得的初速度剛好滿足這一條件呢？那我們應該如何來解決呢？（多次改變小球下落的高度與打擊的力度，重復這個實驗。）現(xiàn)在我們來改變高度和打擊力度重新來做這個實驗，來聽落地的聲音。（兩個小球仍然同時落地）這說明了什么問題？（平拋運動在豎直方向上的分運動就是自由落體運動。）結論：平

44、拋運動在豎直方向上的分運動是自由落體運動。3、平拋運動水平方向的運動規(guī)律研究完豎直方向上的運動，我們再來看水平方向上的分運動。先來分析做平拋運動的物體在水平方向上的受力情況。（做平拋運動的物體只受重力作用，重力的方向是豎直向下的，所以物體在水平方向上不受力） 根據(jù)運動的獨立性我們知道水平方向上的運動不會受到豎直方向的運動影響，再根據(jù)牛頓第一定律我們能得出什么樣的結論??？（根據(jù)牛頓第一定律我們知道，如果一個物體處于不受力或受力平衡狀態(tài)，它將靜止或做勻速直線運動。在平拋運動中，物體水平方向上不受力，并且水平方向上有一個初速度，所以物體在水平方向上應該是勻速直線運動。）那我們應該怎樣來驗證這個猜想呢

45、？大家可以從勻速直線運動的特點出發(fā)來考慮這個問題。（勻速直線運動的特點是速度大小不變，位移均勻地增加，因此我們只要能證明在相等的時間內(nèi)發(fā)生的水平位移相等就可以了。）要進行這樣的驗證，我們首先面臨的問題就是如何得到平拋運動的軌跡圖象，我們可以采用以下方案來獲得：（1）按照以下步驟準備實驗裝置第一，將平拋運動實驗器置于桌面，裝好乎拋軌道，使軌道的拋射端處于水平位置，調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲，觀察重垂線或氣泡水準，使面板處于豎直平面內(nèi)，卡好定位板，裝置如圖633所示。第二，將描跡記錄紙襯墊一張復寫紙或打字蠟紙，緊貼記錄面板用壓紙板固定在面板上，使橫坐標x軸在水平方向上，縱坐標y軸沿豎直方向向下(若用白紙，可事先

46、用鉛筆在紙上畫出x、y坐標軸線)，并注意使坐標原點的位置在平拋物體(鋼球)的質(zhì)心(即球心)離開軌道處。第三，把接球擋板拉到最上方一格的位置。（2）將定位板定在某一位置固定好，鋼球緊靠定位板釋放，球沿軌道向下運動，以一定的初速度由軌道的平直部分水平拋出。（3）下落的鋼球打在向面板傾斜的接球擋板上，同時在面板上留下一個印跡點。（4）再將接球擋板向下拉一格，重復上述操作方法，打出第二個印跡點，如此繼續(xù)下拉接球擋板，直至最低點，即可得到平拋的鋼球下落時的一系列跡點。（5）變更定位板的位置，即可改變鋼球乎拋的初速度，按上述實驗操作方法，便可打出另一系列跡點。（6）取下記錄紙，將各次實驗所記錄的點分別用平

47、滑曲線連接起來，即可得到以不同的初速度做平拋運動的軌跡圖線。如圖634所示：注意：（1）為了保證實驗精度，必須保證記錄面板處于豎直平面內(nèi)，使平拋軌道的平面靠近板面。（2）安放記錄紙時，要使坐標原點與拋體的拋出點重合，這樣才能正確地確定拋體運動軌跡的起始點，從而確定軌跡上任意點的x、y坐標。獲得了平拋運動的軌跡圖象我們就可以從中知道平拋運動的水平位移?，F(xiàn)在我們從得到的幾條軌跡中選出一條來進行研究。我們現(xiàn)在所面臨的問題是如何知道水平分運動所發(fā)生的時間。這個問題我們可以通過運動的等時性來考慮。（前面我們已經(jīng)得出了平拋運動的豎直分運動為自由落體運動，根據(jù)等時性原理我們知道水平分運動和豎直分運動是同時發(fā)

48、生的，所以可以通過豎直分速度來找相等的時間間隔。）具體如何來實現(xiàn)呢？根據(jù)自由落體運動的位移公式x= gt2/2我們可以得出，在相鄰相等的時間間隔內(nèi)物體所發(fā)生的位移之比為1：3：5：(2n+1)，那么我們就可以從坐標系中的縱軸上選取長度分別為h、3h、5h的相鄰的線段，即選取縱坐標分別為h、4h、9h的三個點。例如選擇5、20、45這幾個點。如圖635所示，在平拋的軌跡上找出縱坐標與之相對應的點，這些點所對應的橫坐標即為平拋運動的水平分運動在相鄰相等的時間間隔里所達到的位置。這樣我們就找出了水平分運動在相鄰相等的時間間隔內(nèi)所發(fā)生的位移，觀察這些水平分位移，可以得到什么規(guī)律？（這些水平分位移都近似

49、相等。）由此我們可以得出什么結論？（平拋運動的水平分運動是勻速直線運動）結論：平拋運動的水平分運動是勻速直線運動。這樣我們就通過運動的合成與分解探究出了平拋運動在水平和豎直方向上的運動規(guī)律，下面我們來看一個例題。例題1：一架老式飛機在高出地面0.81 km的高度，以2.5Xl02km幾的速度水平飛行，為了使飛機上投下的炸彈落在指定的目標，應該在與轟炸目標的水平距離為多遠的地方投彈？（不計空氣阻力）分析：對于這道題我們可以從以下幾個方面來考慮：第一，從水平飛行的飛機上投下的炸彈，做什么運動？為什么？（做的是平拋運動，炸彈在沒有脫離飛機時與飛機具有相同的水平速度。脫離飛機后這一速度并不消失，這時炸

50、彈只受重力作用且具有水平初速度，所以做平拋運動）第二，炸彈的這種運動可分解為哪兩個什么樣的分運動？（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）第三，要想使炸彈投到指定的目標處，你認為炸彈落地前在水平方向通過的距離與投彈時飛機離目標的水平距離之間有什么關系？（炸彈落地前在水平方向通過的距離與投彈時飛機離目標的水平距離應該相等）討論與交流：飛機在投遞貨物或?qū)嵤┺Z炸的時候，應該在目標的什么位置開始投放貨物或炸彈？小結：本節(jié)課我們學習的主要內(nèi)容是：（1）什么是平拋運動？（初速度方向為水平方向的拋體運動叫做平拋運動）（2）平拋運動水平和豎直兩個方向上的分運動分別是什么運動？（水平方向是勻

51、速直線運動；豎直方向是自由落體運動）（3）平拋運動的規(guī)律？（）x=v0t ，y=1/2at2板書設計：第三節(jié) 探究平拋運動的規(guī)律1、拋體運動（1）條件：具有一定的初速度；忽略空氣阻力；只受重力的作用（2）初速度為水平方向的拋體運動叫做平拋運動。2、豎直方向的運動規(guī)律 （1）受力情況：只受重力作用 （2）初速度情況：無（3）結論：平拋運動在豎直方向上的分運動是自由落體運動。3、水平方向的運動規(guī)律 （1）受力情況：不受力 （2）初速度情況：有 （3）結論：平拋運動在水平方向的分運動為勻速直線運動。5.4拋體運動的規(guī)律三維教學目標1、知識與技能（1）理解平拋運動是勻變速運動，其加速度為g；（2）掌握

52、拋體運動的位置與速度的關系。2、過程與方法（1）掌握平拋運動的特點，能夠運用平拋規(guī)律解決有關問題；（2）通過例題分析再次體會平拋運動的規(guī)律。3、情感、態(tài)度與價值觀（1）有參與實驗總結規(guī)律的熱情，從而能更方便地解決實際問題；（2）通過實踐，鞏固自己所學的知識。教學重點：分析歸納拋體運動的規(guī)律。教學難點：應用數(shù)學知識分析歸納拋體運動的規(guī)律。教學方法：探究、講授、討論、練習教具準備：平拋運動演示儀、自制投影片教學過程：第四節(jié) 拋體運動的規(guī)律（一）新課導入上一節(jié)我們已經(jīng)通過實驗探究出平拋運動在豎直方向和水平方向上的運動規(guī)律，對平拋運動的特點有了感性認識。這一節(jié)我們將從理論上對拋體運動的規(guī)律作進一步分析

53、，學習和體會在水平面上應用牛頓定律的方法，并通過應用此方法去分析沒有感性認識的拋體運動的規(guī)律。（二）新課教學1、拋體的位置我們以平拋運動為例來研究拋體運動所共同具有的性質(zhì)。首先我們來研究初速度為v的平拋運動的位置隨時間變化的規(guī)律。用手把小球水平拋出，小球從離開手的瞬間（此時速度為v，方向水平）開始，做平拋運動，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。在拋出后的運動過程中，小球受力情況如何？（小球只受重力，重力的方向豎直向下，水平方向不受力。）那么，小球在水平方向有加速度嗎，它將怎樣運動？（小球在水平方向沒有加

54、速度，水平方向的分速度將保持v不變，做勻速直線運動。）我們用函數(shù)表示小球的水平坐標隨時間變化的規(guī)律將如何表示？（x=vt）在豎直方向小球有加速度嗎？若有，是多大？它做什么運動？它在豎直方向有初速度嗎？（在豎直方向，根據(jù)牛頓第二定律，小球在重力作用下產(chǎn)生加速度g。做自由落體運動，而在豎直方向上的初速度為0）那根據(jù)運動學規(guī)律，請大家說出小球在豎直方向的坐標隨時間變化的規(guī)律？（ygt2/2）小球的位置能否用它的坐標（x，y）描述？能否確定小球在任意時刻t的位置？（可以）那么，小球的運動就可以看成是水平和豎直兩個方向上運動的合成。t時間內(nèi)小球合位移是：若設s與+x方向(即速度方向)的夾角為，如圖641

55、，則其正切值如何求？例1：一架飛機水平勻速飛行從飛機上海隔l s釋放一個鐵球，先后釋放4個，若不計空氣阻力，從地面上觀察4個小球( )A.在空中任何時刻總是捧成拋物線，它們的落地點是等間距的B.在空中任何時刻總是排成拋物線，它們的落地點是不等間距的C.在空中任何時刻總在飛機正下方，排成豎直的直線，它們的落地點是等間距的D.在空中任何時刻總在飛機的正下方，捧成豎直的直線，它們的落地點是不等間距的。解析：因為鐵球從飛機上釋放后做平拋運動，在水平方向上有與飛機相同的速度。不論鐵球何時從飛機上釋放，鐵球與飛機在水平方向上都無相對運動。鐵球同時還做自由落體運動，它在豎直方向?qū)㈦x飛機越來越遠所以4個球在落

56、地前始終處于飛機的正下方，并排成一條直線，又因為從飛機上每隔1s釋放1個球，而每個球在空中運動的時間又是相等的，所以這4個球落地的時間也依次相差1 s，它們的落地點必然是等間距的若以飛機為參考系觀察4個鐵球都做自由落體運動。此題把曲線運動利用分解的方法“化曲為直”，使其成為我們所熟知的直線運動，則據(jù)運動的獨立性，可以分別在這兩個方向上用各自的運動規(guī)律研究其運動過程。2、拋體的速度由于運動的等時性，那么大家能否根據(jù)前面的結論得到物體做平拋運動的時間？由y1/2gt2得到，運動時間這說明了什么問題？（這說明了做平拋運動的物體在空中運動的時間僅取決于下落的高度，與初速度無關）那么落地的水平距離是多大？ （落地的水平距離）這說明了什么問題？（這說明了平拋運動的水平位移不僅與初速度有關系，還與物體的下落高度有關）利用運動合成的知識，結合圖642，求物體落地速度是多大？結論如何？落地速度，即落地速度也只與初速度v和下落高度h有關。平拋運動的速度與水平方向的夾角為a，一般稱為平拋運動的偏角。實際上，常稱為平拋運動的偏角公式，