高一物理 必修二 拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 教學(xué)設(shè)計(jì)

1、第五章拋體運(yùn)動(dòng)第4節(jié)拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律教材分析“平拋物體的運(yùn)動(dòng)”是一種比較基本的曲線運(yùn)動(dòng)，是運(yùn)動(dòng)的合成和分解知識(shí)的第一個(gè)具體實(shí)例應(yīng)用，是研究拋體運(yùn)動(dòng)及其他曲線運(yùn)動(dòng)的前提，也是研究帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，在高中物理中從知識(shí)、方法和物理思想上講都有極其重要的地位。教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)物理觀念：用“演繹推理”的方法生成平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，使學(xué)生親歷物理觀念建立的過程?？茖W(xué)思維：利用已知的直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來研究復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，滲透“化曲為直”“化繁為簡(jiǎn)”“等效替換”等重要的物理思想?？茖W(xué)探究：通過實(shí)例分析再次體會(huì)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的建立，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，感受學(xué)習(xí)成功的

2、快樂。教學(xué)重難點(diǎn)1.重點(diǎn)：平拋運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律，應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決實(shí)際問題。2.難點(diǎn)：讓學(xué)生能根據(jù)運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法探究出平拋運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律。課前準(zhǔn)備：PPT教學(xué)過程【新課導(dǎo)入】視頻導(dǎo)入：北京2022冬奧會(huì)，中國運(yùn)動(dòng)員谷愛凌在自由式滑雪大跳臺(tái)奪得金牌，通過視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考在谷愛凌從跳臺(tái)飛到空中之后的運(yùn)動(dòng)情況，從而引入拋體運(yùn)動(dòng)。【新課講授】一、平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和分解1、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)（1）只受重力；（2）初速度沿水平方向與重力垂直;（3）曲線運(yùn)動(dòng)2、平拋運(yùn)動(dòng)的分解-運(yùn)動(dòng)的合成與分解（1）平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。（2）兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)既

3、具有獨(dú)立性，又具有等時(shí)性。二、平拋運(yùn)動(dòng)的速度以初速度v0的方向?yàn)閤軸方向，豎直向下的方向?yàn)?y 軸方向，建立平面直角坐標(biāo)系分析（1）由于物體受到的重力是豎直向下的，它在x方向的分力是0，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，物體在x方向的加速度是0，所以水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。（2）由于物體在x方向的分速度vx在運(yùn)動(dòng)開始的時(shí)候是v0，所以它將保持 v0 不變，與時(shí)間t無關(guān)，即：vx = v02、豎直方向上的速度（1）在y方向受到的重力等于mg。以a表示物體在y方向的加速度，應(yīng)用牛頓第二定律，得到mgma，所以ag，即物體在豎直方向的加速度等于自由落體加速度。（2）物體的初速度v0沿x方向，它在 y方向的分速度是0

4、，所以，物體在y方向的分速度vy與時(shí)間t的關(guān)系是：vygt3、平拋運(yùn)動(dòng)的速度根據(jù)矢量運(yùn)算法則，由勾股定理可知：速度大小速度的方向 【典型例題】1. 例1. 將一個(gè)物體以10 m/s的速度從20m的高度水平拋出，(不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2)求：（1）物體經(jīng)過多久落到地面上（2）物體落地瞬間的速度（3）物體落地時(shí)的水平位移解：以拋出時(shí)物體的位置O為原點(diǎn)，建立平面直角坐標(biāo)系，x軸沿初速度方向，y 軸豎直向下。（1）由y=12g（2）v落地時(shí)，物體在水平方向的分速度vxv010 m/sv=速度偏轉(zhuǎn)角的正切值為 tan=(3)由x=x=v0三.平拋運(yùn)動(dòng)的位移與軌跡1、水平方向的位移:根據(jù)水平方向

5、做勻速直線運(yùn)動(dòng)：由vxv0 得x = v0t2、豎直方向上的位移:根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可知，做平拋運(yùn)動(dòng)的物體的豎直分位移與時(shí)間的關(guān)系是 ：3、位移大小4、位移方向：5、平拋軌跡:由 x=v0t（1） （2）物體的位置是用它的坐標(biāo)x、y描述的，所以，（1）（2）兩式確定了物體在任意時(shí)刻t的位置和位移。物體的位置和位移可以由x、y確定，物體的軌跡方程也可以由x、y確定。消去t得：,平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線。求位移的常見思路：化曲線運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)的結(jié)論：(1)平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：teq r(f(2h,g)，只由高度決定，與初速度無關(guān).(2)水平位移(射程)：xv0tv0eq r(f(2h,g

6、)，由初速度和高度共同決定.(3)落地速度：veq r(vx2vy2)eq r(v022gh)，與水平方向的夾角為，tan eq f(vy,v0)eq f(r(2gh),v0)，落地速度由初速度和高度共同決定平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)推論：(1)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在某時(shí)刻，其速度方向與水平方向的夾角為，位移與水平方向的夾角為，則有tan 2tan .證明：如圖所示，tan eq f(vy,vx)eq f(gt,v0) ，tan eq f(yA,xA)eq f(f(1,2)gt2,v0t)eq f(gt,2v0)所以tan 2tan .(2)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻的速度的反向延長(zhǎng)線一定通過此時(shí)水平位移的中

7、點(diǎn).證明：xAv0t，yAeq f(1,2)gt2，vygt，又tan eq f(vy,v0)eq f(yA,xAB)，解得xABeq f(v0t,2)eq f(xA,2). 【典型例題】例2：跳臺(tái)滑雪是一種勇敢者的滑雪運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員穿專用滑雪板，在滑雪道上獲得一定速度后從跳臺(tái)飛出，在空中飛行一段距離后著陸。如圖所示，現(xiàn)有某運(yùn)動(dòng)員從跳臺(tái)a處以速度v0=20m/s 沿水平方向飛出，3秒后在斜坡b處著陸，斜坡傾斜角度為=37。運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，空氣阻力不計(jì)，sin37=0.6， cos（1）運(yùn)動(dòng)員在b處著陸瞬間的速度vb （2）ab之間的距離lab 答案：豎直方向的速度為 v運(yùn)動(dòng)員在速度偏轉(zhuǎn)角的正切

8、值為tan=（2）水平方向位移為x=豎直方向位移為y= 三.一般的拋體運(yùn)動(dòng)1、斜拋物體被拋出時(shí)的速度v0不沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方，在運(yùn)動(dòng)過程中只受重力，這種情況常稱為斜拋。2、特點(diǎn)（1）在水平方向不受力，加速度是0；（2）在豎直方向只受重力，加速度是g。3、斜拋物體的速度：初速度v0與水平方向的夾角為(1)水平方向分速度v0 xv0cos;(2)豎直方向分速度v0yv0sin。4、斜拋物體的軌跡水平位移：x=v0cost豎直位移：y= v0sint-gt2消去t得：斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡也是一條拋物線5.斜拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性(1)時(shí)間對(duì)稱：相對(duì)于軌跡最高點(diǎn)，兩側(cè)對(duì)稱的上升時(shí)間等于下降時(shí)間.(2)速度對(duì)稱：相對(duì)于軌跡最高點(diǎn)，兩側(cè)對(duì)稱的兩點(diǎn)速度大小相等.(3)軌跡對(duì)稱：斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡相對(duì)于過最高點(diǎn)的豎直線對(duì)稱.6.斜拋