高一物理:5.4《实验:研究平抛运动》1学案(人教版必修2)
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实验:研究平抛运动(教案)本课程的实验设计要解决两个问题:一是研究平抛运动在竖直方向的运动规律;二是研究平抛运动在水平方向的运动规律,为此要设法画出平抛曲线.教学重点平抛运动规律的探究过程.教学难点准确得到平抛运动的轨迹.课时安排1课时【课前导学】1.探究平抛运动规律的方法:对比实验法:轨迹研究法:三维目标知识与技能1.验证平抛运动的特点是水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动.2.通过实验探究得到平抛运动轨迹.过程与方法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1.通过实验探究平抛运动的规律,让学生积极参与课堂活动,设疑、解疑、探求规律,使学生始终处于积极探求知识的过程中,达到最佳的学习心理状态.2.充分利用多媒体辅助教学、演示仪器和自制器材,激发学习兴趣,增强求知的欲望.教学过程【实验目的】1.用实验方法描绘出平抛物体的运动轨迹。
2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。
3.计算平抛物体的初速度。
【实验原理】平抛运动可以看成是两个分运动的合运动:⑴水平方向的匀速直线运动,其速度等于平抛物体的初速度;⑵竖直方向的自由落体运动.利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球运动时的若干不同位置,然后描出运动轨迹,测出曲线上任一点的坐标x和y,利用就可以求出平抛物体的初速度【课堂互动】如何检验水平槽是否水平?坐标原点是在槽口端点吗?为什么要强调小球每次都要从同一位置无初速释放?如何描出小球经过的位置?【实验器材】平抛运动实验器、小球、复写纸、白纸(可先画上坐标格)、直尺、三角板、铅笔等。
【实验步骤】(1)打开上下压纸板,将复写纸叠放白纸上平整地夹进竖直面板(2)用调节螺脚调重锤尖与底座上锥尖对正。
以重锤线定Y轴位置后,收重锤放面板后。
(3)将接球板装入竖直轨道,升至轨道O线位,用钢球沿接球板向图纸横划X轴线(与Y轴交点为坐标原点O)212x v t y gt==和,(4) 固定好平抛轨道上定位器。
第3节 实验:研究平抛运动一、实验目的1.用实验的方法描绘出平抛运动的轨迹。
2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。
3.根据平抛运动的轨迹求其初速度。
二、实验原理1.利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹。
2.建立坐标系,如果轨迹上各点的y 坐标与x 坐标间的关系具有y =ax 2的形式(a 是一个常量),则轨迹是一条抛物线。
3.测出轨迹上某点的坐标x 、y ,由x =v 0t 、y =12gt 2得初速度v 0=x g 2y。
三、实验器材斜槽轨道、小钢球、木板、白纸、图钉、重垂线、刻度尺、三角板、铅笔等。
四、实验步骤1.安装调平将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上,其末端伸出桌面外,轨道末端切线水平。
如图所示。
2.建立坐标系用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角,把木板调整到竖直位置,使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近,把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心在木板上的投影点O ,O 点即为坐标原点,用重垂线画出过坐标原点的竖直线,作为y 轴,画出水平向右的x 轴。
3.确定球的位置将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,小球从轨道末端射出,先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x 值处的y 值,然后让小球由同一位置自由滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置,并在坐标纸上记下该点。
用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置。
4.描点得轨迹取下坐标纸,将坐标纸上记下的一系列点,用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动的轨迹。
五、数据处理1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线(1)如图所示,在x 轴上作出等距离的几个点A 1、A 2、A 3、…,把线段OA 1的长度记为L ,那么OA 2=2L 、OA 3=3L 、…。
过A 1、A 2、A 3、…向下作垂线,与轨迹的交点记为M 1、M 2、M 3、…(2)设轨迹是一条抛物线,则M 1、M 2、M 3…各点的y 坐标与x 坐标应该具有的形式为y =ax 2,a 是常量。
第五章曲线运动5.4 实验:研究平抛运动★教学目标(一) 知识与技能1. 知道平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
2. 设计实验来验证这个结论,加强感官印象,加深对平抛运动特点的理解。
3. 能够设计实验得到物体做平抛运动的轨迹,能够对平抛运动轨迹进行研究得到结论。
4. 能够通过对平抛运动轨迹的研究计算平抛运动物体的初速度。
(二) 过程与方法5. 通过对实验过程的探究,掌握研究平抛运动规律的方法。
6. 通过自行设计实验验证平抛运动的规律,体验实验探究的过程。
(三) 情感态度与价值观7. 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。
8. 通过自己的设计和操作得出结论,增强学生的自信心和成就感,促进学生更好的学习。
★教学重点1. 如何设计实验。
2. 如何处理实验数据。
3. 通过实验处理结果加深对平抛运动的理解★教学难点1. 实验设计及数据处理中的困难。
★教学过程师:在上节课的学习中我们通过理论研究了解到平抛运动可以分解水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
本节课我们的学习目标就是通过设计实验来验证我们通过理论分析得到的结论是否正确。
一、水平方向的运动规律师:首先我们先来研究平抛运动水平方向的运动规律。
理论分析知平抛运动水平方向的运动规律是匀速直线运动。
那么请同学们设计一个实验方案来验证这个结论。
学生思考讨论,5分钟后,请各组派一个代表发言。
大家共同讨论。
师:综合大家的思想,为了验证这个结论,实验设计的方向是能够观察到初速度为0v 的平抛运动水平方向的运动与速度为0v 的水平方向的匀速直线运动运动情况相同。
为此我们取两个物体,一个物体A 以某一0v 速度在水平方向做匀速直线运动,另一个物体B 以同样速度0v 为初速度做平抛运动,根据理论,结果应该是AB 两物体水平方向的相对位置不变,如果两物体出发点的水平坐标相同,则在运动过程中AB 两物体始终处于同一竖直方向,即水平位置始终相同。
5.4 实验:研究平抛运动学案【知识整合】一、实验目的“研究平抛物体运动”实验的实验目的是,二、实验原理平抛物体的运动,可以看做水平方向的运动和坚直方向的运动的合运动,因而物体在任意时刻t的坐标x和y可以用下列公式求出:t (1)x=vy=1/2gt2 ( 2)从(1)和(2)消去t,得因此,平抛物体的运动轨迹为一抛物线。
根据抛物线上任一点的坐标(x,y),由(2)式可以求出运动的时间;,这就是做平抛运动的物体的初速度。
代入(1)式即可求得v三、实验器材有孔的硬纸片、白纸、图钉、斜槽、方木板、重锤、四、实验步骤①安装调整斜槽:用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板的左上角固定斜槽,可用平衡法调整斜槽,即就表明水平已调好。
②调整木板:用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直面。
然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上,固定木板,使在重复实验的过程中,木板与斜槽的相对位置保持不变。
③确定坐标原点O:把小球放在槽口处,用铅笔记下球在槽口时球心在图板上的水平投影点O,O点即为坐标原点。
用铅笔记录在白纸上描绘运动轨迹:在木板的平面上用手按住卡片,使卡片上有孔的一面保持水平,调整卡片的位置,使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔,而不擦碰孔的边缘,然后用铅笔在卡片的缺口上点个黑点,这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。
保证小球每次从槽上开始滚下的位置相同,用同样的方法,可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。
取下白纸用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹,④计算初速度,以O点为原点先根据画出轴,再画出轴,并在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点,用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和y,代入上面的公式即可求出初速度。
【重难点阐释】1、实验中必需保证斜槽末端的切线水平,木板竖直。
将小球放在斜槽末端的平直部分,如果小球在几个位置上都能保持静止,则说明该部分已基本水平.由于抛出去的小球是在一个竖直面内运动,所以木板也必须在竖直面内,且木板所在平面必须与小球运动平面平行,否则小球可能与木板发生碰撞导致失败,2、本实验中,小球做平抛运动的起点不是槽口的端点,而是球在槽口时,球的球心在木板上的水平投影点,该投影点的位置要比槽口的端点位置高一些.3、小球每次从斜槽上同一位置滚下,否则初速度就没有定值。
(高中物理必修二)实验一:《研究平抛运动》教案一、教材分析1.本节内容是通过实验探究平抛运动的规律,它既是前一节运动的合成与分解方法的具体实践应用,也是后一节抛体运动的规律得出的前提,更是学生自主设计、探索的好素材,在本章中有着重要的地位。
2.《课程标准》要求学生会用合成与分解的方法分析抛体运动;能分别以物体在水平方向和竖起方向的位移为横坐标和纵坐标,描绘做抛体运动的物体的轨迹。
《学科教学指导意见》要求学生知道平抛运动的受力特点;知道用实验方法得到平抛运动轨迹的方法;理解确定平抛运动在水平方向做匀速直线运动、竖直方向做自由落体运动所用的方法;知道水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的独立性和同时性;体会研究曲线运动的基本方法。
3.平抛运动知识在初中不曾出现过。
二、学情分析1.通过前面的学习,学生已经知道了合运动、分运动以及运动的合成与分解所遵循的规律;知道了运动的合成与分解是处理曲线运动的基本方法;通过一个多学期的学习,学生已经具备了初步的实验设计能力和实验操作能力;已经能用数码相机来研究物体的运动。
2.学生可能遇到的困难:设计不出验证平抛运动在竖直方向是自由落体运动的实验装置。
3.学生在学习中可能会采取的学习策略:分组讨论,向教师寻求帮助,实验探索,总结反思等。
三、教学目标1.知识与技能目标(1)知道什么是平抛运动;(2)知道平抛运动的受力特点;(3)理解平抛运动在水平方向做匀速直线运动和在竖直方向做自由落体运动;(4)知道用描点的方法得到平抛运动轨迹;(5)会用数码相机来研究物体的运动;(6)知道利用平抛运动轨迹来分析平抛运动规律的方法。
四、教学重点与难点1.教学重点:平抛运动在水平方向是匀速直线运动和在竖直方向是自由落体运动。
2.教学难点:平抛运动在水平方向是匀速直线运动和在竖直方向是自由落体运动的实验探索过程。
五、教学方法与手段1.教学方法:运用物理“科学探究”教学模式实施教学。
新人教版高中物理必修二同步学案第五章曲线运动第四节实验:研究平抛运动【学习目标】知识与技能1.掌握平抛运动在竖直方向的运动特点。
2.掌握平抛运动在水平方向的运动特点。
过程与方法探究过程,体会平抛运动在竖直和水平方向的运动规律。
情感态度与价值观设计平抛运动的轨迹,体会实验的步骤和艰辛。
【学习重点】平抛运动在竖直和水平方向的运动规律。
【学习难点】描绘平抛运动的轨迹。
【学习课时】1课时【探究学习】1.平抛运动物体在竖直方向的分运动是运动。
2. 平抛运动在水平方向做运动.3. 平抛运动的轨迹是4. 平抛运动是水平方向的运动和竖直方向的运动的运动。
5.平抛运动的规律是【课堂实录】引入新课复习旧知1.平抛运动是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。
2. 平抛运动的规律⎪⎩⎪⎨⎧==2021)1(at y t v x ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+===220)2(y x y x v v v gt v v v我么今天就用实验的方法研究平抛运动。
新课讲解一、探究平抛运动物体在竖直方向的运动规律① 猜测 平抛运动的轨迹是一条曲线,且沿这条曲线越往下,曲线的切线方向越趋近于竖直方向,物体的速度方向也越来越趋近于竖直方向,如图所示,图中θ2<θ1。
由机械能守恒定律可知v 2>v 1,由运动的分解不难得知,物体经过A 、B 两位置时竖直方向的分速度大小关系为v 2y >v 1y 。
所以,物体在竖直方向的初速度为零且做加速运动,结合物体竖直方向只受重力作用这一因素,我们不难做出这样的猜测:平抛运动物体在竖直方向的分运动是自由落体运动。
② 实验 按图所示操作实验,如果小球A 确实如猜想的那样竖直方向做自由落体运动,那么A 、B 两小球在空中运动的时间应该相等,同时下落,同时着地。
仔细观察(不仅用眼看,更要用耳仔细听)可以得知,不管小球距地面的高度为多大,也不管小锤击打金属片的力度多大(小锤击打金属片的力度越大,A 小球水平抛出的初速度越大),两小球每次都是同时落地。
5.3 实验:研究平抛运动学案(人教版必修2)1.描绘平抛运动的轨迹常用的有以下几种方法:(1)利用实验室的斜面小槽等器材.钢球从斜槽上滚下,冲过水平槽飞出后做__________ 运动,每次钢球都应从斜槽上的____________滚下.用铅笔描出小球经过的________.通过多次实验,在竖直白纸上记录钢球所经过的________,连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹.(2)用细水柱显示平抛运动的轨迹.水从________的管口喷出,在空中形成弯曲的细水柱,设法把细水柱所显示的________运动的轨迹描在纸上.(3)用________相机或________摄像机记录平抛运动的轨迹.2.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线的方法:用刻度尺测量某点的x、y两个坐标,代入________,求出a的数值,再选取其他的点,进一步求a的______,若求得的结果相同,则说明平抛运动的轨迹是__________.3.利用描迹法描出小球的运动轨迹,建立坐标系,测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y,根据公式:x=__________和y=________,就可求得v0=x g2y,即为小球做平抛运动的初速度.4.在做“研究平抛运动”的实验时,可以通过描点法画出小球的平抛运动轨迹,并求出平抛运动的初速度.实验装置如图1所示.图1(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上,实验前要检查木板是否水平,请简述你的检查方法:____________________________________.(2)关于这个实验,以下说法正确的是()A.小球释放的初始位置越高越好B.每次小球要从同一高度由静止释放C.实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖直线是否竖直D.小球的平抛运动要靠近但不接触木板【概念规律练】知识点一仪器的选择及操作1.在做“研究平抛运动”实验时,(1)除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是________.A.游标卡尺B.秒表C.坐标纸D.天平E.弹簧秤F.重垂线(2)实验中,下列说法正确的是________.A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B.斜槽轨道必须光滑C.斜槽轨道末端可以不水平D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些E.为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把所有的点连接起来2.在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:A.让小球多次从__________________位置滚下,记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置.B.按图2安装好器材,注意____________________________________,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线.图2C.取下白纸,以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹.完成上述步骤,将正确的答案填在横线上.知识点二实验注意事项3.在用斜槽轨道做“研究平抛运动的规律”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹.为了能够较准确地描出其运动轨迹,下面列出了一些操作要求,其中正确的是()A.通过调节斜槽使其末端切线水平B.每次释放小球的位置可以不同C.每次必须由静止释放小球D.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触【方法技巧练】一、平抛运动初速度的求解方法4.图3如图3所示,A、B是两块竖直放置的薄纸片,子弹以水平速度穿过A后再穿过B,在两块纸片上穿的两个洞高度差为h,A、B间水平距离为L,则子弹穿过A时的速度是:__________.5.图4甲是研究平抛运动的实验装置图,图乙是实验后在白纸上作的图和测得的数据.图4(1)图乙上标出了O点及Ox、Oy轴,请说明这两条坐标轴是如何作出的;(2)说明判断槽口切线是否水平的方法;(3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球运动的轨迹,进行这一实验步骤时应注意什么?(4)根据图乙给出的数据,计算此平抛运动的初速度v0.二、创新实验的设计方法6.图5试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸出射初速度”的实验方案.提供的实验器材为弹射器(含弹丸,见图5)、铁架台(带有夹具)、米尺.(1)画出实验示意图;(2)在安装弹射器时应注意________________________________;(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)为______________;(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等,在实验中应采取的方法是________________________________________________________________________;(5)计算公式为_________________________________________________.7.如图6所示,用底部带孔的玻璃试管和弹簧可以组装一个简易“多功能实验器”,利用该实验器,一方面能测弹簧的劲度系数,另一方面可测量小球做平抛运动的初速度.图6(1)用该装置测量弹簧劲度系数k时需要读出几次操作时的________________和________________,然后由公式____________________求出k的平均值.(2)使用该装置测量小球的初速度时,需要多次将弹簧的右端压到______(填“同一”或“不同”)位置.然后分别测出小球几次飞出后的____________和________________,再由公式________________求出初速度的平均值.参考答案课前预习练1.(1)平抛 同一位置 位置 位置 (2)水平 平抛 (3)数码 数码 2.y =ax 2 值 抛物线3.v 0t 12gt 24.(1)将小球放在槽的末端任一位置(或木板上),看小球能否静止(或用水平仪检查木板是否水平) (2)BCD解析 (1)小球放在槽的末端任一位置都静止,说明末端切线水平.(2)下落高度越大,初速度越大,一是位置不好用眼捕捉观察估测,二是坐标纸上描出的轨迹图线太靠上边,坐标纸利用不合理,A 错误;每次从同一高度释放,保证小球每次具有相同的水平速度,B 正确;木板要竖直且让球靠近但不接触木板,以减少碰撞和摩擦,C 、D 正确.课堂探究练1.(1)CF (2)AD解析 本题考查的是仪器的选择和实验的注意事项.实验还需要的器材是坐标纸和重垂线,描出的轨迹在坐标纸上,方便数据处理,重垂线是用来确定竖直木板是否竖直并确定纵坐标的.做平抛运动的实验时,斜槽末端必须水平,以保证小球做平抛运动,使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下,以使小球在斜槽末端速度相同;在描画小球运动轨迹时,应用平滑的曲线连点,偏离轨迹较远的点可舍去.点评 注意事项口诀:斜槽末端要水平,每次放球位置同,确定小球位置准,描得轨迹方才行.2.A.斜槽上的相同 B .斜槽末端切线水平,方木板竖直且与小球运动轨迹所在竖直面平行解析 为保证小球的运动轨迹相同,应使小球每次做平抛运动的初速度相同,所以应让小球每次都从斜槽上的相同位置滚下,安装器材时应注意使斜槽末端水平,方木板竖直且板面与斜槽末端切线平行紧靠斜槽末端放置.3.ACD [因为平抛运动要求物体在抛出时必须只具有水平方向的速度,因此必须保证斜槽末端水平,故A 正确;在用描点法做平抛运动的轨迹时,每次只能描出一个点,应让小球多次沿同一轨道做同样的平抛运动,因此每次必须从同一位置由静止释放小球,故B 错误而C 正确;小球在下落过程中不能与白纸(或方格纸)相接触,否则由于摩擦或碰撞会改变小球平抛运动的轨迹,所以D 正确.]4.L g2h解析 子弹在两纸片间做平抛运动.因此:L =v t ,h =12gt 2.解方程可得:v =L g2h .点评 根据平抛运动的分运动的等时性,将两个分运动联立求解即可求得初速度v .5.见解析解析 (1)利用拴在槽口处的重垂线作出Oy 轴,Ox 轴与Oy 轴垂直,O 点在槽口上方r (小球半径)处.(2)将小球放在槽口的水平部分,小球既不向里滚也不向外滚,说明槽口末端是水平的. (3)应注意使小球每次都从轨道同一位置由静止释放.(4)利用B 点进行计算,由y =gt 22,代入数据得:t =2y g =0.30 s ,v 0=x t =1.6 m/s.6.见解析解析 根据研究平抛运动的实验和平抛运动的原理,可知使弹丸做平抛运动,通过测量下落高度可求出时间,再测出水平位移可求出平抛的初速度.(1)实验示意图如图所示: (2)弹射器必须保持水平;(3)弹丸下降高度y 和水平射程x ; (4)在不改变高度y 的条件下进行多次实验,测量水平射程x ,得出水平射程x 的平均值x ,以减小误差;(5)因为y =12gt 2,所以t =2y g又因x =v 0t ,故v 0=x t =x 2yg=xg 2y. 7.(1)弹簧测力计的示数F 弹簧的伸长量Δx k =FΔx(2)同一 水平位移s 竖直高度h v 0=s g2h做平抛运动.(我们以小球离开手的位置为坐标原点,以水平抛出的方向为x轴的方向,竖直向下的方向为y轴的方向,建立坐标系,并从这一瞬间开始计时.)引导1:在抛出后的运动过程中,小球受力情况如何?引导2:那么,小球在水平方向有加速度吗?它将怎样运动?引导3:我们用函数表示小球的水平坐标随时间变化的规律将如何表示?引导4:在竖直方向小球有加速度吗?若有,是多大?它做什么运动?它在竖直方向有初速度吗?引导5:那根据运动学规律,请大家说出小球在竖直方向的坐标随时间变化的规律.引导6:小球的位置能否用它的坐标(x,y)描述?能否确定小球在任意时刻t的位置?三、抛体的轨迹例题1、讨论物体以速度V水平抛出后的轨迹。
高一物理必修2平抛运动教案5篇高一物理必修2平抛运动教案篇1知识目标1、在开普勒第三定律的基础上,推导得到万有引力定律,使学生对此定律有初步理解;2、使学生了解并掌握万有引力定律;3、使学生能认识到万有引力定律的普遍性(它存在宇宙中任何有质量的物体之间,不管它们之间是否还有其它作用力).能力目标1、使学生能应用万有引力定律解决实际问题;2、使学生能应用万有引力定律和圆周运动知识解决行星绕恒星和卫星绕行星运动的天体问题.情感目标1、使学生在学习万有引力定律的过程中感受到万有引力定律的发现是经历了几代科学家的不断努力,甚至付出了生命,最后牛顿总结了前人经验的基础上才发现的.让学生在应用万有引力定律的过程中应多观察、多思考.教学建议万有引力定律的内容固然重要,让学生了解发现万有引力定律的过程更重要.建议教师在授课时,应提倡学生自学和查阅资料.教师应准备的资料应更广更全面.通过让学生阅读“万有引力定律的发现过程”,让学生根据牛顿提出的几个结果自己去猜测万有引力与那些量有关.教师在授课时可以让学生自学,也可由教师提出问题让学生讨论,也可由教师展示出开普勒三定律和牛顿的一些故事引导学生讨论.万有引力定律的教学设计方案教学目的:1、了解万有引力定律得出的思路和过程;2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律;3、掌握万有引力定律,能解决简单的万有引力问题;教学难点:万有引力定律的应用教学重点:万有引力定律教具:展示第谷、哥白尼,伽利略、开普勒和牛顿等人图片.教学过程(一)新课教学(20分钟)1、引言展示第谷、哥白尼,伽利略、开普勒和牛顿等人照片并讲述物理学史:十七世纪中叶以前的漫长时间中,许多天文学家和物理学家(如第谷、哥白尼,伽利略和开普勒等人),通过了长期的观察、研究,已为人类揭示了行星的运动规律.但是,长期以来人们对于支配行星按照一定规律运动的原因是什么.却缺乏了解,更没有人敢于把天体运动与地面上物体的运动联系起来加以研究. 伟大的物理学家牛顿在哥白尼、伽利略和开普勒等人研究成果的基础上,进一步将地面上的动力学规律推广到天体运动中,研究、确立了《万有引力定律》.从而使人们认识了支配行星按一定规律运动的原因,为天体动力学的发展奠定了基础.那么:(1)牛顿是怎样研究、确立《万有引力定律》的呢(2)《万有引力定律》是如何反映物体间相互作用规律的以上两个问题就是这节课要研究的重点.2、通过举例分析,引导学生粗略领会牛顿研究、确立《万有引力定律》的科学推理的思维方法.苹果在地面上加速下落:(由于受重力的原因):月亮绕地球作圆周运动:(由于受地球引力的原因);行星绕太阳作圆周运动:(由于受太阳引力的原因),(牛顿认为)牛顿将上述各运动联系起来研究后提出:这些力是属于同种性质的力,应遵循同一规律;并进一步指出这种力应存在于宇宙中任何具有质量的物体之间.3、引入课题.板书:第二节、万有引力定律(1)万有引力:宇宙间任何有质量的物体之间的相互作用.(板书)(2)万有引力定律:宇宙间的一切物体都是相互吸引的.两个物体间的引力大小,跟他们之间质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比.(板书)式中:为万有引力恒量 ; 为两物体的中心距离.引力是相互的(遵循牛顿第三定律).(二)应用(例题及课堂练习)学生中存在这样的问题:既然宇宙间的一切物体都是相互吸引的,哪为什么物体没有被吸引到一起(请学生带着这个疑问解题)例题1、两物体质量都是1kg,两物体相距1m,则两物体间的万有引力是多少高一物理必修2平抛运动教案篇2教学设计思路:本节课要求学生会计算人造卫星的环绕速度,知道第二宇宙速度和第三宇宙速度.本节是第五节,万有引力定律、圆周运动、天体运动都已经讲过,从知识上讲学生运用牛顿第二定律直接推导出卫星的速度并不是一件困难的事情.实际上学生遇到卫星问题时总是感到困难和无从下手.究其根源是因为学生对地球、卫星的空间关系不清楚,学生无法从自己站立的一个小小的角落体会巨大空间中发生的事情.因此,用各种视频、课件和图片帮助学生建立空间的概念是十分必要的,有了空间的图景,对问题的认识和思考就有了依托.所以,本节课我使用了大量的图片和视频来模拟、展示,让学生有比较深刻的感性认识.设计理念通过对前几节知识的学习,学生对曲线运动的特点、万有引力定律已有一定的了解.在此基础上,教师通过设计问题情境,引导学生探究,获得新知识.重视科学跟生活、跟社会的联系,让学生体会物理学就在身边.体会生活质量与物理学的依存关系,体会科学是迷人的、是改变世界的神奇之手.学情分析:尽管学生对天体运动的知识储备不足,猜想可能缺乏科学性,语言表达也许欠妥,但只要学习始终参与到学习情境中,激活思维,大胆猜想,敢于表达,学生就能得到发展和提高.教学目标:一、知识与能力了解人造卫星的发射与运行原理,知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度.了解人造卫星的运行原理,认识万有引力定律对科学发展所起的作用,培养学生科学服务于人类的意识.二、途径与方法学习科学的思维方法,发展思维的独立性,提高发散思维能力、分析推理能力和语言表达能力.三、情感态度与价值观在主动学习、合作探究的过程中,体验愉悦的学习氛围,在探究中不断获得美的感受不断进步.学习科学,热爱科学,增强民族自信心和自豪感.教学准备:多媒体电脑及图片.教学重点难点:重点:1.第一宇宙速度的推导.2.运行速率与轨道半径之间的关系难点:沿椭圆轨道运行的卫星按照圆周运动处理,卫星的环绕速度是最小发射速度. 高一物理必修2平抛运动教案篇3教学目标知识目标1、了解形变的概念,了解弹力是物体发生弹性形变时产生的.2、能够正确判断弹力的有无和弹力的方向,正确画出物体受到的弹力.3、掌握运用胡克定律计算弹簧弹力的方法.能力目标1、能够运用二力平衡条件确定弹力的大小.2、针对实际问题确定弹力的大小方向,提高判断分析能力.教学建议一、基本知识技能:(一)、基本概念:1、弹力:发生形变的物体,由于要回复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力.2、弹性限度:如果形变超过一定限度,物体的形状将不能完全恢复,这个限度叫做弹性限度.3、弹力的大小跟形变的大小有关,形变越大,弹力也越大.4、形变有拉伸形变、弯曲形变、和扭转形变.(二)、基本技能:1、应用胡克定律求解弹簧等的产生弹力的大小.2、根据不同接触面或点画出弹力的图示.二、重点难点分析:1、弹力是物体发生形变后产生的,了解弹力产生的原因、方向的判断和大小的确定是本节的教学重点.2、弹力的有无和弹力方向的判断是教学中学生比较难掌握的知识点.教法建议一、关于讲解弹力的产生原因的教法建议1、介绍弹力时,一定要把物体在外力作用时发生形状改变的事实演示好,可以演示椭圆形状玻璃瓶在用力握紧时的形状变化,也可以演示其它明显的形变实验,如矿泉水瓶的形变,握力器的形变,钢尺的形变,也可以借助媒体资料演示一些研究观察物体微小形变的方法.通过演示,介绍我们在做科学研究时,通常将微小变化“放大”以利于观察.高一物理必修2平抛运动教案篇4[教学要求]1、力的示意图2、力的分类[重点难点]1、力的分类[教学要求]1、力的示意图:(表示力的意思的图,一为逗乐,二为揭示物体名词的命名方式)用有向线段表示力的方向和作用点的图,叫做力的示意图。
实验:研究平抛运动-人教版必修2教案实验目的本实验旨在让学生通过实验观察平抛运动的规律,并了解相关理论知识。
实验器材和材料•大理石球1个•直尺1把•纸张•停表1个实验原理平抛运动是指物体在一个平面内做匀速直线运动,并在竖直方向上做匀加速运动的运动状态。
其运动方程为:x=v0t$$ y = v_{0y}t - \\frac{1}{2}gt^2 $$其中x是水平方向位移,y是竖直方向位移,v0是初速度,v0y是初速度的竖直分量,t是运动时间,g是重力加速度。
实验步骤第一步:测定小球的初速度利用直尺将小球从台阶顶端放至地面,利用停表测定小球从放置到触地的时间t,计算小球的初速度:$$ v_0 = \\frac{h}{t} $$其中ℎ为小球所在台阶的高度。
第二步:观察小球的水平运动和竖直运动用手抛出大理石球,同时使用停表计时,观察小球的运动轨迹,记录小球从抛出到触地的时间t。
利用测得的小球初始速度和运动时间,计算小球的水平位移和竖直位移。
将数据记录在纸张上。
第三步:绘制小球的运动轨迹根据测得的实验数据,绘制出小球的运动轨迹。
绘制方法如下: - 计算小球运动的最大高度:$h = \\frac{v_{0y}^2}{2g}$ - 确定每个时间点小球的位置:x=v0t,$y = v_{0y}t - \\frac{1}{2}gt^2$ - 在纸上画出小球的轨迹:首先画出小球的投掷位置和最高处,然后再根据时间点画出中间轨迹,将各点连成曲线。
实验结果分析根据实验得到的数据和运动规律,可以得出以下结论: - 小球的水平运动是匀速直线运动; - 小球的竖直运动是匀加速直线运动,运动规律符合前面所述的运动方程; - 小球在抛出后会逐渐自由落体,并在达到最高点后逐渐下落,运动轨迹为平抛曲线。
实验总结通过本实验的操作,我们更加深刻地了解了平抛运动的规律。
同时,我们也学习到了实验操作过程的重要性,需要注意物理量的测量及数据的记录,以便进行进一步的分析和研究。
研究平抛运动知识与技术1.明白平抛运动的特点为是初速度方向水平,只有竖起方向受到重力作用,运动轨迹是抛物线。
2.明白平抛运动形成的条件。
3.理解平抛运动是匀变速运动,其加速度为g。
4.能应用平抛运动的规律分析实际问题。
进程与方式1.在知识教学中应同时进行科学研究进程教育,本节课以研究平抛物体运动规律为中心所展开的课堂教学,应突出一条研究物理科学的一般思想方式的主线:观察现象→初步分析→猜想→实验研究→得出规律→重复实验→辨别结论。
2.利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动,渗透物理学“化曲为直”“化繁为简”的方式及“等效代换”“正交分解”的思想方式。
情感、态度与价值观通过重复多次实验,进行共性分析,归纳分类,达到辨别结论的教育目的,同时还能进行理论联系实际的教育。
教学重点平抛运动的特点和规律教学难点平抛运动的规律教具平抛竖落仪课时安排2课时教学进程【新课导入】问题:在什么情形下物体做曲线运动?答:当物体所受的合力跟它的速度方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动。
问题:合运动和分运动之间和各个分运动之间存在什么关系呢?答:合运动和分运动所经历的时刻必然是相同的,这是等时性原理;各个分运动之间是彼此独立、互不影响的,这是独立性原理。
在学习了曲线运动的大体概念和处置方式以后,咱们应该把这些理论应用到实际的曲线运动中来,这就是咱们这一节课要讨论的运动——平抛运动。
【新课教学】一、抛体运动【演示实验】把一个粉笔头以任意角度向空中抛出。
问题:粉笔头做什么运动?答:曲线运动。
问题:粉笔头受到哪些力作用?答:重力和空气阻力。
但一般情形下空气阻力相对于重力能够忽略不计。
问题:在现实生活中还有哪些运动与粉笔头的运动相似?小结:1。
以必然的初速度将物体抛出,在空气阻力能够忽略的情形下,物体所做的运动叫做抛体运动。
2.初速度沿水平方向的抛体运动叫做平抛运动。
3.抛体运动还有竖直上抛、竖直下抛、斜向上抛、斜向下抛。
【学习目标】
1.掌握处理平抛运动的方法-----运动的合成与分解。
2.能够运用平抛规律解决有关问题.
3.理解平抛运动的一些推论. 4、会解决斜抛运动问题。
【学习重点】
掌握平抛运动的特点,能够运用平抛规律解决有关问题.
【学习难点】
1、对平抛运动的一些推论的理解。
2、解决斜抛运动的方法。
【学习过程】
【自主学习】 任务一、知识回顾
一、平抛运动的定义:将物体用一定的 沿水平方向抛出,不考虑 ,物体只在 作用下所做的运动,叫做平抛运动。
二、平抛运动的轨迹是 , 平抛运动的性质: 运动。
三、平抛运动的常规处理方法
四、平抛运动的规律
(1) 平抛运动任一时刻t 的位置坐标
(2)任一时刻t 的速度v
水平分速度: 竖直分速度: 实际(合)速度v 的大小: 方向: (3)任一时刻t 的位移x
水平分位移: 竖直分位移: 实际(合)位移x 的大小: 方向: 【合作探究】
一、平抛运动的推论
1、飞行时间:由于平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动,有22
1gt h =,g
h t 2=
即平抛物体在空中的飞行时间取决于下落高度h ,与初速度v 0无关。
2、水平射程:由于平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动,故平抛物体的水平射程即落地点与抛出点间的水平距离x =v t =v g
h 2 即水平射程与初速度v 和下落高度h 有关,与
其他因素无关。
3、落地速度:根据平抛运动的两个分运动,可得落地速度的大小gh v v v v y x t 222
2+=+=
以θ表示落地速度与x 轴正方向间的夹角,有v
gh
v v x
y 2tan =
=
θ 即落地速度也只与初速度v 和下落高度h 有关。
4、速度改变量:因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g ,所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔△t 内的速度改变量△v =g △t 相同,方向恒为竖直向下。
5、速度与位移两方向间的关系:做平抛运动的物体在任意时刻任意位置处,设其末速度方向与水平方向的夹角为θ,位移与水平方向的夹角为ф。
如图所示,由平抛运动规律得tan θ=v
gt v v x y =,
tan ф= x y =vt gt 2
21=v gt 2 所以,tan θ=2tan ф
6、平抛物体速度反向延长线的特点:如上图所示,设平抛运动物体的初速度为v ,从坐标原点O 到A 点的时间为t ,A 点的坐标为(x ,y ),B 点的坐标为(x ′,0),则由平抛运动的规律可得x =vt ,y =12 gt 2, v y =gt ,又tan θ=
v
v y =
x x y
'
-,联立以上各式解得x '=2x 。
即做平抛运动的物体在任意时刻瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点。
【典例剖析】
例1、用m 、Vo 、h 分别表示平抛运动物体的质量、初速度和抛出点离水平地面的高度。
在这三个量中:
A .物体在空中运动的时间是由________决定的。
B .在空中运动的水平位移是由________决定的。
C .落地时瞬时速度的大小是由________决定的。
D .落地时瞬时速度的方向是由________决定的。
例2.将一物体以初速度V 0水平抛出,当速度方向与水平方向成60°角时,则:此时的合速度为V =__________;竖直分速度为V y =__________;飞行时间t =_________竖直下落的高度h =_________;水平位移S =__________;合位移L =________________;合位移的方向φ=____________。
x
例3.如图所示,以15m/s 的水平速度抛出的小球,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角为θ=37°的斜面上,则小球完成这段飞行的时间t= ______。
小球在空中的位移s=_______。
例4.如图所示,飞机距离地面高,水平飞行速度为
,追
击一辆速度为同向行驶的汽车,欲使投弹击中汽车,飞机应距汽车
多远处投弹?
例4.在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25cm ,若小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a 、b 、c 、d 所示,则小球平抛初速度的计算式为V 0=__________(用L、g表示),其值是________。
小球到达b 点的速度为________。
(取g=9.8m/s 2)
问题1:观察图中水平方向和竖直方向各有什么特点?
问题2:从图中可以看出,相邻两点间的竖直距离差之比为1:2:
3,而非1:3:5,这说明了什么?ΔS=aT 2还适用吗?
【巩固拓展训练】
1、关于平抛运动,下列说法中正确的是( )
A.平抛运动是匀变速运动
B.平抛运动是变加速运动
C.任意两段时间内加速度相同
D.任意两段相等时间内速度变化相同 2、一个物体以初速V 0水平抛出,经时间t ,竖直方向速度大小为V 0,则t 为:( ) A .0V g
B .02V g
C .02V g
D
3、以速度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度 B .瞬时速度为05v
C .运动时间为g
v 0
2 D .运动的位
移是
g
v 202
4、一小球以初速度v 0水平抛出落地时的速度为v t ,不计空气阻力,求(1)小球在空中飞行的时间?(2)抛出点离地面的高度?(3)水平射程?(4)小球的位移?
5、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 ③开始抛出距地面的高度 ④水平射程
6、已知物体作平抛运动路径上有三个点,它们在以初速度方向为x 轴正向,以竖直向下为y 轴正向的直角坐标系中的坐标是:(3,5),(4,11.25),(5,20),单位是(米),求初速度 V 0和抛出点的坐标。
7、如图所示,墙壁上落有两只飞镖,它们是从同一位置水平抛出的,飞镖A 与竖直墙壁成53°角,飞镖B 与竖直墙壁成37°角,两者相距为d 。
假设飞镖的运动是平抛运动,求:射出点离墙壁的水平距离。
°。