第一节伽利略的理想实验与牛顿第一定律.doc

1.4平抛运动学案【学习目标】一、知识目标：1、知道什么是平抛及物体做平抛运动的条件。2、理解平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向自由落体运动的合运动，并且这两个运动并不相互影响。3、知道平抛运动的特点。4、理解平抛运动的基本规律。5、会运用平抛运动的规律解答实际问题二、过程与方法：通过平抛运动的研究方法的学习，使学生能够综合运用已学知识，来探究新问题的研究方法。三、情感、态度与价值观：通过平抛的理论推证和实验证明，渗透实践是检验真理的标准。【学习重点】1、平抛运动的特点和规律2、学习和借借鉴本节课的研究方法【知识要点】一、平抛运动的分解1分解速度问题图2所示，以9. 8 m/s的水平速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角的斜面上，则物体飞行的时间是多少? 物体的位移是多少？解析：垂直地撞在斜面上，说明末速度方向垂直于斜面，用速度的合成分解来解。如图2，又 得 物体位移2分解位移问题二、由图象求解平抛运动问题例4如图3，从倾角为的斜面顶端以初速水平抛出一个小球，小球落在斜面上，求：( 1 )小球在空中飞行的时间；( 2 )小球落点与抛出点之间的距离。解析：因小球作平抛运动，起点和终点都在斜面上，根据水平位移和竖直位移的关系(见图3)，可得： ，又，所以得。小球落点与抛出点之间的距离 。小结：处理平抛运动问题的两种方法：已知速度方向的分解速度求解，已知位移的分解位移求解，【典型例题】例题1、某同学设计了一个探究平抛运动特点的实验装置，如图1-13。在水平桌面上放置一个斜面，每次都让钢球从斜面上的同一位置滚下，滚过桌边后钢球便做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方水平有竖直放置的一块木板（还有一个用来调节木板高度的支架，支架的边缘挂一条铅垂线），木板上钉一张白纸，白纸上有复写纸，这样便能记录钢球在白纸上的落点。图1-13已知平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在此前提下，怎样探究钢球水平分运动的特点？请指出还需要的器材，说明实验步骤。思路：为探究钢球水平方向的分运动的特点，即这个方向的运动是否为匀速直线运动，我们可以利用平抛运动的规律计算水平方向的速度，再利用速度公式v=s/t来求速度，比较这两种方法得到的速度值，就可以知道钢球在水平方向的特点。解析：（1）还需要的器材是：卷尺、秒表（能同时记录两个时间）（2）实验步骤：A、用卷尺测量桌子边缘与竖直木板的水平距离L；B、让小球在斜面上某一高度静止释放，用秒表记录小球运动到桌子边缘的时间t1和撞击木板的时间t2；C、在斜面不同高度处释放小球，重复步骤B两次；D、取下白纸上的复写纸，用卷尺测出三次小球装甲木板是在白纸上留下的痕迹与水平桌面的竖直高度为h1、h2、h3。(3)、实验数据的处理和结论。A、由速度公式v1=s/t=L/（t2t1），计算水平方向的速度v1；B、由平抛运动的规律计算水平方向的速度：v2=LC、比较v1和v2，得出结论，即钢球水平分运动的特点。（4）、对实验进行误差分析。本实验存在的主要误差是较难用秒表记录小球运动到桌子边缘的时间t1和撞击木板的时间t2。新题解答例题2、某卡车司机在限速60km/h的公路上因疲劳驾驶而使汽车与路旁障碍物相撞。处理事故的警察在路旁泥地中发现了一个卡车上的铁零件，可以判断，这是车头与障碍物相撞时卡车顶上松脱的铁零件因惯性落下而陷在泥地里的。警察模拟卡车与障碍物相撞的情景，测得车顶上原零件的位置在碰撞时离泥地上陷落点的水平距离为13.3m，车顶离泥地的竖直高度为2.45m。请你根据这些数据为该车是否超速行驶提供证据？思路：松脱的零件在卡车撞击障碍物时，做初速度与卡车速度相同的平抛运动，根据平抛运动的规律和有关的数据即可为该车是否超速提供证据。解析：设卡车撞击障碍时的速度为V0，根据平抛运动的规律： x=v0t-(1) y=1/2gt2-(2)得v0=x=19m/s=68.4km/h，可见卡车撞击前的速度超过限速。点评：该题也是从生活中的实际问题立意，学生如果能够抽象出问题中的物理模型，问题可以很容易得到解决。【构建网络】【规律总结】1、平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的合运动。特点：水平方向的加速度为零，竖直方向的加速度就是重力加速度。2、研究方法：用正交分解法分解成两个直线运动，一般先进行分解再进行合成。3、速度公式：水平方向 vx=v0；竖直方向 vy=gt 合速度：4、加速度：水平方向 a=0；竖直方向：5、t时刻的坐标：x=v0t ；y=1/2gt2 6、水平射程：或者【当堂反馈】1、物体在平抛运动过程中，在相等的时间内，下列哪个量是相等的（ ）A速度的增量 B加速度 C位移 D平均速率2、初速度为的平抛物体，某时刻物体的水平分位移与竖直分位移大小相等，下列说法错误的是（ ）A该时刻物体的水平分速度与竖直分速度相等B该时刻物体的速率等于C物体运动的时间为D该时刻物体的位移大小等于3、物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的交角的正切随时间变化的图象是（ ）OtantOtantOtantOtantABCD4、下列说法正确的是（ ）A平抛运动可以看做是一个匀速直线运动与一个初速度为零的匀加速直线运动的合运动B一个匀速直线运动与一个匀加速直线运动的合运动，其运动轨迹一定是抛物线C两个加速度互成角度，初速度均为零的匀加速直线运动的合运动，一定是直线运动D两个互成角度的匀变速直线运动的合运动，其运动轨迹一定是抛物线5、从高h处以水平分速度抛出一物体，物体落地速度方向与水平地面夹角最大的，应为下列四组中的（ ）Ah=30m, v0=10m/s Bh=30m, v0=30m/sCh=50m, v0=30m/s Dh=50m, v0=10m/s6、如图所示，两斜面的倾角分别为和，在顶点把两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上，若不计空气阻力，则A、B 两小球运动时间之比为？v0v0AB37537、如图所示，人站在平台上平抛一小球，球离手的速度为，落地时速度为，不计空气阻力，图中能表示出速度矢量的演变过程的是xyv1Axyv1Bxyv1Cxyv1Dv2v2v2v2【参考答案】1、AB分析：物体在平抛运动过程中，只受重力作用，据牛顿第二定律可知，物体的加速度为 保持不变，另外在相等的时间内可知也是恒量，故A、B正确，位移 ，在相等的时间内大小不等，方向不同，故C错，平均速率 ，可知其在相等时间内不相等，D错.2、A解析： 设物体运动时间为，跟据题意可列方程，解得，可知C项正确. 时，竖直分速度，由于，该时刻物体瞬时速度为，可知选项A错误，B正确， 时，物体的水平位移与竖直位移相等.该时刻物体位移大小为：，选项D 也正确.3、B解析：根据几何关系是正比例函数关系.4、AC5、D解：见下图，落地速度 可以分解成水平分速度和竖直分速度落地速度与水平面的夹角为 vv0vyhv0其中， 是物体从h高处自由下落到地面的速度根据自由落体的公式代入上式所以，要使 最大，就必须使h最大， 最小，所以选D6、答案：9：16解析：若求时间之比只需求出落到斜面上的竖直分速度之比即可，而要求竖直分速度，根据规律可知：所以又根据竖直自由落体：所以从两斜面平抛到落到斜面上的时间之比：7、C解析：做平抛运动的水平能够方向的分速度不变，即无论到哪一时刻，在轴上的分量始终等于 .【反思】收获疑问【阅读资料】一双有神的眼睛，健康黝黑的肤色，浑身透射着豪气与爽朗，这就是亚洲飞人柯受良，不过人们似乎更愿意亲昵地称呼他“小黑哥”。柯受良出生在浙江宁波的一个小鱼村，在两岁的时候，他随全家迁往了台湾省的台东。柯受良从小就喜好舞刀弄枪，练就了一身好本领，16岁时他独自到台北闯天下，人称“柯大胆”，而就是从这个时候开始，柯受良与飞车特技这一极限运动结下了不解之缘。在很多人眼里，柯受良是一位敢作敢为的硬汉英雄，从飞跃长城到飞跃黄河，柯受良以自己敢为人先的挑战精神征服了所有人。1992年，柯受良驾驶摩托车成功的飞跃了北京金山岭的长城，作为飞越万里长城的第一人，柯受良的名字和凌空飞越38米的距离一同被收进了吉尼斯世界记录。不过，真正让柯受良名声大躁、也真正使极限运动这个概念深入人心的飞跃，还是来自1997年飞跃黄河的壮举。1997年，在迎接香港回