南丰一中高一集体备课—抛体运动的规律.doc

抛体运动的规律集体备课教案南丰一中 彭定辉一、教材分析抛体运动的规律为人教版新教材物理必修2的第五章第3节内容，编排在曲线运动和质点在平面内的运动这两节内容之后，符合学生由易到难，由简到繁的认识规律，保持了知识的结构性、系统性。抛体（平抛）运动既是直线运动规律和牛顿运动定律的一个综合运用，也是学生第一次体会所学“运动的合成与分解”的知识来处理具体的曲线运动，可以巩固前面所学的知识，强化分析解决曲线运动问题的能力。在曲线运动这章中共有8节内容，其中本节与后面的实验：研究平抛运动属于相近知识点的内容，占本章的四分之一。相比较之下，同为高中阶段研究的两种典型曲线运动中的圆周运动占了本章的二分之一（共有4节），与本章第1、2节联系的紧密性不如本节，运动的复杂性超过本节，如果本节内容基础扎实了，则在一定程度上可以减轻后继课程的负担。所以这节内容在教材中起到了承上启下的作用。二、学生分析1高一学生在认识事物的特点上正处于在从形象思维到抽象逻辑思维的过渡阶段，分析问题时仍会不自觉地从感性经验角度出发，但好奇心强是他们的优点。2学生在初中进行的是新课程物理教育学习，数学能力是其薄弱环节之一，且现阶段数学课程还没有进入解析几何部分，对曲线的方程和轨迹处于未知状态。3学生在高中阶段左右会有一个心理逆反期，比如“为什么那个仪器演示的图象是真的，它没有骗我们吗？”、“这个课件中实验动画以及其数据是老师做好的，不是真实的”等。三、教学模式和教学方法的选定1基于以上对教材和学生的分析，本节内容作为新课，应以让学生理解平抛运动是自由落体和匀速运动的合运动，会用运动的正交分解的知识分析处理抛体（平抛）运动为主要目的。至于抛体轨迹及方程，鉴于学生的数学基础，则弱化或提一下；对平抛运动的轨迹分析安排在第4节（后一新课）；对平抛运动在地面、墙面、斜面等不同情景或多个物体运动的处理，安排在习题课上解决。2根据高中阶段学生的心理特征以及课时要求，演示实验采用定性或半定量的、中间环节少、仪器简单（尽可能不用电子仪器）的实验设计，让学生通过直接观察可以得出所需要的结论。3对于抛体运动的位移和速度的分解可以采用多媒体课件的形式使用投影机投放到大屏幕上，形象直观地展示运动过程中位移和速度的变化。4根据本节内容要求，本课采用设疑法引入新课，引导学生对现象进行合理猜想，比较法观察分析实验现象，数学方法推导运动轨迹，启发法总结运动规律，使学生能主动获取知识、培养能力、学会学习和科研的方法，调动学生学习积极性，作为本课教学主线。四、教学目标1.体会运动的合成与分解的思想。会用运动的合成与分解的方法分析平抛运动。2.掌握平抛运动的规律，会应用平抛运动的规律解答有关问题。3.知道斜抛运动也可以看作水平匀速直线运动和竖直上抛（或下抛）运动的合运动。4.理解平抛运动可以看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动，并且这两个分运动互不影响，运动轨迹是抛物线。五、重点与难点1 重点：掌握平抛运动的规律，能运用平抛运动的规律解答有关的实际问题2 难点：能够正确的将抛体运动（平抛和斜抛）分解为两个直线运动，通过对抛体运动的理解，掌握处理复杂运动的一种方法。六、教学过程1引入新课（首先在黑板上画出一个直角坐标系，y轴竖直向下。）老师：在上节课结束时布置了一个任务：如果物体在x方向的分速度不随时间改变，而在y方向的分速度随时间均匀增加，即vx=v0，vy=at(式中v0、a都是常量)，请你大致画出物体运动的轨迹。现在请一位同学到黑板上画出来。老师：这条线是曲线运动的轨迹，下面再请一位同学画线上A点的速度方向和合外力的方向。老师：我们说由于物体所受合外力的方向与初速度方向不在同一直线上时，物体就会做曲线运动；曲线运动可以分解成两个相互垂直方向上的直线运动。现实生活中有哪些类似这种轨迹的曲线运动？（直观：当水龙头喷口水平时，水在空中形成的水柱；水平抛出去的粉笔）老师：大家观察一下，这水柱的形状与上图很类似，那么水平抛出去的物体运动是否也可以分解成水平方向是匀速直线运动，竖直方向是匀加速直线运动呢？2演示实验老师：下面我们来把两个物体在同一高度同时水平抛出，来比较一下它们的运动结果。学生：（可能反应）太快了，好像是同时落地。老师：怎么样才可以知道它们是同时落地呢？“听声音”是一个好办法。 （把金属盘放在落地位置，并请两位听力好的同学站在旁边，作为公证人，增强实验结果的可信度）老师：嗯，是同时落地了。那么两个物体是不是以相同速度抛出呢？学生：（可能反应）不是，因为它们的落地点不同，（生活经验）。老师：好，我们再试一下把它们的速度差调节大一些，看看实验结果如何？3引导讨论老师：伽利略在研究自由落体运动时，也是比较两个在同一高度同时释放，发现同时落地；我们再这个实验中也出现类似结果，是什么可能的原因呢？学生：讨论。老师：1、两个抛出的物体同时落地，与抛出速度无关，而速度是水平方向。 2、物体落地的运动时体现在竖直方向，而竖直方向上只有重力。 3、将抛出的物体对受力和速度在水平方向和竖直方向进行正交分解，发现竖直方向开始时没有速度（或初速度为零）。 4、猜想这种曲线运动的竖直方向分运动时自由落体运动。4实验验证 将两个物体放置，使一做自由落体运动，另一水平抛出。结果发现两者同时落地。老师：竖直方向物体受到重力，且竖直方向初速度为零，故而水平抛出物体在竖直方向分运动为自由落体运动；现在我们来看，水平方向有初速度，且没有受力，则应该是什么运动呢？学生：（可能反应）匀速运动。老师：怎么验证呢？学生：（可能反应）速度大的抛得距离更远。（生活经验）老师：匀加速运动时也会出现在相等的时间内初速度越大的运动则位移越大的情况。理论最终成立与否在于实验。 （打开多媒体课件，播放实验动画：使两个相同小钢球被同样的弹簧压缩，上面的小球做平抛运动，下面的小球在水平直线上做匀速运动，结果上面的小球打在下面的小球上）老师：下面请以一位同学上前来做操作者，另一位同学做记录者。（请动手能力强的同学）学生：（可能反应）哎呀，差一点点老师：为什么？学生：因为小球与木板有摩擦。学生：还有空气阻力。老师：虽然我们常说“在误差范围内，实验基本上可以验证”这种曲线运动的水平方向分运动是匀速直线运动，但我们还没有看到更精彩的“炮弹”打“坦克”的情景，所以请实验的同学再耐心调节一下，尽可能减少一些误差。5运动命名老师：实验成功了。下面请一位同学把这条曲线上B、C两点上的位移和分位移作出来。老师：好，下面再请一位同学把这条曲线上B、C两点上的速度和分运动的速度作出来。（请马虎的同学）老师：B、C两点水平方向分速度要不要画相同的长度？这种曲线运动竖直方向的分运动是自由落体，水平方向的分运动是匀速直线运动，下面再请一位同学把运动规律写出来。 （点开多媒体课件位移和速度正交分解的动态变化的动画） 老师：这种曲线运动是由于只有水平方向的初速度和只受竖直方向的重力作用（忽略空气阻力），所以呈现以上的运动规律，我们给它命名为：平抛运动。（板书）6曲线轨迹（视学生能力决定是否全部讲授）老师：如果我将这支粉笔随手抛出，它是不是做平抛运动?学生：不是，因为你抛出的初速度不是水平方向的。老师：好，当抛出时初速度不沿水平方向时，我们叫它斜抛运动，和平抛运动、竖直上（下）抛运动合称为抛体运动。那现在我们应该用什么办法来分析斜抛运动呢？学生：（可能反应）由于它水平方向上初速度有分量，且忽略空气阻力，所以水平方向上是匀速直线运动。学生：（可能反应）由于它竖直方向上也有初速度分量，且重力方向与其相反，所以竖直方向上是竖直上抛运动。老师：好，就是运动的正交分解方法。我假设这支粉笔的初速度是2m/s，方向与水平方向成37角，请大家算一算这支粉笔在水平面抛出的最大高度和最远的距离是多少？学生：（可能反应）最大高度我知道，是竖直方向速度为零时的位置，但最远距离怎么算？老师：竖直上抛运动物体落回抛出点，则上去的时间等于下来的时间；同样斜抛运动的物体从抛出点到最高点的时间等于从最高点到落地点的时间。老师：现在我们根据斜抛运动的最大高度和最远距离来画出它的轨迹。 （板画,然后用注射器的喷口斜向上喷出水柱，进行比较）老师：请同学们仔细观察一下，斜抛运动的轨迹与平抛运动的轨迹有什么关系呢？学生：（可能反应）平抛运动的轨迹是斜抛运动的轨迹的一半。老师：很好。自由落体运动是竖直上抛运动的一半；平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动，斜抛运动竖直方向的分运动是竖直上抛运动，而平抛运动轨迹是斜抛运动的一半，刚好是从最高点到落地点的那一段轨迹。它们的曲线是可以重合的。老师：如果我们将平抛运动位移公式中的时间t消去，则得到y=(g/2v2)x2，它就是我们同学在初中学过的二次函数y=ax2，它在平面直角坐标系中的图像就是我们今天开始上课同学画的图，它的学名叫抛物线。7课堂练习（后面练习题视时间备用） （点击多媒体课件，打开例题）例题1：将一枚飞镖以10m/s的速度从10m的高度水平抛出，落地时它与地面的夹角是多少？（不计空气阻力，g=10m/s2）老师：飞镖落地时与地面的夹角是飞镖的什么物理量的方向与地面的夹角？练习1：关于平抛运动，下列说法中正确的是()(A)平抛运动是匀速运动(B)平抛运动是匀变速曲线运动(C)平抛运动不是匀变速运动(D)作平抛运动的物体落地时速度方向会是竖直向下练习2：枪管AB对准小球C，A、B、C在同一水平线上，已知BC=100m。当子弹射出枪口B时，C球自由落下。若小球C落下20m时被击中，则子弹离开枪口时的速度为（g取10m/s2）（ ）A.20m/s B.30m/s C.40m/s D.50m/s练习3：以初速度v0水平抛出一物体，当其竖直分位移与水平分位移相等时，此物体的（ ）A.竖直分速度等于水平分速