高中物理《5_3 平抛物体的运动》教案 新人教必修2

《平抛物体的运动》
教学目标
1．知识目标
（1）知道平抛运动的运动特点是具有水平方向的初速度，运动过程中只受重力作用，理解平抛运动的定义。

（2）理解平抛运动的运动规律，掌握其分解方法。

（3）知道平抛运动是匀加速曲线运动，并能运用其规律解决相关问题。

2．能力目标
（1）利用已知的直线运动规律去分析复杂的曲线运动规律，渗透物理学“化曲为直，化繁为简”的方法及“等效替代，正交分解”的思想方法。

（2）在学习知识的过程中进行科学研究过程的教育。

3．情感目标
（1）通过多次在不同高度下重复实验，进行共性分析、归纳分类，达到鉴别结论的教育目的，同时进行理论与实际相结合的教育。

（2）在学习平抛运动的规律过程中，自始至终贯彻“力与物体运动的关系”的教育，以渗透爱国主义教育和努力学习、锲而不舍的学习精神。

教学的重点、难点
1．重点
平抛运动的运动规律及研究过程。

2．难点
平抛运动的研究思路及研究过程。

主要教学过程及教与学的互动设计
导入新课
导语：在前面学习直线运动时，我们学习到将物体无初速度释放后若物体只受重力作用下的运动是自由落体运动，自由落体运动是一种匀加速直线运动。

那么，请大家思考这样一个问题：物体在空中只受重力的运动是否都是直线运动呢？
讨论：学生从生活感受中纷纷回答说物体在空中除了做直线运动外也是有可能做曲线运动的。

总结：物体做什么样的运动应取决于物体的初速度和加速度。

当物体的初速度方向与加速度方向在一条直线上时，物体就做直线运动，比如：自由落体运动和竖直上抛运动。

当物体的初速度方向与加速度方向不在一条直线上时，物体就做曲线运动，比如：将手中粉笔头随手抛出后的运动。

（演示）
导入：今天我们要学习的就是物体在空中只受重力作用的一种特殊的曲线运动——平抛运动。

新课教学
1、平抛运动的定义
提问：什么叫平抛运动呢？
演示（将手中粉笔头随手斜抛出去。

）
提问：粉笔头在空中的运动是平抛运动吗？
学生回答：不是平抛运动。

平抛运动应该是将物体水平抛出去。

小结：平抛运动，顾名思义，就是将物体以一定初速度水平抛出去，不考虑空气阻力，在空中只受重力的运动。

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2、研究平抛运动的运动规律
引出问题：平抛运动是一种只受重力的曲线运动，相对于只受重力的直线运动而言，其运动规律更加复杂一些，那么我们该从哪方面着手去分析这种运动呢？
提示：我们大家都知道，再大的数字都是由1构成的，再复杂的运动都是由基本运动组合而成的，
平抛这种复杂的曲线运动自然也可以视为是一些基本运动组合而成的，那么我们首先要考虑的就是平抛是由哪几种基本运动组合的呢？
进一步提示：物体会做什么特点的运动，是取决于物体的初速度和物体所受到的合外力，我们首先从这一点入手对平抛运动进行分析。

提问：物体平抛后在运动过程中只受到竖直向下的重力，这直接影响了它的运动规律。

请大家回想一下，在我们所熟悉的运动中有没有哪种运动和平抛一样，运动中只受重力？
回答：物体做自由落体和竖直上抛运动时都只受重力。

小结：在自由落体和竖直上抛中，自由落体是最基本的只受重力的直线运动。

因此，想到了这一点，就难免会让人进一步产生联想：平抛运动和自由落体运动有相同的受力特点，而受力特点会直接影响物体的运动规律，那么它们的运动规律是否有相同之处呢？为了解答这个疑问，请大家看到前面这个实验仪器——平抛竖落仪。

（简介平抛书竖落仪的主要构造，指明该实验仪器是比较平抛运动和自由落体运动的装置，并且强调要求在教师演示实验中，学生要注意“听”两球落地的声音，看是否同时落地）
演示：在离地不同高度处演示实验3—4次。

学生观察实验：无论在任何高度，两小球都是同时出发，同时着地，运动时间相同。

提问：两小球做不同的运动，但是落地时间又相同，这个现象说明了什么呢？
讨论：说明了两小球在空中运动过程中任意时刻都在相同高度处，也说明了它们的竖直方向分运动完全相同。

（1）两小球从任一相同高度同时出发同时着地，说明它们时刻在同一高度。

（2）只有当两小球竖直方向的运动规律完全相同时，才会出现这种现象。

结论：平抛运动的竖直分运动就是自由落体。

引出问题：自由落体运动是平抛运动的一个分运动，那么平抛运动的另外一个分运动是什么呢？（出示平抛运动的频闪网格照片，并简单介绍频闪照片的特点是每隔相同的时间留下一个小球的运动位置）请同学们找到课本上的频闪网格照片，利用手中的直尺测量每相同时间间隔内小球的水平位移，然后前后排同学相互讨论，确定平抛运动的另外一个分运动。

学生讨论：（1）小球每相同时间内的水平位移相同。

( 2 ) 水平方向的分运动为匀速直线运动。

小结：种种实验数据都向我们显示平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，水平分运动为匀速直线运动。

我们得到这个结论是来自于实验数据，其实，我们也可以从理论上对平抛运动做个分析，这样可以对平抛运动规律的理解真正做到有理有据，清清楚楚。

通过前面的学习，同学们已经知道任何物体的运动规律都是由它的初速度和加速度共同决定的，而平抛运动的初速度和加速度情况我们大家是很清楚的，那么接下来就请同学们从理论上对平抛运动的运动规律进行分析。

（学生自己分析、分组讨论、作出小组结论）
学生结论：（1）竖直方向上：初速度v y = 0，F y = mg，a y = g →自由落体运动（2）水平方向上：初速度v x = v0，F x = 0， a x = 0 →匀速直线运动
总结：研究平抛运动的运动规律，可以将其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，两分运动同时发生，同时结束（同时性），互不干涉（独立性）。

3、总结平抛运动的运动规律
（1）求解平抛运动的加速度a
水平方向：a x = 0
竖直方向：a y = g
合加速度a = g，方向竖直向下。

（2）求解平抛运动的速度v
水平方向：v x = v0
竖直方向：v y = gt
合速度v = (v y²+ v x ²)½，方向与水平方向成θ角，且tanθ= v y/ v x= gt / v0。

（3）求解平抛运动的位移s
水平方向：x = v0t
竖直方向：y = 1/2* gt²
合位移s = (y²+ x²)½，方向与水平方向成β角，且tanβ= y/ x= gt / 2v0。

提问：位移方向和速度方向相同吗？
讨论：不相同，而且tanθ= 2tanβ
4、运用平抛运动的运动规律解决相关问题
例：将距水平地面高为20m的一个铁球，以15m/s的速度水平抛出，求：（1）铁球落地时的速度?
(2)铁球的位移?(g取10m/s2)
点拨：解题思路
（1）根据y = 1/2* gt²变形先求出铁球在空中的运动时间。

（2）根据速度和位移公式将运动时间带入求解。

学生活动：结合解题思路独自写出解题过程。

投影（略）
小结：运用平抛运动规律解题的一般思路
（1）将平抛运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动。

（2）规定正方向，建立直角坐标系。

（3）画出速度和位移的分解图。

（4）运用分运动、合运动的规律解决平抛运动问题。

总结反思
1．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。

（2）平抛运动的特点：初速度水平、仅受重力（也是物体做平抛运动的条件）。

2．平抛运动的运动规律
（1）水平方向做速度为v0的匀速直线运动。

（2）竖直方向是初速度为0，加速度为g的自由落体运动。

3．所有的曲线运动都能像平抛运动一样分解为两个直线运动吗？从理论上来说是可以的，但是从方便解题的方面来看，有的曲线运动不宜于分解，比如将要学习到的
圆周运动，就是直接从圆周运动的特点找其运动规律更为简洁。

课后练习（略）
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