高中物理第3章抛体运动第3节平抛运动 精品导学案鲁科版必修二9
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2019-2020年高中物理《平抛运动》教案3鲁科版必修2(一)教学目的1. 知道什么叫平抛运动.2. 知道平抛运动的受力特点是只受重力•3. 理解平抛运动是匀变速运动,其加速度为g.4. 理解平抛运动可以看做水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动的合运动,并且两者互不影响.5. 会用平抛运动的规律解答有关问题(二)教具平抛运动演示仪、频闪照片、投影仪(有条件的最好是用多媒体投影仪配合电脑)(三)教学过程引入新课上节课讲了运动的合成和分解,同学们知道了两个直线运动的合运动可以是曲线运动,一个曲线运动也可以分解为两个方向上的直线运动.今天我们要讨论的是一种这样的运动(演示:将一个小球水平抛出).同学们可以发现:这个小球的运动轨迹是曲线,这个曲线运动有什么样的特点和规律呢?这就是我们今天所要学习的(板书课题)3平抛物体的运动进行新课先请大家注意:被抛出的小球具有以下特点:⑴水平抛出,⑵抛出后的小球只受重力(板书)一、平抛物体的运动1. 平抛运动:水平抛出且只受重力作用的物体的运动在平抛运动中,物体的受力方向与初速度方向不在同一直线上,所以是一种曲线运动.(板书)2. 平抛运动是一种曲线运动做平抛运动的物体只受一个重力,其方向为竖直向下,而竖直方向的初速度为零,因此在竖直方向上物体做自由落体运动;水平方向物体不受力,但物体有一个初速度,因此在水平方向上物体做匀速运动.(板书)3. 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⑴理论分析f水平方向:初速度为V o,不受力T以初速度V o做匀速运动I竖直方向:初速度为零,只受重力T做自由落体运动这个分析对不对呢?接下来请看实验:1. 演示:如图,两球同时落地(听声音)这表明水平速度不影响竖直方向的运动.2.分析频闪照片:(用投影仪显示频闪照片,测量平抛小球在相同时间内的水平位移),结论是水平方向为匀速运动,与竖直方向的运动情况无关(板书)⑵实验结果:平抛运动在竖直方向上是自由落体运动,水平方向速度的大小不影响平 抛物体在竖直方向上的运动 .平抛运动在水平方向上是匀速直线运动, 竖直方向的运动也不影响水平方向的运动.“4.运动的独立性:一个复杂运动可以分成几个分运动,各个分运动彼此之间是独立进行、互不影响的 .至吐匕我们已经知道了平抛运动的特点,那么我们能否进一步找到平抛运动的规律呢?(板书):■、平抛运动的规律以水平向右为x 方向,竖直向下为y 方向,观察一个做平抛运动物体从抛出开始以后每经过1 s 时的情况,结果如下表(投影表格)所示,试找出 x 与t 以及y 与t 的关系 (已知重力加速度为g=10 m/s 2)t/s1 2 3 4x/m 20 40 60 80y/m5204580由学生推导、教师总结得出(板书)1.位置坐标:作出平抛运动轨迹如右图(用投影 1仪展示作图过程)线.那么每一时刻的速度是怎样的呢?请同学们思考:对于这个曲线运动,我们应如何求出它在任意时刻的速度矢量? 由学生推导、教师总结得出(板书)2. 瞬时速度:⑴速度大小:⑵速度方向:{由图可知:平抛运动的轨迹为一条抛物 末的速度为:V t 水平方向 竖直方向••• t s 2 2 ,V x Vy如图,其中B满足(投影)三、例题飞机在咼出地面0.81 km的咼度,以2.5x 102 km/h的速度水平飞行,为了使飞机上投下的炸弹落在指定的目标上,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【引导学生分析】1. 炸弹的运动为平抛运动一一初速度水平,只受重力2. 炸弹为什么不能在目标正上方投弹?——水平方向有速度3. 如何确定投弹地点与目标的水平距离一一需要知道时间和水平速度4. 水平速度应为飞机的速度一一惯性.5. 飞行时间如何确定一一运动的独立性,竖直方向运动的时间与水平方向运动的时间相同.【解】炸弹落地所需时间由竖直方向的高度决定,而竖直方向上炸弹的运动为自由落体运动,所以由得:.在此期间炸弹通过的水平距离为.代入数值得:x=0.89 km.巩固练习(投影)1. 课本第13页第1题2. 课本第13页第2题3. 在5 m高的地方以6 m/s的初速度抛出一个质量是10 kg的物体,则物体落地的速度是多少?(不计空气阻力,g取10 m/s 2)作业课本第14页5、6、7题(四)参考题1. 将两个质量不同的物体同时从同一地点以相同的速度水平抛出,则以下说法正确的是A. 质量大的物体先着地B. 质量小的物体飞出的水平距离远C. 两物体着地时间由抛出点与着地点的高度决定D. 两物体飞出的水平距离一样远2. 在水平匀速飞行的飞机上,相隔t s先后落下物体甲和乙,不计空气阻力,在落地前, 甲物体将在A. 乙物体的前方B. 乙物体的后方C. 乙物体的正下方D. 乙物体的前下方3. 从距地面高h处水平抛出一质量为m的小球,小球落地点至抛出点的水平距离刚好等于h,若不计空气阻力,则小球的初速度大小为A. B. C. D.(五)说明1. 本节教材是学生第一次利用运动的分解知识解决实际问题,因此,应使学生能在教师的引导下,主动地获得知识一一这既有利于调动学生的积极性,也有利于使学生获得成就感.所以本教案在设计时将公式的推导、规律的得出都交给学生去完成2. 本节课的重点是掌握平抛运动的分解方法,要使学生能够理解平抛运动为什么可以分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动.作为教材已经给我们从理论和实验两个方面提供了素材.因此,既要做好实验,又要注意理论上的简单分析.对于基础较好的学生,这种理论分析可以在学生的讨论过程在进行.3. 建议有条件的学校使用计算机技术作为辅助手段一一在网上有一个很好的课件可以下载后在课堂上使用,该课件是模拟飞机投弹的,可以改变飞机的速度和投弹的时间间隔(具体地址为/%7Esps/mycai/caimore.htm 该地址同时还有几个其它的有趣的模拟实验).4. 本节课内容较多,建议尽可能使用计算机手段.如利用Powerpoint制作投影片用以演示频闪照片、画图(画抛物线和速度分解)过程以及例题、巩固练习等2019-2020年高中物理《牛顿第一定律》教案5新人教版必修1一、引入同学们,物理来源于生活,生活中有很多很多的物理现象,你们观察并思考过下列现象吗?请看:投影录像:同学们刚才看到的现象,日常生活中常会见到,下面就请你们用手分别推桌上的木块和小车体验一下吧?请看体验内容:投影:通过同学们观察到的现象以及刚才自己的体验,猜一猜,想一想,运动的物体为什么会停下来?投影:提出问题:运动的物体为什么会停下来?(罗列学生的看法)刚才同学们回答的非常好,说明我们的同学善于观察,善于思考。
第三章:抛体运动 第三节:平抛运动(第二课时)编写人:许达 审核人:张乐廷 时间:2010.4.14班级:_______考号:_______姓名:___________【学习目标】1、知识与技能①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。
②掌握平抛运动的规律,并能用来解决简单的问题。
2、过程与方法通过学生对频闪照片的分析,培养学生的观察能力和分析能力。
3、情感态度与价值观通过实验探究平抛运动的规律,激发学习兴趣,增强求知的欲望。
【学习重点】1、平抛运动的基本思路;2、平抛运动规律的应用。
【学习难点】平抛运动的规律的应用【教学方法】教师引导,学生讨论、交流学习成果。
【教学过程】一、平抛运动当物体初速度水平且仅受重力作用时的运动,被称为平抛运动。
其轨迹为抛物线,性质为匀变速运动。
平抛运动可分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动这两个分运动。
广义地说,当物体所受的合外力恒定且与初速度垂直时,做类平抛运动。
处理平抛运动的基本思路和方法,就是将平抛运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动。
1.平抛运动基本规律① 水平速度: 竖直速度:合速度 方向 :②水平位移: 竖直位移:合位移大小: 方向: ③时间由221h gt =得gh 2t =(下落时间由 决定) ④竖直方向是自由落体运动,匀变速直线运动的一切规律在竖直方向上都成立。
2.应用举例(1)方格问题【例1】平抛小球的闪光照片如图。
已知方格边长a 和闪光照相的频闪间隔T ,求:v 0、g 、v c(2)临界问题典型例题是在排球运动中,为了使从某一位置和某一高度水平扣出的球既不触网、又不出界,扣球速度的取值范围应是多少?【例2】 已知网高H ,半场长L ,扣球点高h ,扣球点离网水平距离s 、求:水平扣球速度v 的取值范围。
(3)二个有用的推论推论1:做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻(或任一位置处),设其速度方向与水平方向的夹角为θ(偏角),位移与水平方向的夹角为α,则tan θ 2tan α.推论2:做平抛(或类平抛)运动的物体任一时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点(如图中A 点和B 点所示)例3、在倾角为θ的斜面顶端A 处以速度V 0水平抛出一小球,落在斜面上的某一点B 处,设空气阻力不计,求(1)小球从A 运动到B 处所需的时间;(2)从抛出开始计时,经过多长时间小球离斜面的距离达到最大?最大距离s 是多少?【达标训练】1.如图所示,小球a 、b 的质量分别是m 和2m ,a 从倾角为30°的光滑固定斜面的顶端无初速下滑,b 从斜面等高处以初速度v 0平抛,比较a 、b 落地的运动过程有A .所用的时间相同B .a 、b 都做匀变速运动C .落地前的速度相同D .重力对a 、b 做的功相同2.对平抛运动的物体,若g 已知,再给出下列哪组条件,可确定其初速度大小A .水平位移B .下落高度C .落地时速度的大小和方向D .落地时位移的大小和方向 3.如图所示,从倾角为θ的斜面上的M 点水平抛出一个小球,小球的初速度为v 0,最后小球落在斜面上的N 点,则A .可求M 、N 之间的距离B .可求小球落到N 点时速度的大小和方向C .可求小球到达N 点时的动能D .可以断定,当小球速度方向与斜面平行时,小球与斜面间的距离最大4. 以v 0的速度水平抛出一个物体, 当其竖直分位移与水平分位移相等时, 则此时物体的A. 竖直分速度等于水平分速度B. 即时速度的大小为 5 v 0C. 运动时间为 2 v 0gD. 运动的位移为 22v 02g5、如图所示,以10.0m/s 的水平初速度V 0抛出的物体,飞行一段时间后,垂直的撞在倾角为30º的斜面上,这段飞行的时间为 ( )A 、32sB 、s 332 C 、s 3 D 、2s 6. 从同一高度、同时水平抛出五个质量不同的小球,它们初速度分别为v 、v 2、v 3、v 4、v 5。
2019-2020年高中物理第三章第3节平抛运动教案鲁科版必修2★新课标要求(一)知识与技能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。
(二)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。
(三)情感、态度与价值观通过实验探究平抛运动的规律,激发学习兴趣,增强求知的欲望。
★教学重点平抛运动规律的探究过程★教学难点1、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。
2、平抛运动规律★教学方法教师演示、引导,学生实验探究,讨论、交流学习成果。
★教学工具平抛运动演示器,钢球作平抛运动的实验装置,多媒体等★教学过程(一)引入新课我们首先来做个游戏—“看你投中几次”,播放flash。
飞行员进行飞弹投射,命中目标。
同学们仔细观察子弹的轨迹,大家可以看到它的轨迹可见日常生活中不仅看到直线运动,还有一些运动的轨迹是曲线的运动我们叫做曲线运动。
曲线运动的种类非常多,我们今天所要学习的是非常典型的一种曲线运动——平抛运动。
提出问题:飞机要击中地面上的目标,应该在下述何处投弹?A 、目标正上方B 、目标正上方之前C 、目标正上方之后D 、无法确定(二)进行新课1、抛体运动教师活动:飞行员为什么能够命中目标呢?我们通过今天的学习就能够掌握其中的秘密。
首先我们先来研究一下飞弹的轨迹。
大家进行讨论,最终由老师总结出平抛运动的概念:物体以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。
提问:平抛运动具有什么特点呢?①、具有水平方向的初速度②、运动过程中不考虑空气阻力(即只受重力的作用)问题二 运动员投篮后,篮球在空中是否做平抛运动?为什么?我们怎么来研究平抛运动呢,对这种曲线运动现在我们去研究它是非常困难的,我们只学过一些有限的直线运动,那么我们怎么样利用有限的已知的知识储备来解决这个问题呢?学生回答:可以利用曾经学过的运动合成与分解的方法来解决。
2.3能量守恒定律一、教学任务分析1.教材的地位和作用能量守恒定律是自然界普遍规律,它是不仅是解决力学问题的金钥匙之一,同时它也统领了整个高中物理力,热,电,光,原等各个章节。
学了这章的知识,对于变力等问题就有了解决的方法和手段。
学了这章的知识,学生解决物理问题的思维方法也要开阔,对物理问题即要从力和运动的角度分析,还要从功和能关系的分析。
2.教学重点和难点(1)机械能守恒定律是本章教学的重点内容,本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件;能够正确分析物体系统所具有的机械能;能够应用机械能守恒定律解决有关问题。
(2)能否正确选用机械能守恒定律解决问题是本节学习的另一难点。
通过本节学习应让学生认识到,从功和能的角度分析、解决问题是物理学的重要方法之一;同时进一步明确,在对问题作具体分析的条件下,要能够正确选用适当的物理规律分析、处理问题。
二、学习者情况分析在学习这一内容之前,所教的学生已知道功,能,动能,势能,重力势等概念。
掌握了重力能变化与重力功的关系,合外力功与动能变化的关系等规律;会计算恒力的功,会用动能定理计算变力的功,会用动能定理计算描述变速运动的物理量。
在能力方面已近学过许多物理规律的推导,具有一定的演绎推理能力。
经过以往的多媒体教学,他们比较熟悉和习惯用计算机课件上课的方式.学生对物理学的研究方法已有一定的了解,,在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。
在非智力因素方面,学生学习积极主动,对学习物理有较浓厚兴趣;有较强的好奇心和求知欲,乐于探究自然界的奥秘;敢于坚持正确观点,勇于修正错误;喜欢和同龄人一起学习,有将自己的见解与他人交流的愿望,具有团队精神。
三、教学目标分析1.知识与技能:①通过实验能验证机械能守恒定律。
②理解机械能守恒定律。
会用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。
③了解自然界中存在多种形式的能量。
知道能量守恒定律是最基本,最普遍的自然规律之一。
2.过程与方法:①让学生通过已有日常生活和实践中的能量转化的经历,提出如何验证能量转化和守恒定律。
第3讲平抛运动[目标定位] 1.通过实验探究,初步掌握平抛运动的处理方法.2.会用运动的合成与分解的方法分析平抛运动.3.掌握平抛运动的规律,会用平抛运动的规律解决实际问题.一、什么是平抛运动1.定义:把物体以一定的初速度沿__________抛出,不考虑空气阻力,物体只在______下所做的运动.2.运动轨迹:平抛运动是________曲线运动,轨迹是________.3.实验探究:竖直方向水平方向想一想有人说:“平抛运动的物体初速度越大,下落得越快.”对吗?二、平抛运动的规律1.速度:(1)水平方向:v x=______.(2)竖直方向:v y=______.2.位移:(1)水平方向:x=______.(2)竖直方向:y=________.想一想平抛物体在空中的飞行时间取决于什么?一、对平抛运动的理解1.条件:物体的初速度v 0水平,且只受重力. 2.性质:加速度为g 的匀变速曲线运动. 3.特点:(1)理想化特点:把物体看成质点,抛出后只考虑重力作用,忽略空气阻力.(2)匀变速特点:平抛运动的加速度恒定,始终等于重力加速度,且重力与速度不共线. (3)速度变化特点:任意两个相等的时间间隔内速度的变化相同,Δv =g Δt ,方向竖直向下,如图1所示.图14.平抛运动的轨迹:由x =v 0t ,y =12gt 2得y =g 2v 20x 2,为抛物线方程,其运动轨迹为抛物线.特别提醒 加速度不变的运动为匀变速运动,匀变速运动包括匀变速直线运动和匀变速曲线运动,自由落体和竖直上抛运动为匀变速直线运动,平抛运动和斜抛运动为匀变速曲线运动. 例1 关于平抛运动,下列说法中正确的是( ) A .平抛运动是一种变加速运动B .做平抛运动的物体加速度随时间逐渐增大C .做平抛运动的物体每秒内速度增量相等D .做平抛运动的物体每秒内位移增量相等 二、平抛运动的研究方法及规律 1.研究方法采用运动分解的方法,将平抛运动分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向上的匀速直线运动.2.平抛运动的规律(1)运动时间:由y =12gt 2得t =2yg,可知做平抛运动的物体在空中运动的时间只与下落的高度有关,与初速度的大小无关. (2)水平位移:由x =v 0t =v 02yg知,做平抛运动的物体的水平位移由初速度v 0和下落的高度y 共同决定.(3)落地速度的大小:v =v 20+v 2y =v 20+2gy ,即落地速度由初速度v 0和下落的高度y 共同决定.3.平抛运动的两个推论(1)平抛运动某一时刻速度与水平方向夹角为θ,位移与水平方向夹角为α,则tan θ=2tan α.证明:因为tan θ=v y v 0=gt v 0,tan α=y x =gt2v 0,所以tan θ=2tan α (2)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.图2证明 如图2所示,P 点速度的反向延长线交OB 于A 点.则OB =v 0t ,AB =PBtan θ=12gt 2·v 0gt =12v 0t . 可见AB =12OB .例2 如图3所示,x 轴在水平地面上,y 轴沿竖直方向.图中画出了从y 轴上沿x 轴正向抛出的三个小球a 、b 和c 的运动轨迹,其中b 和c 是从同一点抛出的.不计空气阻力,则( )图3A .a 的飞行时间比b 的长B .b 和c 的飞行时间相同C .a 的水平速度比b 的小D .b 的初速度比c 的大借题发挥解答本题时应把握以下两点:(1)运动时间由竖直高度决定;(2)水平位移由运动时间和平抛的初速度共同决定.例3一架轰炸机在720米的高空以50 m/s的速度匀速飞行,要轰炸地面上某一固定目标,取g=10 m/s2,求:(1)飞机应在离目标水平距离多少米处投弹?(2)若飞机每隔1 s的时间投出一颗炸弹,这些炸弹在空中如何排列?(3)炸弹落地点间的间距怎样?三、平抛运动与斜面的结合问题斜面上的平抛运动问题是一种常见的题型,在解答这类问题时除要运用平抛运动的位移和速度规律,还要充分运用斜面倾角,找出斜面倾角同位移和速度与水平方向夹角的关系,从而使问题得到顺利解决.常见的模型如下:例4如图4所示,AB为斜面,倾角为30°,小球从A点以初速度v0水平抛出,恰好落在B点,求:图4(1)AB间的距离;(2)物体在空中飞行的时间.借题发挥小球从斜面顶点抛出,又落到了斜面上,就确定了小球的位移方向——沿斜面方向,所以要分解位移.平抛运动的特点1.如图5所示,在光滑的水平面上有一小球A以初速度v0运动,同时刻在它的正上方有一小球B以初速度v0水平抛出,并落于C点,忽略空气阻力,则( )图5A .小球A 先到达C 点B .小球B 先到达C 点 C .两球同时到达C 点D .无法确定平抛运动规律的应用2.在平坦的垒球运动场上,击球手挥动球棒将垒球水平击出,垒球飞行一段时间后落地.若不计空气阻力,则( )A .垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定B .垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定C .垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定D .垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定3.以速度v 0水平抛出一球,某时刻其竖直分位移与水平分位移相等,则下列判断中错误的是( )A .竖直分速度等于水平分速度B .此时球的速度大小为5v 0C .运动的时间为2v 0gD .运动的位移是22v 2g平抛运动与斜面的结合问题4.如图6所示,小球以15 m/s 的水平初速度向一倾角为37°的斜面抛出,飞行一段时间后,恰好垂直撞在斜面上.取g =10 m/s 2,tan 53°=43,求:图6(1)小球在空中的飞行时间; (2)抛出点距落点的高度.答案精析第3讲 平抛运动 预习导学一、1.水平方向 重力 2.匀变速 抛物线3.自由落体运动 匀速直线运动想一想 不对.初速度是沿水平方向的初速度,由于分运动的独立性,竖直方向的分运动与水平方向的初速度无关. 二、1.(1)v 0 (2)gt 2.(1)v 0t (2)12gt 2想一想 由h =12gt 2得:运动时间t =2h g,即平抛物体在空中的飞行时间取决于下落的高度h ,与初速度无关. 课堂讲义例1 C [平抛运动是匀变速曲线运动,其加速度为重力加速度g ,故加速度的大小和方向恒定,在Δt 时间内速度的改变量为Δv =g Δt ,因此可知每秒内速度增量大小相等、方向相同,选项A 、B 错误,C 正确;由于水平方向的位移x =v 0t ,每秒内水平位移增量相等,而竖直方向的位移h =12gt 2,每秒内竖直位移增量不相等,所以选项D 错误.]例2 BD [平抛运动在竖直方向上的分运动为自由落体运动,由h =12gt 2可知,飞行时间由高度决定,h b >h a ,故a 的飞行时间比b 的短,选项A 错误;同理,b 和c 的飞行时间相同,选项B 正确;根据水平位移x =v 0t 可知,a 、b 的水平位移满足x a >x b ,且飞行时间t b >t a ,故v 0a >v 0b ,选项C 错误;同理可得v 0b >v 0c ,选项D 正确.] 例3 (1)600 m (2)、(3)见解析 解析 (1)根据h =12gt 2得,t =2hg=2×72010s =12 s. 则水平距离x =v 0t =50×12 m=600 m.(2)这些炸弹在空中排列成一条竖直线.因为从飞机上落下的每一颗炸弹都具有和飞机一样的水平速度,它们在落地前总位于飞机的正下方.(3)因为飞机在水平方向做匀速直线运动,在相等时间内通过的水平位移相等,所以炸弹落地点是等间距的,Δx =v Δt =50×1 m=50 m. 例4 (1)4v 203g (2)23v 03g解析 小球做平抛运动,在水平方向上是匀速直线运动,在竖直方向上是自由落体运动,有x =v 0t ,y =gt 22.小球由A 点抛出,落在B 点,故有tan 30°=y x =gt2v 0t =2v 0 tan 30°g =23v 03g ,x =v 0t =23v 23g故AB 间的距离L =xcos 30°=4v 23g .对点练习 1.C 2.D3.A [水平速度为v 0,设下落的时间为t ,由题意得v 0t =12gt 2,解得t =2v 0g ,竖直分速度为v y =2v 0,所以A 错,C 正确;速度v =v 2x +v 2y =5v 0;位移s =x 2+y 2=22v 2g,所以B 、D 正确.]4.(1)2 s (2)20 m 解析如图所示.由几何关系知 β=90°-37°=53°. (1)由图得tan β=v y v 0=gtv 0, 得飞行时间t =v 0gtan β=2 s. (2)高度h =12gt 2=12×10×22m =20 m.。
第3节平抛运动一、平抛运动的认识 1.定义把物体以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。
2.特点(1)受力特点:只受重力。
(2)运动特点:初速度水平,加速度为g ,方向竖直向下。
3.性质为匀变速曲线运动。
4.实验探究⎩⎪⎨⎪⎧水平方向:不受力,做匀速直线运动竖直方向:只受重力,做自由落体运动二、平抛运动的规律 1.水平方向以初速度v 0做匀速直线运动,v x =v 0,x =v 0t 。
2.竖直方向做自由落体运动,v y =gt ,y =12gt 2。
下落时间:t =2yg,t 只与下落高度y 有关,与其他因素无关。
1.物体以某一初速度水平抛出,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.平抛运动是匀变速曲线运动,水平方向做匀速直线运动,x =v 0t ,竖直方向做自由落体运动,y =12gt 2。
3.平抛运动在空中运动时间由竖直高度决定,水平位移由竖直高度和水平初速度共同决定。
1.自主思考——判一判(1)平抛运动的速度、加速度都随时间增大。
(×)(2)平抛运动物体的速度均匀变化。
(√)(3)平抛运动不是匀变速曲线运动。
(×)(4)平抛物体的初速度越大,下落得越快。
(×)(5)平抛运动的初速度可以不沿水平方向。
(×)2.合作探究——议一议(1)体育运动中投掷的链球、铅球、铁饼、标枪等,都可以看成是抛体运动吗?都可以看成是平抛运动吗?图331提示:链球、铅球、铁饼、标枪等,若被抛出后所受空气阻力可忽略不计,可以看成是抛体运动。
它们的初速度不一定沿水平方向,所以它们不一定是平抛运动。
(2)两个小金属球同时从同一高度开始运动,不计空气阻力,A球自由落体,B球平抛运动,两球下落过程中的高度位置相同吗?为什么?提示:相同;A、B两球在竖直方向上的运动情况完全相同,从同一高度同时进行自由落体运动,因此,在下落过程中的高度位置始终相同。
学过程及内容一、课前导入(2mins)1.“飞机投弹”游戏:课前准备好“飞机投弹”的模拟动画,让学生体验飞机对静止目标的轰炸过程。
2.导入:成为一名合格的轰炸机飞行员既需要胆量和身体等素质,也离不开扎实的专业知识。
本节课我们将来学习“飞机投弹”中所包含的物理规律。
二、教学过程(30mins)1.平抛运动的定义及特点(5mins)课前自制教具:在倒置的装红色墨水的试剂瓶上用橡胶塞和细玻璃管连接成如图的装置,搭配水槽。
1)演示“做平抛运动的水流”实验:为了更直观地了解形如炸弹的运行轨迹这种特殊的曲线运动,引导学生观察水从玻璃管流出时形成的曲线,并分析炸弹和水流的初速度和受力情况的相同之处。
2)引导小结:平抛运动的定义:物体以一定的初速度沿水平方向抛出,只受重力作用的运动。
平抛运动的特点:具有水平初速度,只受重力作用——理想化模型。
3)板书:一、定义及特点:物体以一定的初速度沿水平方向抛出,只受重力作用的运动。
2.探究平抛运动的规律(25mins)1)温故知新:为方便研究,物体的实际运动即合运动可以分解为几个简单的分运动,运动的合成与分解遵循矢量合成法则,分运动与合运动具有等时性、等效性和独立性。
平抛运动这种曲线运动可以分解为两个怎样的直线运动?2)引导猜想:假设平抛运动的物体不受重力和没有初速度的情况下分别做何种运动?部分同学亲自体验“飞机投弹”的游戏,其他人注意观察思考。
观察思考:轨迹为曲线,初速度方向均水平,都只受重力。
类比质点、自由落体运动等理想化模型。
回顾分运动与合运动的知识。
思考:结合平抛运动的特通过游戏体验激趣导入,激发学生兴趣。
引导学生建立平抛运动模型。
忽略次要因素,抓住主要因素的思想。
化繁为简,化曲为直的物理思想。
猜想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。
3)总结验证猜想的一般方法:引导学生阅读课本第48页和第55页,结合PPT展示的验证实验的动图和视频,总结利用平抛竖落仪和双轨平抛实验仪等验证猜想的一般方法。
平抛运动学案【学习目标】 1. 什么是平抛运动,关注生活中平抛运动的实例。
2.如何利用运动的合成与分解的方法分析平抛运动的特点、规律,描绘做平抛运 动的物体的轨迹. 3.试设计实验验证平抛运动的规律.【知识梳理】 1、 什么是平抛运动2、 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【基础训练】1. 做平抛运动的物体,每秒的速度增量总是() A ..大小相等,方向相同 B. 大小不等,方向不同 C .大小相等,方向不同 D. 大小不等,方向相同2. 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,先后共释放 四个,若不计空气阻力,则四个球( )A. 在空中任意时刻总是排列成抛物线,它们的落地点是等间距的B. 在空中任意时刻总是排列成抛物线,它们的落地点是不等间距的C. 在空中任意时刻总在飞机正下方排成竖直的线,它们的落地点是等间距的D. 在空中任意时刻总在飞机正下方排成竖直的线,它们的落地点是不等间距的 3.在高处以初速V 。
水平抛出一粒石子,当它的速度由水平方向变化到与水平 方向夹角为9的过程中,石子水平位移的大小为()x V g tV x V o(1) y1 .2 at(2) V y gt2V / 2 2.V X V y3、平抛运动的规律4.物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角 9的正切tan 9随(d)图5. 在一次“飞车过黄河”的表演中,汽车在空中飞经最高点后在对岸着地。
已 知汽车从最高点至着地点经历时间约为 0.8s ,两点间的水平距离约为30m 忽略空 气阻力,则汽车在最高点时的速度为 _________ m/s 。
最高点与着地点间的高度差为 m (g 取 10m/s 2)6.跳台滑雪是勇敢者的运动。
它是利用山势特别建造的跳台所进行的。
运动员着专用滑雪板,不带雪仗在助滑路上获得高速后起跳,在空中 飞行一段距离后着陆。
这项运动极为壮观。
如图6-67所示,设一位运动员由a 点沿水平方向跃起,到b 点着陆时,测得ab 间距离I = 40m 山坡倾角9= 30 °。
第3节平抛运动学习目标核心提炼1.知道平抛运动的定义、轨迹和研究方法。
2.理解平抛运动的规律,掌握相关运动学公式。
3.灵活运用运动合成与分解的思想解决平抛或类平抛运动问题。
1个概念——平抛运动1个规律——平抛运动规律1种方法——平抛运动的合成与分解一、平抛运动阅读教材第55~56页“什么是平抛运动”部分,知道平抛运动的概念及平抛运动的轨迹是什么特性的曲线。
1.定义把物体以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。
2.运动轨迹平抛运动是匀变速曲线运动,轨迹是抛物线。
3.实验探究竖直方向⇒只受重力,为自由落体运动水平方向⇒不受力,为匀速直线运动思维拓展如图1所示,一小球离开水平桌面后,在空中飞行。
图1(1)小球离开水平桌面时其速度有何特点?(2)小球在空中运动时受几个力?其运动的加速度改变吗?(3)结合曲线运动的条件,说明小球的运动轨迹为什么是曲线?答案(1)由于惯性,小球离开桌面时速度方向沿水平方向。
(2)受重力和空气阻力,由于空气阻力较小,可忽略不计,由于重力恒定不变,故其运动的加速度保持不变。
(3)由于小球在空中运动时初速度方向是水平的,重力方向是竖直的,运动方向与受力方向不共线,故轨迹是曲线。
二、平抛运动的规律阅读教材第56~57页“平抛运动的规律”部分,平抛运动的分速度与合速度、分位移与合位移的关系。
1.速度(1)水平方向:v x =v 0,即沿水平方向的匀速直线运动。
(2)竖直方向:v y =gt ,即竖直方向上的自由落体运动。
2.位移(1)水平方向:x =v 0t 。
(2)竖直方向:y =12gt 2。
思考判断(1)平抛运动的轨迹是抛物线,速度方向时刻变化,加速度方向也可能时刻变化。
( ) (2)做平抛运动的物体质量越大,水平位移越大。
( )(3)做平抛运动的物体初速度越大,落地时竖直方向的速度越大。
( ) (4)从同一高度水平抛出的物体,不计空气阻力,初速度大的落地速度大。
( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)√平抛运动的理解[要点归纳]1.物体做平抛运动的条件物体的初速度v 0方向水平且不等于零,只受重力作用,两个条件缺一不可。
2.平抛运动的性质加速度为g 的匀变速曲线运动。
3.平抛运动的三个特点(1)理想化特点:物理上提出的平抛运动是一种理想化的模型,即把物体看成质点,抛出后只考虑重力作用,忽略空气阻力。
(2)匀变速特点:平抛运动的加速度恒定,始终等于重力加速度,且重力与速度不共线。
(3)速度变化特点:任意两个相等的时间间隔内速度的变化相同,Δv =g Δt ,方向竖直向下,如图所示。
4.平抛运动的轨迹由x =v 0t ,y =12gt 2得y =g 2v 20x 2,为抛物线方程,其运动轨迹为抛物线。
[精典示例][例1] 关于平抛运动,下列说法正确的是( ) A.因为平抛运动的轨迹是曲线,所以不可能是匀变速运动B.平抛运动速度的大小与方向不断变化,因而相等时间内速度的变化量也是变化的,加速度也不断变化C.平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动与竖直方向上的竖直下抛运动D.平抛运动是加速度恒为g 的匀变速曲线运动解析 做平抛运动的物体只受重力,其加速度恒为g ,故为匀变速曲线运动,A 错误,D 正确;相等时间内速度的变化量Δv =g Δt 是相同的,故B 错误;平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动,C 错误。
答案 D[针对训练1] 如图2所示,在光滑的水平面上有一小球A 以初速度v 0运动,同时刻在它的正上方有一小球B 以初速度v 0水平抛出,并落于C 点,忽略空气阻力,则( )图2A.小球A 先到达C 点B.小球B 先到达C 点C.两球同时到达C 点D.无法确定解析 B 球做平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,可知相同时间内水平位移和A 球水平位移相等。
答案 C平抛运动的研究方法及规律[要点归纳]1.平抛运动的研究方法:研究曲线运动通常采用“化曲为直”的方法,即将平抛运动分解为竖直方向上的自由落体运动和水平方向上的匀速直线运动。
2.平抛运动的规律速度 位移 水平分运动 水平速度v x =v 0 水平位移x =v 0t 竖直分运动竖直速度v y =gt竖直位移y =12gt 2合运动大小:v =v 20+(gt )2方向:与水平方向夹角为θ,tan θ=v y v x =gtv 0大小:s =x 2+y 2方向:与水平方向夹角为α, tan α=y x =gt2v 0图示3.平抛运动的几个决定因素 (1)运动时间:由y =12gt 2得t =2yg,可知做平抛运动的物体在空中运动的时间只与下落的高度有关,与初速度的大小无关。
(2)水平位移大小 由x =v 0t =v 02yg知,做平抛运动的物体的水平位移由初速度v 0和下落的高度y 共同决定。
(3)落地时的速度大小v =v 20+v 2y =v 20+2gy ,即落地速度由初速度v 0和下落的高度y 共同决定。
4.平抛运动的两个推论(1)平抛运动某一时刻速度与水平方向夹角为θ,位移与水平方向夹角为α,则tan θ=2tan α。
证明:因为tan θ=v y v 0=gt v 0,tan α=y x =gt2v 0,所以tan θ=2tan α。
(2)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。
证明:如图3所示,P 点速度的反向延长线交OB 于A 点。
图3则OB =v 0t ,AB =PB tan θ=12gt 2·v 0gt =12v 0t 。
可见AB =12OB 。
[精典示例][例2] 物体做平抛运动,在它落地前的1 s 内它的速度与水平方向夹角由30°变成60°,g 取10 m/s 2。
求:(1)平抛运动的初速度v 0; (2)平抛运动的时间; (3)平抛时的高度。
解析 (1)假定轨迹上A 、B 两点是落地前1 s 内的始、终点,画好轨迹图,如图所示。
对A 点:tan 30°=gt v 0① 对B 点:tan 60°=gt ′v 0② t ′=t +1 s③由①②③解得t =0.5 s ,v 0=5 3 m/s 。
(2)运动总时间t ′=t +1 s =1.5 s 。
(3)高度h =12gt ′2=11.25 m 。
答案 (1)5 3 m/s (2)1.5 s (3)11.25 m[针对训练2] (2017·全国卷Ⅰ)发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响)。
速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网,其原因是( )A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大解析 由题意知,两个乒乓球均做平抛运动,则根据h =12gt 2及v 2y =2gh 可知,乒乓球的运动时间、下降的高度及竖直方向速度的大小均与水平速度大小无关,故选项A 、B 、D 均错误;由发出点到球网的水平位移相同时,速度较大的球运动时间短,在竖直方向下落的距离较小,可以越过球网,故选项C 正确。
答案 C与斜面结合的平抛运动问题[要点归纳]在解答平抛运动与斜面的结合问题时除要运用平抛运动的位移和速度规律,还要充分运用斜面倾角,找出位移或速度与斜面倾角的关系,从而使问题得到顺利解决。
常见的模型如下:方法内容斜面总结分解速度水平:v x=v0竖直:v y=gt合速度:v=v2x+v2y分解速度,构建速度三角形分解位移水平:x=v0t竖直:y=12gt2合位移:s=x2+y2分解位移,构建位移三角形[精典示例][例3] (2018·运城高一检测)如图4所示,小球以15 m/s的水平初速度向一倾角为37°的斜面抛出,飞行一段时间后,恰好垂直撞在斜面上。
(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,tan 37°=34)求:图4(1)小球在空中的飞行时间;(2)抛出点距落球点的竖直高度。
思路探究(1)“垂直撞在斜面上”表明小球撞斜面时速度方向与斜面垂直。
(2)若小球的末速度的方向(与水平方向夹角为θ)或位移的方向(与水平方向夹角为α)已知,可应用tan θ=gtv0或tan α=gt2v0列式求解。
解析(1)将小球垂直撞在斜面上的速度分解,如图所示。
由图可知θ=37°,φ=90°-37°=53°。
tan φ=gt v 0,则t =v 0g tan φ=1510×43s =2 s(2)h =12gt 2=12×10×22m =20 m 。
答案 (1)2 s (2)20 m[针对训练3] (多选)在倾角为37°的斜面上,从A 点以6 m/s 的速度水平抛出一小球,小球落在B 点,如图5所示,则以下说法正确的是(g 取10 m/s 2sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)( )图5A.小球在空中飞行时间为0.85 sB.A 、B 两点距离为6.75 mC.小球在B 点时的速度方向与水平方向夹角的正切值为1.5D.到达B 点时的速度为12 m/s解析 如图所示,v x =v 0,v y =gt ,x =v 0t ,y =12gt 2,tan 37°=y x =gt 2v 0,所以t =2v 0tan 37°g =0.9 s ,所以A 错误;A 、B 两点的距离s =v 0tcos 37°=6.75 m ,所以B 正确;小球在B 点,tan α=v y v x =gtv 0=1.5,所以C 正确;到达B 点时的速度v =v 20+(gt )2=117 m/s <12 m/s ,所以D 错误。
答案 BC1. (平抛运动的理解)如图6所示,某同学让带有水的伞绕伞柄旋转,可以看到伞面上的水滴沿伞边水平飞出。
若不考虑空气阻力,水滴飞出后在空中的运动是( )图6A.匀速直线运动B.平抛运动C.自由落体运动D.圆周运动解析若不考虑空气阻力,由于惯性水滴在水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上只受重力做自由落体运动,因此水滴飞出后在空中做平抛运动。
B正确。
答案 B2.(平抛运动规律的应用) (2018·吉林高一检测)如图7所示,在水平路面上一运动员驾驶摩托车跨越壕沟,壕沟两侧的高度差为0.8 m。
g取10 m/s2,则运动员跨过壕沟所用时间为( )图7A.3.2 sB.1.6 sC.0.8 sD.0.4 s解析平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,运动时间由高度决定,由h=12gt2得g=2h g =2×0.810s=0.4 s。