第一章第3节平抛运动

三、平抛运动教学目标1．研究并认识平抛运动的条件和特点．2．理解平抛运动可以看做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，并进一步理解运动合成和分解的等时性和独立性．3．掌握平抛运动的分解方法，分析平抛运动规律并运用平抛运动规律解答相关问题．4．通过观察演示实验，概括出平抛运动的特点．培养学生的观察、分析能力．5．利用已知的直线运动规律来研究复杂的曲线运动，渗透物理学中“化繁为简”的思想．重点难点重点：平抛运动的规律，物体（质点）的位置、速度如何随时间变化，轨迹是如何形成的难点：平抛运动怎样分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动设计思想本节是本章的重点内容，也是核心问题，同时本节内容与学生的生活联系得比较密切，学生对此有一定的感性认识，但很难从理性的角度加以解释，基于这种考虑，引课从学生身边的实例开始，通过演示实验再现情景，加深学生对运动的合成和分解的理解和应用，教师对平抛运动进行合理分析，进而让学生动手实验探究平抛运动的基本规律．在探究平抛运动规律的问题上，注重创设问题情境，激发学生探究的热情，根据学生认知发展的特点，有步骤地提出几个问题，使学生在独立思考和与他人的交流过程中，不断发展自己的观点，经历学习过程．学生不仅学到了研究物理问题的方法，而且还学会了怎样思考问题．在实验验证平抛运动规律这个问题上，教师留给学生独立观察思考和设计实验的空间，使学生在学习过程中加强问题意识和创新意识，培养学生自主学习和探究的能力．同时借助多媒体课件模拟平抛运动，展示分运动与合运动，以帮助学生理解．在整个教学过程中，教师对学生的评价应能够激发学生学习的热情，关注不同学生的观点，促进每个学生的发展．教学设计【课堂引入】问题：观察课本图1-3-1，沿水平方向滑翔的飞机放下的物体为什么不落在它投放点的正下方？实施空中救援的飞机也是在到达空投地点上方之前就把物资投下去了．究竟距空投地点多远投放物资才能正好到达预定地点呢？这个距离究竟跟什么因素有关系呢？要解决这个问题，就必须研究平抛运动，今天我们就来研究这个问题．【课堂学习】学习活动一：什么叫平抛运动演示实验1：让小球在课桌上运动然后离开桌面曲线运动（课件）．问题1：观察小球离开桌面后的运动，这种运动就是我们所讲的平抛运动，为什么会是曲线运动呢？物体在平抛运动中受到与运动方向不在一条直线上的重力作用，符合做曲线运动的条件．平抛运动定义：将物体以一定的初速度沿水平方向抛出，物体只在重力作用下的运动叫做平抛运动．问题2：请同学们想一想，平时生活中你见过平抛运动吗？举例说明．问题3：物体做平抛运动的条件是什么？1．具有水平的初速度．2．只有重力作用．学习活动二：平抛运动的特点问题1：平抛运动是什么运动？做平抛运动的物体只受重力（恒力）作用，所以是匀变速运动，同时所受的作用力（重力）的方向与速度的方向不在同一直线上，所以做曲线运动．平抛运动是匀变速曲线运动．问题2：平抛运动是一种曲线运动，其速度大小和方向时时刻刻都发生改变．对于这种比较陌生、复杂的运动，能否利用运动的分解，将转化为我们所熟悉的简单运动呢？问题3：假设物体不受重力作用，物体将沿水平方向做什么运动？问题4：假设物体没有水平速度，物体将做什么运动？过渡：事实上，做平抛运动的物体既有水平初速度，又受重力作用，这种运动与两个假设运动有什么关系，我们可以通过实验来进一步检验．演示实验2：用平抛竖落仪演示做平抛运动的小球A和自由落体小球B同时落地．操作：在高度一定的条件下，先后小球以大小不同的水平速度抛出．（小锤敲击的力度不同）问题5：观察到什么现象？通过这一现象能得出什么结论？越用力敲击金属片，A球的水平速度越大；无论A球的初速度多大，它总是与B球同时落地．在高度一定的条件下，平抛运动的初速度大小不同，但运动时间相同．推理：平抛运动的时间与初速度大小无关，说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动．问题6：教材中的彩图“平抛运动和自由落体运动的频闪照片”，更精细地研究了平抛运动，照片为我们提供了哪些信息？可以看出，同时开始做自由落体运动和做平抛运动的小球在同一时间下落高度相同．做平抛运动的小球在同一时间内水平方向的位移相等．问题7：根据这些信息，你认为做平抛运动的小球在水平方向做什么运动？在竖直方向做什么运动？结论：平抛运动在竖直方向上的运动可看做自由落体运动，在水平方向上的运动可看做匀速直线运动．总结：我们把平抛运动的两个分运动——水平方向匀速直线运动与竖直方向自由落体运动，虽然是同时进行，但它们却互不影响，看做是独立进行，这也是运动具有的独立性．学习活动三：平抛运动的规律问题1：以抛出点为坐标原点，沿初速度方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向建立直角坐标系．平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，物体运动的位移和速度如何表示？在水平方向，物体的位移和速度分别为问题2：平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，物体运动的位移和速度如何表示？在竖直方向，考虑到匀变速直线运动公式及重力加速度g，物体的位移和速度分别为说明：由（1）、（3）两式可以求得任一时刻物体的位置坐标（x,y）,在XOY平面内描出任一时刻质点的位置，并用平滑曲线将它们连起来，就得到质点做平抛运动的轨迹．问题3：能够利用运动合成的知识得出位移和速度的表达式吗？t时刻质点相对于抛出点的位移大小任一时刻物体实际速度vt的大小为：vt的方向可以用vt与x轴的正方向的夹角θ表示：学习活动四：学生实验——研究平抛运动阅读教材，认识实验器材，初步了解实验步骤．结合教材和实验器材分析讨论以下问题．问题1：要求小钢球被水平抛出，如何实现？问题2：怎样使小球的抛出点与坐标纸原点重合？问题3：如何保证纵格线在竖直方向上？问题4：怎样保证每次小球抛出的初速度都相同？问题5：如何准确得到物体抛出后在某时刻的位置？问题6：如何根据平抛运动物体轨迹上某一点的坐标x、y，求出物体在该点的瞬时速度？【课堂小结】问题1：什么是平抛运动？问题2：平抛运动可以看成是哪两个运动的合运动？问题3：如何计算做平抛运动物体在某一时刻的速度和相对抛出点的位移？【板书设计】第三节平抛运动课堂反馈1．做平抛运动的物体，在水平方向通过的最大距离取决于（）A．物体的高度和受到的重力B．物体受到的重力和初速度C．物体的高度和初速度D．物体受到的重力、高度和初速度2．关于平抛运动，下面几种说法正确的是（）A．平抛运动是一种不受任何外力作用的运动B．平抛运动是曲线运动，它的速度方向不断改变，不可能是匀变速运动C．平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动D．平抛运动的落地时间与初速度大小无关，而落地时的水平位移与抛出点的高度有关3．一个物体以初速度v0做平抛运动，落地时速度的大小为v，则该物体在空中飞行的时间为（）A．0vvgB．220vvgC．2202vvgD．02vvg4．如图所示，以9.8m/s的水平初速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角θ为30°的斜面上，可知物体完成这段飞行的时间是__________。5．摩托车障碍赛中，运动员在水平路面上遇到一个壕沟，壕沟的尺寸如图所示，摩托车前后轮间距1m，要安全地越过该壕沟，摩托车的速度v0至少要有多大？（空气阻力不计，g取10m/s2）6．如图所示，斜面上有a、b、c、d四个点，ab＝bc＝cd。从a点正上方O点以速度v水平抛出一个小球，它落在斜面上b点，若小球从O点以速度2v水平抛出，不计空气阻力，则它落在斜面上的（）A．b与c之间某一点B．c点C．c与d之间某一点D．d点7．如图所示为测量子弹速率的一种装置，子弹射穿A纸片后又射穿7m0.8m30°v0vB纸片，已知两纸片的距离为s，两小孔的高度差为h，则子弹穿过A、B两纸片所用的时间为________，子弹的速率为________。8．跳台滑雪是勇敢者的运动，它是利用依山势特别建造的跳台进行的，运动员着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上获得高速后起跳，在空中飞行一段距离后着陆，如图所示，设一位运动员由A点沿水平方向跃起，到B点着陆，测得AB间距离L=40m，山坡倾角θ=30°。试计算运动员起跳的速度和他在空中飞行的时间（不计空气阻力，g取10m/s2）。参考答案：1.C2.CD3.D4、A5．36．gh2hhgs227.12.5m/s8．V≈17.3m/st=2s课后测评1、一个物体以初速V0水平抛出，经时间t，竖直方向速度大小为V0，则t为：（）A．0VgB．02VgC．02VgD．02Vg2、在倾角为θ的斜面上某点，先后将同一小球以不同速度水平抛出，小球都能落在斜面上，当抛出速度为V1时，小球到达斜面时速度方向与斜面夹角α1，当抛出速度为V2时，小球到达斜面时速度方向与斜面夹角为α2。则：（）A．当V1V2时，α1α2B．当V1V2时，α1α2C．无论V1、V2大小如何，均有α1=α2D．α1与α2的关系与斜面倾角有关3、物体做平抛运动时，它的速度的方向和水平方向间的夹角α的正切tanα随时间t变化的图像是图1中的：（）4、有一物体在高h处，以初速V0水平抛出，不计空气阻力，落地时速度为V1，竖直分速度θLABVy，水平飞行距离S，则物体在空中飞行时间。A、2212VVgB、2hgC、2yhVD、1SV5、一同学做“研究平抛物体运动”的实验，只在纸上记下重锤线y的方向，忘记在纸上记下斜槽末端位置，并在坐标纸上描出如图所示的曲线，现在我们可以在曲线上取A、B两点，用刻度尺分别量出它们到y的距离AA/=X1，BB/=X2，以及竖直距离h1，从而求出小球抛出的初速度V0为：A、2221()/2xxhB．221()/2xxhC．1222xxghD．1222xxgh6、两同高度斜面，倾角分别为α、β小球1、2分别由斜面顶端以相同水平速度V0抛出（如图），假设两球能落在斜面上，则：①飞行时间之比②水平位移之比③竖直下落高度之比7、从空中同一点沿水平方向同时抛出两个小球，它们初速的大小分别为V1和V2，初速的方向相反，求经过多长时间两球速度之间的夹角为900？8、将一个物体又水平速度V0抛向一个倾角为α的斜面，物体与斜面碰撞时的交角β。求：①飞行时间。②到达斜面时的速度。9、如图所示，在一个足够长的斜面上，从A处水平抛出一小球，若抛出时的小球动能为3J，求落到斜面上B处时的动能为多大？10、平抛一物体，当抛出1秒后，速度方向与水平成450角，落地时速度与水平成600角，求：①初速度②落地速度2xAAB1xBh0V300BA2βV0V01③开始抛出距地面的高度④水平射程参考答案：1、A2、C3、B4、ABC5、A6(1)tan:tan(2)tan:tan(3)tan2:tan27、gVV218、V0tan（-）/gV/cos（-）9、7J10、10m/s20m/s15m103m