【新教材精创】5.4 抛体运动的规律 教学设计（1）-人教版高中物理必修第二册.docx

1、第五章抛体运动第4节抛体运动的规律本节是人教版必修2第五章第4节的内容，“平抛物体的运动”是一种比较基本的曲线运动，是运动的合成和分解知识的第一个具体实例应用，是研究抛体运动及其他曲线运动的前提，也是研究带电粒子在电场中运动的基础，在高中物理中从知识、方法和物理思想上讲都有极其重要的地位。物理观念：用“演绎推理”的方法生成平抛运动的规律，使学生亲历物理观念建立的过程。科学思维：利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动，渗透“化曲为直”“化繁为简”“等效替换”等重要的物理思想。科学探究：通过实例分析再次体会平抛运动的规律。科学态度与责任：通过对平抛运动的规律的建立，增强学生学习物理的兴趣，感

2、受学习成功的快乐。1.重点：平抛运动、抛体运动的特点和规律，应用平抛运动、抛体运动规律解决实际问题。2.难点：让学生能根据运动合成与分解的方法探究出平抛运动和斜抛运动的一般规律。PPT【新课导入】思考：动物管理员在森林里寻找到了一只丢失的猴子，立即用麻醉枪水平地射击，设子弹从枪口水平射出的瞬间，精明的猴子便从静止开始自由下落猴子跑掉了吗？为什么？【新课讲授】一、平抛运动的特点和分解1、运动特点（1）只受重力；（2）初速度沿水平方向与重力垂直;（3）曲线运动2、平抛运动的分解-运动的合成与分解（1）平抛运动可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。（2）两个分运动既具有独立性，又具

3、有等时性。二、平抛运动的速度以初速度v0的方向为x轴方向，竖直向下的方向为 y 轴方向，建立平面直角坐标系分析（1）由于物体受到的重力是竖直向下的，它在x方向的分力是0，根据牛顿运动定律，物体在x方向的加速度是0，所以水平方向做匀速直线运动。（2）由于物体在x方向的分速度vx在运动开始的时候是v0，所以它将保持 v0 不变，与时间t无关，即：vx = v02、竖直方向上的速度（1）在y方向受到的重力等于mg。以a表示物体在y方向的加速度，应用牛顿第二定律，得到mgma，所以ag，即物体在竖直方向的加速度等于自由落体加速度。（2）物体的初速度v0沿x方向，它在 y方向的分速度是0，所以，物体在y

4、方向的分速度vy与时间t的关系是：vygt3、平抛运动的速度根据矢量运算法则，由勾股定理可知：速度大小速度的方向 【典型例题】1.将一个物体以10 m/s的速度从10 m的高度水平抛出，落地时它的速度方向与水平地面的夹角是多少？不计空气阻力，g取10 m/s2分析：物体在水平方向不受力，所以加速度的水平分量为0，水平方向的分速度是初速度v010 m/s；在竖直方向只受重力，加速度为g，初速度的竖直分量为0，可以应用匀变速直线运动的规律求出竖直方向的分速度。按题意作图如下，求得分速度后就可以求得夹角。解：以抛出时物体的位置O为原点，建立平面直角坐标系，x轴沿初速度方向，y 轴竖直向下。落地时，物

5、体在水平方向的分速度vxv010 m/s根据匀变速直线运动的规律，落地时物体在竖直方向的分速度vy满足以下关系vy202gh由此解出： 即：=55物体落地时速度与地面的夹角是55三.平抛运动的位移与轨迹1、水平方向的位移:根据水平方向做匀速直线运动：由vxv0 得x = v0t2、竖直方向上的位移:根据自由落体运动的知识可知，做平抛运动的物体的竖直分位移与时间的关系是 ：3、位移大小4、位移方向：5、平抛轨迹:由 x=v0t（1） （2）物体的位置是用它的坐标x、y描述的，所以，（1）（2）两式确定了物体在任意时刻t的位置和位移。物体的位置和位移可以由x、y确定，物体的轨迹方程也可以由x、y确

6、定。消去t得：,平抛运动的轨迹是一条抛物线。求位移的常见思路：化曲线运动为直线运动平抛运动的结论：(1)平抛运动的时间：t，只由高度决定，与初速度无关.(2)水平位移(射程)：xv0tv0，由初速度和高度共同决定.(3)落地速度：v，与水平方向的夹角为，tan ，落地速度由初速度和高度共同决定平抛运动的两个推论：(1)做平抛运动的物体在某时刻，其速度方向与水平方向的夹角为，位移与水平方向的夹角为，则有tan 2tan .证明：如图所示，tan ，tan 所以tan 2tan .(2)做平抛运动的物体在任意时刻的速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点.证明：xAv0t，yAgt2，vygt，

7、又tan ，解得xAB. 【典型例题】2.如图所示，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v02 m/s的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离h20 m，空气阻力忽略不计，g取10 m/s2。（1）求小球下落的时间。（2）求小球释放点与落地点之间的水平距离。答案：（1）2s （2）4m【典型例题】3.如图所示，以v0=10m/s的水平初速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直撞在倾角为30的斜面上。求物体飞行的时间（g取10m/s2）答案：小结：如果已知物体做平抛运动过程中某时刻的速度与斜面垂直，可运用分解速度的方法，关键是找到速度方向与斜面倾角的关系，通过可

8、求出运动的时间。【典型例题】4.如图所示，在倾角为的斜面上以初速度v0 水平抛出一物体，物体刚好落在斜面上的B点，求物体飞行的时间。答案：小结：如果从斜面抛出的物体又落到斜面上，则位移平行于斜面，可运用分解位移的方法，关键是找到位移与斜面倾角的关系，通过可求出运动的时间。不论物体抛出时初速度为多大，落点处的速度方向都相同。当物体速度方向与斜面平行时，物体距离斜面最远。三.一般的抛体运动1、斜抛物体被抛出时的速度v0不沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方，在运动过程中只受重力，这种情况常称为斜抛。2、特点（1）在水平方向不受力，加速度是0；（2）在竖直方向只受重力，加速度是g。3、斜抛物体的速度：

9、初速度v0与水平方向的夹角为(1)水平方向分速度vxv0cos;(2)竖直方向分速度vyv0sin。4、斜抛物体的轨迹水平位移：x=v0cost竖直位移：y= v0sint-gt2消去t得：斜抛运动的轨迹也是一条抛物线5.斜抛运动的对称性(1)时间对称：相对于轨迹最高点，两侧对称的上升时间等于下降时间.(2)速度对称：相对于轨迹最高点，两侧对称的两点速度大小相等.(3)轨迹对称：斜抛运动的轨迹相对于过最高点的竖直线对称.6.斜抛运动的结论：（1） 落回同一水平面的时间：t，由竖直方向上的运动决定。（2）射程：水平射程为xvxt，（3）射高：竖直上抛的最大高度，为y思考与讨论：物体在空气中运动时

10、，速度越大，阻力也越大，所以，研究炮弹的运动时就不能忽略空气阻力。根据你的推测，炮弹运动的实际轨迹大致是怎样的？炮弹由于空气阻力，水平方向将做变减速直线运动，在竖直方向上升、下降过程中加速度大小并不相等，所以实际轨迹不再是抛物线，由于空气阻力的影响，射程和射高都减小了。【典型例题】5.（双选）下列运动是斜抛运动的是（ ）A在忽略空气阻力的情况下，踢出的足球B被风吹动斜向上升起的氢气球C在忽略空气阻力的情况下，投出的标枪D从飞机上投下的炸弹解析：根据斜抛运动的定义，将物体以一定的初速度沿斜上方（或斜下方）抛出，仅在重力作用下物体所做的运动就叫做斜抛运动。被风吹动斜向上升起的氢气球，空气作用力较大不能忽略；从飞机上投下的炸弹，速度方向水平，不是斜抛运动。答案：AC【典型例题】6.关于斜抛运动，下列说法正确的是（ ）A斜抛运动是匀变速曲线运动B斜抛运动是非匀变速曲线运动C斜抛运动是加速度逐渐增大的曲线运动D斜抛运动是加速度逐渐减小的曲线运动解析：斜抛运动只有重力作用，故加速度恒为 g，是匀变速运动，又因为斜抛运动的初速度与重力不在同一直线上，故斜抛运动是曲线运动，A 正确。