为大家精心整理了教案模板平抛运动(优秀5篇),希望能够帮助到大家。
知识与技能目标
1.知道平抛运动的特点是初速度方向为水平方向,只在竖直方向受重力作用,运动轨迹是抛物线。
2.理解平抛运动可以看作水平的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动,并且这两个运动互不影响。
过程与方法目标
体会平抛运动规律的探究过程,体会运动的合成和分解在探究平抛运动规律中的应用。情感态度与价值观目标
1.通过重复多次实验,进行共性分析、归纳分类,达到鉴别结论的教育目的。
2.通过实验探究教学,并进行有效的理论联系实际,激发学习兴趣和求知的欲望。以此渗透刻苦学习、勤奋工作精神的美德教育。教学重点
1.学会自然科学的一般研究方法,体验平抛运动规律的科学探究过程。2.平抛运动的特点和规律。教学难点
平抛运动的研究方法——可以用两个简单的直线运动来等效替代。教学策略与手段
教师演示、引导,学生实验探究,讨论、交流学习成果。课时安排:2课时
教具准备:平抛运动演示仪、平抛竖落仪、平抛水平分解仪、多媒体辅助教学课件等 教学流程: 教学过程
(第1课时 在实验室进行)
新课导入 【生活再现】
〖情景:〗展示多媒体Flash有声动画:在屏幕右上方事先设置好三个参数:飞机水平匀速飞行速度v机=80m/s,海面上敌船匀速航行速度v船=15m/s,飞机离海平面高度h=45m。教师演示:当飞机飞至敌船正上方时,点击按钮。观察到***在敌船前方远处水面上“轰——”一声爆炸巨响。
师;当飞机在敌船正上方投弹时,能否击中敌船? 生:(笑声)不能!师:知道如何调整战术吗? 生:提前投弹!师:请哪位来试一试?
(学生热情高涨,踊跃举手,教师把多媒体电脑的无线鼠标器传给一座位上的学生,学生连续操作几次,结果都没有击中敌船。注意:这里教师有意设置v机=80m/s ≠v船=15m/s,大大降低了学生“盲目”投弹的命中率。)
生:哎——(多数学生表示遗憾,刚才的热情“急剧降温”)师:看样子做一个飞行员可不容易,投弹要百发百中则更难!因为***的运动是一种复杂的曲线运动,今天我们把所看到的***的运动就叫做“平抛运动”,接下来我们一起探究平抛运动的规律。
(设计意图:直接调动了学生探究的欲望和热情,更重要的是通过这种当今学生喜闻乐见的“电脑游戏”并自然的避开了空气的阻力问题,单刀直入地提出平抛运动课题。)新课教学
一、平抛运动的定义及条件 【建立模型】
师:***受到哪些力作用? 生:重力和空气阻力。师:但一般情况下空气阻力相对于重力可以忽略不计。在现实生活中还有哪些运动与***的运动相似? „„
【理想化抽象:】
1、以一定的水平初速度将物体抛出,在空气阻力可以忽略的情况下,物体所做的运动叫做平抛运动。
2.平抛运动的条件:①具有水平初速度;②只受到重力作用。(设计意图:通过实例,理解平抛运动的条件。增强学生的感性认识,激发学习物理的兴趣。)
二、平抛运动竖直方向的运动规律
【演示实验:】用平抛运动演示仪演示平抛运动 【猜想】
师:请大家注意观察平抛运动的轨迹,发现它是一条曲线。由此我们可以得出这样一个结论;平抛运动在竖直方向上的分速度是越来越快的,但这个分速度到底是如何变化的,我们还是不清楚。现在请大家来分析做平抛运动的物体在竖直方向上的受力情况。生:在竖直方向上只受到重力的作用。
师:想一下我们前面学过的运动形式有没有只在重力作用下实现的? 生:做自由落体运动的物体只受重力的作用。
师:既然竖直方向上只受重力的作用,与物体做自由落体运动的条件相同,根据我们上节课学的分运动的独立性原理知道,分运动在各自的方向上遵循各自的规律,我们能得出什么样的结论呢? 生:平抛运动竖直方向上的分运动有可能是自由落体运动。
师:既然我们有了这样的猜想,为了验证它的正确性,我们来做下面这个实验:
(设计意图:作出科学猜想,然后验证猜想,对学生进行科学方法教育。)【实验探究】
〖对比实验法:〗如右图所示,用小锤打击弹簧金属片,金属片把A球沿水平方向抛出,同时B球被松开,自由下落。A、B两球同时开始运动。师:先来分析两个小球做的分别是什么运动。
生:A球在金属片的打击下获得水平初速度后只在重力作用下运动,所以做的是平抛运动。B球被松开后没有任何初速度。且只受到重力的作用,因此做的是自由落体运动。
师:现在观察两球的运动情况,看两球是否同时落地。
(实验观察技巧:)这个地方教给大家一个判断两球是否同时落地的小技巧。那就是不要用眼睛看,而是用耳朵听,两个小球落地后会不止蹦一下,我们只听它们落地的第一声响。如果我们只听到一声响,说明两个小球同时落地,如果听到两个落地声,说明两个小球先后落地。在做实验之前我们先来听一下一个小球落地的声音。
(拿一个和实验用的小球一样的球让其做自由落体运动,让学生仔细听其落地的声音。以便判断实验中的落地声)师:同学们听到几个落地声啊? 生:一个。
师:A、B两个小球从同一高度同时开始运动,又同时落地,这说明了什么问题啊?
生:这说明了A球在竖直方向上的分运动的性质和B球的运动性质是一样的。B球做的是自由落体运动。
师:由这一次实验我们就能下这样的结论吗?有没有可能我们设置的这个高度是一个特殊的高度,它正好满足自由落体下落的时间和平抛运动时间相等呢?或者说因为我们打击力度的原因,使A球获得的初速度刚好满足这一条件呢? 生:有。
师:那我们应该如何来解决呢?
生:多次改变小球下落的高度与打击的力度,重复这个实验。学生活动:
①请学生代表做实验,改变高度和打击力度来击打A球。②其他同学注意观察A球、B球的运动特点。教师活动:提醒学生观察现象(或听落地的声音)①A球和B球落地的先后。
②用力大小不同时,A球的水平射程有什么不同。学生活动:学生描述实验现象
①无论A球的水平速度大小如何,它总是与B球同时落地。②A球的水平初速度越大,走过的水平距离也越大。
③A球水平初速度的大小并不影响平抛物体在竖直方向上的运动。教师活动:帮助总结、点评实验结论:
物体在做平抛运动的过程中,沿竖直方向的运动效果为自由落体运动。(设计意图:通过实验探究,得出平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。培养学生实验观察能力和学习探究未知规律的兴趣。)
三、平抛运动水平方向的运动规律
师:研究完竖直方向上的运动,我们再来看水平方向上的分运动。先来分析做平抛运动的物体在水平方向上的受力情况。生:做平抛运动的物体只受重力作用,方向是竖直向下的,所以物体在水平方向上不受力。
师:根据运动的独立性我们知道水平方向上的运动不会受到竖直方向的运动影响。再根据牛顿第一定律我们能得出什么样的结论啊? 【猜想】
生:根据牛顿第一定律我们知道,如果一个物体处于不受力或受力平衡状态,它将静止或做匀速直线运动。在平抛运动中,物体水平方向上不受力,并且水平方向上有一个初速度,所以物体在水平方向上应该是匀速直线运动。
师:那我们应该怎样来验证这个猜想呢? 【实验探究】(1)定性比较
〖对比实验法:〗在如图所示的装置(自制“平抛运动水平分解仪”)中,两个相同的弧形轨道上面分别装有电磁铁,将小球分别吸在电磁铁上,然后切断电源,两球同时开始运动,反复实验,观察现象——两球总是在落点相撞。(2)定量探究
师:我们可以从另一个角度来探究水平方向的运动规律,如果能够知道平抛运动的物体在相等的时间间隔内(控制变量)水平方向的位移,就可以判断水平方向做什么运动了。要这样进行处理的话,就要解决好下面的几个问题。
①设法通过实验得到平抛运动的轨迹。
②在平抛运动的轨迹上找到每隔相等时间物体所到达的位置。③测量两相邻位置间的水平位移,分析这些位移的特点。
教师活动: 引导学生阅读教材39页有关内容,掌握实验探究的思路。参考教材上提供的“参考案例”选用其中的某一方法,或自行设计一种实验方案,探究水平方向上的运动规律。
学生活动:探讨实验方案的选择,分组动手实验。
教师活动:指导学生完成探究过程,了解学生的实验情况。
点评:探究实验一定要让学生亲自动手,在实践中培养学生的求知欲望,激发学生的探究未知规律的动机。这比学到具体知识更重要。
师:要进行这样的探究,我们首先面临的问题就是如何得到平抛运动的轨迹图象。汇总各组讨论结果,我们将采用以下方案来获得: 1.按照以下步骤准备实验装置
(1)将平抛运动实验器置于桌面,装好平抛轨道,使轨道的抛射端处于水平位置。调节调平螺丝,观察重垂线或气泡水准,使面板处于竖直平面内,卡好定位板,装置如图所示。
(2)将描迹记录纸衬垫一张复写纸或打字蜡纸,紧贴记录面板用压纸板固定在面板上,使横坐标x轴在水平方向上,纵坐标y轴沿竖直方向向下(若用白纸,可事先用铅笔在纸上画出x、y坐标轴线),并注意使坐标原点的位置在平抛物体(钢球)的质心(即球心)离开轨道处。(3)把接球挡板拉到最上方一格的位置。
2.将定位板定在某一位置固定好。钢球紧靠定位板释放,球沿轨道向下运动,以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出。
3.下落的钢球打在向面板倾斜的接球挡板上,同时在面板上留下一个印迹点。
4.再将接球挡板向下拉一格,重复上述操作方法,打出第二个印迹点,如此继续下拉接球挡板,直至最低点,即可得到平抛的钢球下落时的一系列迹点。
5.变更定位板的位置,即可改变钢球平抛的初速度,按上述实验操作方法,便可打出另一系列迹点。
6.取下记录纸,将各次实验所记录的点分别用平滑曲线连接起来,即可得到以不同的初速度做平抛运动的轨迹图线。如右图所示:
师:获得了平抛运动的轨迹图象我们就可以从中知道平抛运动的水平位移。现在我们从得到的几条轨迹中选出一条来进行研究。我们现在所面临的问题是如何知道水平分运动所发生的时间。这个问题我们可以通过运动的等时性来考虑。
生:前面我们已经得出了平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,根据等时性原理我们知道水平分运动和竖直分运动是同时发生的,所以可以通过竖直分速度来找相等的时间间隔。师:具体如何来实现呢?
生:平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动,竖直的位移公式x=gt。因此,(1)在下图(左)中,在竖直坐标轴y轴上,从原点开始向下任取一个坐标为h的点,再找到坐标为4h、9h、16h„„的点,例如选择5、20、45这几个点,如下图(右)所示。在物体运动过程中,纵坐标从其中一个位置运动到下一个位置所用的时间都是相等的。过这些点作水平线与轨迹相交,交点就是每经相等时间物体所到达的位置。
2(2)如上图所示,过A、B、C等点作竖直线与横轴相交。可得到各点的水平位移x1、x2、x3等。(3)测量x1、x2、x3等的大小。
师:这样根据测量结果,例如上图(右),我们就找出了水平分运动在相邻相等的时间间隔内所发生的位移,观察这些水平分位移,可以得到什么规律?
生:这些水平分位移都近似相等。师:由此我们可以得出什么结论?
生:平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。〖展示板书:〗结论:
平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。
平抛运动的物体可以看成是竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速运动。
(第2课时 回到教室进行)
三、理论推理——“纸上谈兵”
1、平抛物体的运动方程
师:平抛运动只受重力作用,是匀变速曲线运动,平抛运动的轨迹是什么曲线呢?我们能从理论上加以说明吗?
学生活动:这里可根据学生实际水平考虑让学生自己推导平抛运动的轨迹方程,得出平抛运动的轨迹方程y=x
2参考解答:掌握物体的运动,就是要知道任一时刻物体的位置和速度。
建立直角坐标系,如图所示,x轴表示水平方向的运动,y轴表示竖直方向的运动,则决定位移的运动方程是
①
决定速度的运动方程是
②
平抛运动的轨迹方程是:由运动方程①,消去时间t得
师:这是抛物线的方程。它说明了平抛运动的轨迹是顶点在抛出点的抛物线。并且可知:当已知水平初速度时,即可给出轨迹;当已知轨迹时,即可求得初速度。
2、结合运动方程①可知位移的大小和方向,即,=;
结合运动方程②可知速度的大小和方向,即,=
四、实践拓展——“实战演练” 师:到此为止,我们就可以解决本课开头提出的关于飞机投弹的问题了。从学生实际出发,遵循循序渐进原则,这里可将此“飞机投弹”问题设计成如下例
1、例2两步进行:
例1:一架老式飞机在高出海面45m的高处,以80m/s的速度水平飞行,为了使飞机上投下的***落在停在海面上的敌船,应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹?不计空气阻力。分析:对于这道题我们可以从以下几个方面来考虑:(1)从水平飞行的飞机上投下的***,做什么运动?为什么?
(做的是平抛运动。***在没有脱离飞机时与飞机具有相同的水平速度。脱离飞机后这一速度并不消失,这时***只受重力作用且具有水平初速度,所以做平抛运动。)
(2)***的这种运动可分解为哪两个什么样的分运动?
(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。)(3)要想使***投到指定的目标处,你认为***落地前在水平方向通过的距离与投弹时飞机离目标的水平距离之间有什么关系?
(***落地前在水平方向通过的距离与投弹时飞机离目标的水平距离应该相等。)学生活动: ①讨论与交流:飞机在投弹的时候,应该在目标的什么位置开始投放***?(水平距离240m)
②鼠标点击按钮,进行“实战模拟演练”,如下图
例2:一架老式飞机在高出海面45m的高处,以80m/s的速度水平飞行,尾追一艘以15m/s逃逸的敌船,为了使飞机上投下的***正好击中敌船,应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹?不计空气阻力。学生活动:
①讨论与交流——飞机在实施轰炸的时候,应该在目标的什么位置开始投放***?
参考答案:水平距离为195m时投弹
②鼠标点击按钮,进行“实战模拟演练”,如下图
〖案例探究1:〗在高空中有一水平匀速飞行的飞机,每隔1秒投放一颗***。
(1)若以地面为参照物,则这些***做什么运动?(2)飞机上的观察者看到***做什么运动?(3)这些***在空中是怎样排列的?
(4)这些***落地后所留下的坑穴是怎样排列的? 学生活动:讨论交流
教师活动:多媒体模拟演示如图,加深学生对知识的理解和掌握。〖案例探究2:〗如图假设在树枝上有一只松鼠看到一个猎人正在用枪对准它,为了逃脱猎人的射击,它想让自己落到地面上并逃走,但是就在它刚掉离树枝的瞬间子弹恰好射出枪口。如果不计空气阻力,试讨论松鼠在掉落过程能否被击中?为什么? 学生活动:讨论交流
教师活动:多媒体模拟演示如上图示,加深学生对知识的理解和掌握。
五、总结交流
教师活动:让学生概括总结本节的内容。要求写在笔记本上,然后选择一至两位同学的小结内容投影到屏幕上,供大家评价。
学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来,比较大屏幕上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。(设计意图:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。)
平抛运动教案
何晓燕
1.知识与技能:
(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作水平方向的匀速直线运动和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)掌握平抛运动分解方法,推导平抛运动规律并会运用平抛运动规律解答相关问题。
2.过程与方法:
(1)通过观察演示实验,概括出平抛运动的特点。培养学生观察,分析能力。(2)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。
3.情感态度价值观:
(1)培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。(2)培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。重点:研究平抛物体的特点和运动规律。
难点:让学生根据运动的合成与分解的方法去探究平抛运动的一般规律。由生活现象入手引入课题,再启发诱导学生对平抛运动的特点进行分析,而后再进行实验验证,重点突破平抛的特点和规律。启发学生积极思维,以问题为驱动,逐步建构和形成物理概念和规律。在应用中进一步深化和活化物理概念、规律。
两张相同的纸,粉笔头
一、新课引入:
演示1:沿多个角度将粉笔头,纸片揉成团抛出 问题1:粉笔头和纸团做什么运动? 生答:抛体运动
演示2:将纸团展开抛出
问题2:纸片做的是抛体运动吗?什么是抛体运动? 师生共同总结:
抛体运动:以一定的初速度抛出,如果物体只受重力作用,这时的运动就叫抛体运动。
平抛运动:初速度水平的抛体运动。
今天,我们用运动分解的观点来分析抛体运动。
二、新课研究:
一、平抛运动 1.平抛条件:
(1)物体初速度沿水平方向(2)物体只受重力。
2.平抛特点:
(1)受力:只受重力。(2)运动:是a=g的匀变速曲线运动
再引导学生分解平抛运动:
水平方向的分运动:不受力,初速度为Vo,匀速直线运动,竖直方向分运动:受重力,初速度为0,自由落体运动。
强调:分运动与合运动,分运动之间具有等时性。
4、平抛运动的轨迹: 由X=V0t,y=12gt联立得: 2y=g()2=12xv0g2x 22v0二次函数,即抛物线
结论: 平抛运动轨迹是一条抛物线。二、一般的抛体运动
一般抛体运动可以根据上面求曲线运动速度的方法,将初速度沿两坐标轴方向分解,从而求得该方向上的初速度,再结合受力情况和牛顿第二定律即可以求解。
三、典例分析
例:如图2甲所示,以9.8m/s的初速度水平抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角为A.的斜面上。可知物体完成这段飞行的时间是()
B.C.D.图2 解析:先将物体的末速度
分解为水平分速度
和竖直分速度
(如图2乙所示)。
;又因为
与根据平抛运动的分解可知物体水平方向的初速度是始终不变的,所以斜面垂直、与水平面垂直,所以
与
间的夹角等于斜面的倾角。再根据平抛运动的就可以求出时间了。则 分解可知物体在竖直方向做自由落体运动,那么我们根据
所以根据平抛运动竖直方向是自由落体运动可以写出
所以所以答案为C。
平抛运动的概念,条件,特点,即速度位移的相关公式。
平抛运动
一、条件:
二、特点:
三、规律:
四、应用: 课本练习四2,3题 课堂中向学生渗透运动合成的分解具有等时性与独立性的思想;让学生从根本上认识曲线运动的分析方法。
【课
题】第三节:平抛运动
【学习目标】
1、知道平抛运动的定义、条件及性质
2、掌握处理平抛运动的方法
3、理解平抛运动的规律并能解决简单的问题
【重、难点】
1、运动的合成与分解的方法分析平抛运动
2、平抛运动的规律
【学习方法】
1、实验法
2、小组合作
3、讲与练结合新
课
教
学
一、情景导入:通过玩游戏导入新课
二、新课教学
【师生互动1】教师带领学生回顾运动的合成与分解中合运动与分运动的特点。
【教师活动1】演示实验:将一物体水平抛出,并让学生观察该物体在空中划过的痕迹,及物体的初速度有什么特点?物体离开手以后的受力情况?
【学生活动1】观察老师的演示实验,并回答老师提出的问题。
【师生活动2】请个别学生进行回答,其他学生进行聆听并进行判断正误。【教师活动2】教师引领学生得出平抛运动的定义及特点,性质
一、平抛运动
1、定义:将物体用一定的初速度沿水平方向抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动,叫做平抛运动。2、物体做平抛运动的条件(1)具有水平方向的初速度
(2)运动中只受重力作用或物体所受重力远大于空气阻力
【学生练习】判断教师做的演示实验判断以下运动是否是平抛运动(集体回答)
【教师活动3】教师叙述:刚才平抛出去的物体在空中划过的痕迹是一条抛物线,也就是曲线,那同学们思考一下,平抛运动的性质是什么? 【学生活动3】同桌之间合作
【师生活动3】请个别学生进行回答,其他学生进行聆听并进行判断正误。【教师活动4】板书
3、运动的性质:匀加速曲线运动 【教师活动5】教师叙述:明确了平抛的概念和运动性质之后,那研究的方法是什么呢?在第一节我们知道一个曲线运动看成几个方向的直线运动的合运动,那也就是说,处理平抛运动的方法是运动的合成与分解 【教师活动】板书
4、研究的方法:运动的合成与分解 【过渡】平抛运动的物体在运动的过程中,既有水平方向上的运动效果——水平位移,又有竖直方向上的效果——竖直位移。根据前面学过的知识:一个运动可以分解为两个独立的运动。请同学们思考:你准备将平抛运动分解为那两个方向上的独立的运动呢
【学生活动4】猜测一下,平抛运动的物体可以分解在什么方向?在这些方向会是什么运动?
【教师活动6】肯定学生的回答,与此同时,追问学生能不能用实验来验证一下? 【教师活动7】介绍实验装置,并演示 演示实验 教师介绍: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。
操作:在高度一定的条件下,释放两个小球,让学观察小球的运动情况。教师做完实验之后。问学生,两个小球是否同时落地?(并改变高度,让学生安静地听,教师同时用课件演示以上实验。)
教师继续追问:从动力学角度分析,为什么竖直分运动是自由落体运动?
【师生活动4】得出:竖直方向只受重力,初速为零,做自由落体运动,所以平抛运动在竖直方向时自由落体运动。【教师活动8】演示实验
教师介绍:A、B球静止开始同时释放,下落高度相同,同时离开下滑轨道,B球在光滑水平轨道运动,可看作是匀速直线运动。A球做平抛运动。教师同时用课件演示以上实验。
提问:根据实验现象,你能得出什么结论? 教师继续引导。两个小球相碰,说明在相同的时间里平抛运动的水平分位移和匀速直线运动的位移相同
教师继续追问:从动力学角度分析,为什么水平方向是匀速直线运动? 【师生活动5】得出:,水平方向不受力,保持匀速直线运动。所以平抛运动在水平方向是匀速直线运动。
【教师活动9】板书:平抛运动分解为竖直方向:自由落体运动,V0=0,只受重力 水平方向:匀速直线运动,V0≠0,不受外力 【教师活动10】过渡语:通过以上大家的分析,实验,我们可以把平抛运动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。那我们就分别从两个方向来分析平抛运动的规律。
二、平抛运动的规律
【教师活动11】教师明确:以抛出点为坐标原点,沿初速度V0方向为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向。引导学生从两个方向分析运动的规律。
【学生活动5】根据位移的定义,画出平抛运动的物体在时间t内的位移,结合图形,根据上面的分析,求出的位移的大小和方向。
【学生活动6】根据做曲线运动的物体速度的方向,画出平抛运动的物体在时间t时刻的速度方向,根据上面的分析,求出的速度的大小和方向。在水平方向,物体的位(又叫射程)和速度分别为
xvxt(1)vxvo(2)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
y12gt(3)vygt(4)2学生合成:
由(2)、(4)两式可以求得任一时刻物体的分速度,则任一时刻物体实际速度vt的大小为
22vtvxvy
Vt的方向可以用vt与x轴的正方向的夹角β表示为
tanvyvxgt vo【学生练习】
1、关于物体的平抛运动,下面说法正确的是()A.平抛运动可以分解为匀速直线运动和自由落体运动 B.平抛运动不是匀变速运动
C.平抛运动的水平距离由初速度决定 D.平抛运动的水平距离由高度决定
2、某卡车在限速60Km/h的水平公路上与路旁的障碍物相撞。处理事故的警察在泥地里发现了一个小的金属物体,可以推断,它是事故发生时车顶上一个松脱的零件被抛出而限在泥里的。警察测得这个零件在事故发生时的位置与陷落点的水平距离为13.3米,车顶距泥地的竖直高度为2.45米。你能根据这些数据判断该车是否超速?若能,请你说出你的理由及结果? 板书设计
平
抛
运
动
1:定义:定义:将物体用一定的初速度沿水平方向抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动,叫做平抛运动。2:物体做平抛运动的条件(1)具有水平方向的初速度
(2)运动中只受重力作用或物体所受重力远大于空气阻力 :
3、运动的性质:匀加速曲线运动
4、研究的方法:运动的合成与分解
5、平抛运动分解为竖直方向:自由落体运动,V0=0,只受重力 水平方向:匀速直线运动,V0≠0,不受外力
6、规律: 位移:水平方向:xvxt 速度:水平方向:vxvo
竖直方向:y12gt 竖直方向: vygt 222vxvy
实际位移:
合 速 度 :vt
曲线运动平抛运动练习
一、选择题
1、如图所示,平面直角坐标系xOy与水平面平行,在光滑水平面上做匀速直线运动的质点以速度v通过坐标原点O,速度方向与x轴正方向的夹角为α,与此同时给质点加上沿x轴正方向的恒力Fx和沿y轴正方向的恒力Fy,则此后 A.因为有Fx,质点一定做曲线运动
B.如果,质点做直线运动
C.如果Fy
D.如果,质点相对原来的方向向x轴一侧做曲线运动
2、如图所示,一物体在水平恒力作用下沿光滑的水平面做曲线运动,当物体从M点运动到N点时,其速度方向恰好改变了90°,则物体从M点到N点的运动过程中,物体动能将()A.不断增加 B.不断减少 C.先减少后增加 D.先增加后减小
3、若已知物体的速度方向和它所受合力的方向,如图所示,可能的运动轨迹是
4、如图所示,用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M,长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴,其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处,在杆的中点C处拴一细绳,绕过两个滑轮后挂上重物M.C点与O点距离为l.现在杆的另一端用力,使其逆时针匀速转动,由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平位置(转过了90°角),关于此过程,下述说法正确的是()A.重物M做匀速直线运动 B.重物M做匀变速直线运动 C.重物M的最大速度是ωl D.重物M的速度先增大后减小
5、如图所示,小朋友在玩一种运动中投掷的游戏,目的是在运动中将手中的球投进离地面高3 m的吊环,他在车上和车一起以2 m/s的速度向吊环运动,小朋友抛球时手离地面1.2 m,当他在离吊环的水平距离为2 m时将球相对于自己竖直上抛,球刚好进入吊环,他将球竖直向上抛出时的速度是(g取10 m/s)()A.1.8 m/s B.3.2 m/s C.3.6 m/s D.6.8 m/s6、如图所示,轮滑运动员从较高的弧形坡面上滑到A处时,沿水平方向飞离坡面,在空中划过一段抛物线后,再落到倾角为θ的斜坡上,若飞出时的速度大小为v0则()A.运动员落到斜坡上时,速度方向与坡面平行
2B.运动员落回斜坡时的速度大小是
C.运动员在空中经历的时间是D.运动员的落点B与起飞点A的距离是
7、在第16届亚洲运动会中,10米移动靶团体冠军被我国选手获得。右图为简化的比赛现场图,设移动靶移动的速度为v1,运动员射出的子弹的速度为v2,移动靶离运动员的最近距离为d,要想在最短的时间内射中目标,则运动员射击时离目标的距离应该为()
A. B. C. D.
8、如图所示,一根长为L的轻杆OA,O端用铰链固定,另一端固定着一个小球A,轻杆靠在一个质量为M、高为h的物块上。若物块与地面摩擦不计,则当物块以速度v向右运动时(此时杆与水平方向夹角为θ),小球A的线速度大小为()
A. B. C. D.
9、如图,叠放在水平转台上的物体A、B、C都能随转台一起以角速度ω匀速转动,A、B、C的质量分别为3m、2m、m,A与B、B与转台间的动摩擦因数为μ,C与转台间的动摩擦因数为2μ,A和B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r。设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是 A.B对A的摩擦力一定为3μmg
B.B对A的摩擦力一定为4mωr
2C.转台的角速度一定满足:
D.转台的角速度一定满足:
10、如图4-3-15所示,两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点,并在同一水平面内做匀速圆周运动,则它们的(). A.周期相同 B.线速度的大小相等
C.角速度的大小相等D.向心加速度的大小相等
11、如图所示,一轻杆一端固定质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球做半径为R的圆周运动,以下说法正确的是()
A.小球过最高点时,杆所受的弹力可以等于零
B.小球过最高点的最小速度为
C.小球过最高点时,杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反,此时重力不可能小于杆对球的作用力 D.小球过最高点时,杆对球的作用力一定与小球所受重力方向相反
12、用一根细线一端系一小球(可视为质点),另一端固定在一光滑圆锥顶上,如下图(1)所示,设小球在水平面内作匀速圆周运动的角速度为ω,线的张力为T,则T随ω变化的图象是图(2)中的()
13、用长为L的细线把质量为m的小球悬挂起来(线长比小球尺寸大得多),悬点O距离水平地面的高度为H。细线承受的张力为球重的3倍时会迅速断裂。现把细线拉成水平状态,然后释放小球,如图所示。对小球的运动以下说法正确的是
A.小球经过最低点时,细绳会断裂;B.小球经过最低点时,细绳不会断裂; C.小球落地点与悬点的水平距离为;
2D.小球从开始下落到着地所需的总时间为
14、如图所示,两个半径不同而内壁光滑的半圆轨道固定于地面,一个小球先后从与球心在同一水平高度的A、B两点由静止开始自由下滑,通过轨道最低点时()A.小球对两轨道的压力不同 B.小球对两轨道的压力大小均为小球重力大小的2倍 C.此时小球的向心加速度不相等 D.此时小球的向心加速度相等
415、如下图所示,小车上有因定支架,支架上用细线拴一个小球,线长为l(小球可看作质点),小车与小球一起以速度υ0沿水平面向左匀速运动,当小车突然碰到矮墙后,车立即停止运动,此后小球升高的最大高度可能是(线未拉断)()A.大于 B.小于
C.等于
D.等于2l
二、计算题
16、一条河宽s=100m,水流速度v2=3m/s,船在静水速度v1=5m/s,求:
① 船到达对岸的最短时间tmin
② 船要以最短距离到达对岸,船与河岸的夹角θ ③ 船以最短距离过河的时间为多少
17、如图所示,长为L=1.00m的非弹性轻绳一端系于固定点O,另一端系一质量为m=1.00kg的小球,将小球从O点正下方d=0.40m处,以水平初速度v0向右抛出,经一定时间绳被拉直。已知绳刚被拉直时,绳与竖直方向成53°角,sin53°=0.8,cos53°=0.6,重力加速度g取10m/s。求:(1)小球水平抛出的初速度v0的大小。(2)小球摆到最低点时绳对小球的拉力大小。
18、如图3所示,一条小船位于200m宽的河正中A点处,从这里向下游100m处有一危险区,当时水流速为4m/s,为了使小船避开危险区沿直线到达上方河岸,小船在静水中的速度至少为多大?
19、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。运动员穿着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆。这项运动极为壮观。设一位运动员由山坡顶的A点沿水平方向飞出,到山坡上的B点着陆。如图所示,已知运动员水平飞出的速度为v0 = 20m/s,山坡倾角为θ= 37°,山坡可以看成一个斜面。(g = 10m/s,sin37º= 0.6,cos37º= 0.8)求(1)运动员在空中飞行的时间t(2)AB间的距离
2s参考答案
一、选择题
1、B D2、C3、C4、CD [解析] 由题知,C点的速度大小为vC=ωl,设vC与绳之间的夹角为θ,把vC沿绳和垂直绳方向分解可得,v绳=vCcosθ,在转动过程中θ先减小到零再反向增大,故v绳先增大后减小,重物M做变加速运动,其最大速度为ωl,C、D正确.
5、D [解析] 球在水平方向做匀速运动,有x=v0t,在竖直方向做竖直上抛运动,有vt-gt2=H-h,将x=2 m,v0=2 m/s,H=3 m,h=1.2 m,g=10 m/s2代入解得v=6.8 m/s,选项D正确.
6、CD7、B8、A9、C10、答案 AC11、AC12、C[解析]小球离开锥面前,其中,θ表示悬线与竖直方向的夹角,L表示摆长。小球离开锥面后。可知C项正确。,13、A C。
14、D15、B、C、D
二、计算题16、20s;53º;25s
17、(1)当绳被拉直时,小球下降的高度h=Lcosθ-d=0.2m据h=gt/2,可得
2t=0.2s,所以v0=Lsinθ/t=4m/s(2)当绳被拉直前瞬间,小球竖直方向上的速度 vy=gt=2m/s,绳被拉直后球沿绳方向的速度立即为零,沿垂直于绳方向的速度为vt= v0cos53º-vysin53º=0.8m/s,垂直于绳向上。此后的摆动到最低点过程中小球机械能守恒:得:T=18.64N
在最低点时有:代入数据可解
18、【解析】设小船在静水中的最小速度为v1,可通过作圆法得到,如图4所示,显然,当水速(设为v2)和船速两者方向垂直时,船在静水中的速度最小 v1=v2sinθ①
由几何关系得tanθ=解①②得v1=2m/s.θ=30°②
19、(1)设A到B的竖直高度为,有有,几何关系,得,A到B的水平距离为。(2)有
所以,
高一物理《平抛运动》教案
一.教材分析
(一)地位与作用
本节课是在学习了《运动的合成与分解》后而设置的,是学生第一次用运动的合成与分解来研究曲线运动,为今后学习斜抛及带电粒子在电场中的运动等知识打下基础,具有承上启下的作用。平抛运动经常出现在生产和生活中,学习它在以后的生活中会有广泛的现实意义。
(三)教学重难点 1.教学重点: 平抛运动的定义,特点和规律。2.教学难点: 依据课程内容、学生的学习水平、知识经验以及教师的教学水平,本节课的教学难点是平抛运动规律的探究过程。二。教学目标
根据课程标准的要求、学生原有的知识经验和心理智力发展水平界定教学目标如下: 1.知识与技能
A.知道什么是平抛运动以及平抛运动的运动特点。
B.理解平抛运动的水平分运动是匀速直线运动,竖直分运动是自由落体运动。
C.通过“探究平抛运动的规律”的学习深化知识并学会判断生活中的一些平抛运动现象和解决实际问题,提高自身知识含量。2.过程与方法
A.通过视频和小实验让学生观察现象,结合之前的曲线运动知识,得出平抛运动的定义,培养学生“观察——思考——分析——得出结论”的思维方法。B.知道平抛运动的处理方法是利用矢量的合成与分解的方法,把复杂问题转化为简单问题的方法,使学生学会“化曲为直,化繁为简”的物理学研究问题的重要方法。
C.在“探究平抛运动的规律”的过程中,观察实验,体会从现象中探究物理知识的过程,获得成功的经验,培养通过实验探究知识的能力和兴趣。3.情感态度与价值观
A.培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。B.培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。C.培养学生的合作意识,激发学生的求知欲。三.教学过程
教学内容教学方法手段 教师活动 学生活动 设计说明
复习思考 师生互动(1)物体回顾运动的合成与分解具有什么性质,遵循什么法则;(2)物体做曲线运动的条件是什么? 思考并回答 温故而知新 创设情境 情景激学
学生活动:用玩具枪射出子弹,怎样能击中目标? 教师引入:因为子弹的运动是一种复杂的曲线运动,我们所看到的子弹的运动是我们将要学习的“平抛运动”。
积极参与体验
实例引入:直接调动学生学习兴趣
探究新课 启发引导 一.平抛运动的定义及特点
1平抛运动是一种普遍而重要的运动,下面就看几幅有关平抛运动的现象 展示图片:生活中浇花、飞机扔***、用弹弓射击、抛铅球。问题1:这些图片有什么特点?
给有这样特点的运动起了个名叫做?
问题2:它们的初速度方向有什么相同点? 小结:初速度为水平的抛体运动:平抛运动
叙述平抛运动的定义:物体以一定的初速度沿水平方向抛出,不计空气阻力作用,它只受重力作用的运动,我们称这种运动为平抛运动。分析:观察分析发现,虽然为不同的现象,但是存在一定的共性,曲线、有初速度、受到重力作用。生:抛体运动
生:水平方向 观看图片,感受生活中的平抛运动现象,提高兴趣。
观察实验积极思考 2.水平抛出粉笔头,演示平抛运动,并与斜着抛出粉笔头形成对比,引导学生根据观察总结出平抛运动的第一个特点:都具有水平方向的初速度。第二个特点较为抽象,采用“取一张纸片水平抛出”,与粉笔头的运动形成对比,引导学生自己总结出结论:不计空气阻力,只在重力作用下。
观察实验,分析总结出平抛运动的特点 通过课堂演示粉笔的运动,对比演示,来引导学生顺利得出结论。
启发引导大胆猜想 二。水平和竖直方向方向的运动规律
1、实验视频:两个相同的小球放在两个完全一样的光滑轨道上,同时释放两球,一个做匀速直线运动,另一个做平抛运动,两个小球发生碰撞,通过慢动作视频,可以观察到什么?
2、理论分析
两个小球下滑到斜槽末端时的速度是相等的,其中一个小球在光滑轨道上做匀速直线运动,另一个小球从斜槽末端抛出后做平抛运动,两小球发生碰撞说明两小球的运动时间是相等的,且两小球在水平方向的位置始终在同一竖直线上,说明两小球在水平方向上的速度是相等的,即平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。回顾思考,讨论分析:水平方向没有力的作用,但具有水平初速度;故得到“平抛运动水平分运动为匀速直线运动”的猜想。
回顾旧知识,加深学生对知识的理解及应用,培养学生分析猜想的学习方法
实验法
3、实验探究
演示:下面大家来观看一个实验:教师展示自制平抛竖落仪,一个小球B由两个板夹住,另一个球A静止,且两球处于同一高度)当用小锤击打弹性金属片时,使A球沿水平方向飞出做平抛运动,与此同时,B球被松开做自由落体运动。通过实验发现,我们只能听到一次落地声,这样我们就验证了平抛运动的竖直运动为自由落体运动。动手实验 合作交流 注意观察
总结归纳 培养学生实验探究知识的能力和兴趣
师生互动,引导总结 三.平抛运动的规律
我们可以运用运动的合成与分解的方法得到平抛物体在任一时刻的位置坐标x、y以及水平速度 和竖直速度。我们设物体以初速度 抛出,它在飞行过程中在时间t内的水平位移x和竖直位移y应如何表示呢?
我们要求出物体在t秒末的速度,怎么求呢? 师生共同总结平抛运动规律: 1)速度: 水平方向: 竖直方向: =gt 合速度大小 合速度方向 2)位移:
水平方向:x= t 竖直方向:y= 合位移大小:s= 合位移方向:将x和y联立消去时间t有:y= 由此可见,平抛运动的运动轨迹就是一条过原点的抛物线。学生根据提示,总结归纳 充分发挥教师的主导作用和学生的主体地位,加深对知识的理解和掌握,培养学生的分析归纳能力。
巩固练习 讲解法 练习1、一架飞机水平地匀速飞行,从飞机上每隔1秒钟释放一个铁球,先后一共释放四个,若不计空气阻力,则()A、在空中任何时刻总是排成抛物线,它们落地点是等间距的 B、在空中任何时刻总是排成抛物线,它们落地点是不等间距的C、在空中任何时刻总是在飞机正下方排成竖直的线,它们的落地点是等间距的 D、在空中任何时刻总是在飞机正下方排成竖直的线,它们的落地点是不等间距的例2:被洪水围困在孤岛上的人们正等待着救援物资,飞行员驾驶直升飞机在离地面0.8km的高度,以2.5×102km/h的速度水平飞来,飞机应在水平方向距离空投点多远的地方实施空投?不计空气阻力。
认真思考独立完成 巩固本节内容,对知识的运用加深理解
展示板书设计 平抛运动 一.平抛运动的定义及特点
1.定义:将物体以一定的水平初速度抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下的运动叫平抛运动。
2.特点:初速度水平,只受到力
3、平抛运动是一种匀变速曲线运动(a=g,竖直向下)二.竖直方向的运动规律:
水平方向:匀速直线运动竖起方向:自由落体运动
三、平抛运动的规律
1、抛出后t 秒末的速度 水平分速度: 竖直分速度: 合速度:
2、抛出后t秒内的位移
水平位移: 竖直位移: y=h= 合位移: 3.飞行时间由高度决定。
4.水平距离由高度和水平初速度决定: 5.平抛运动的轨迹是抛物线:y=