新教材物理人教版 必修第二冊教案《5拋體運動的規(guī)律》

新教材物理人教版（2019）必修第二冊《5.4拋體運動的規(guī)律》教學(xué)設(shè)計教學(xué)目標：（一）知識與技能1．掌握平拋運動的一般研究方法。2．掌握平拋運動的位移與速度。3．了解斜拋運動的特點和分析方法。4．掌握平拋運動的規(guī)律，會用平拋運動的知識處理實際問題。（二）過程與方法1．掌握平拋運動的特點，能夠運用平拋規(guī)律解決有關(guān)問題．2．通過例題分析再次體會平拋運動的規(guī)律．（三）情感態(tài)度與價值觀1．有參與實驗總結(jié)規(guī)律的熱情，從而能更方便地解決實際問題．2．通過實踐，鞏固自己所學(xué)的知識．教學(xué)重難點：重點：1．分析歸納拋體運動的規(guī)律。難點：1．應(yīng)用數(shù)學(xué)知識分析歸納拋體運動的規(guī)律。教學(xué)過程：一、導(dǎo)入新課：在排球比賽中，你是否曾為排球下網(wǎng)或者出界而感到惋惜？如果運動員沿水平方向擊球，在不計空氣阻力的情況下，要使排球既能過網(wǎng)，又不出界，需要考慮哪些因素？如何估算球落地時速度大??？二、講授新課： （一）平拋運動的速度【教師提問】上節(jié)我們學(xué)習(xí)了平拋運動，同學(xué)們回憶下什么是平拋運動？【學(xué)生回答】物體以一定的初速度沿水平方向拋出，只受重力作用的曲線運動叫平拋運動?！窘處熖釂枴孔銎綊佭\動需要具備什么條件？【學(xué)生回答】①初速度沿水平方向②只受重力作用【教師提問】平拋運動的性質(zhì)是什么？【學(xué)生回答】平拋運動是勻變速曲線運動?！窘處熖釂枴科綊佭\動受力有什么特點？【學(xué)生回答】水平方向：不受力；豎直方向：僅受重力?！窘處熖釂枴垦芯科綊佭\動用什么方法？【學(xué)生回答】【思考討論】一物體以初速度v0水平拋出，不計空氣阻力，經(jīng)過時間t運動到P點，求此時P的速度？以初速度v0的方向為x軸方向，豎直向下的方向為y軸方向，建立平面直角坐標系1．水平方向的速度分析（1）由于物體受到的重力是豎直向下的，它在x方向的分力是0，根據(jù)牛頓運動定律，物體在x方向的加速度是0，所以水平方向做勻速直線運動。（2）由于物體在x方向的分速度vx在運動開始的時候是v0，所以它將保持v0不變，與時間t無關(guān)，即：vx=v0。2．豎直方向上的速度（1）在y方向受到的重力等于mg。以a表示物體在y方向的加速度，應(yīng)用牛頓第二定律，得到mg＝ma，所以a＝g，即物體在豎直方向的加速度等于自由落體加速度。（2）物體的初速度v0沿x方向，它在y方向的分速度是0，所以，物體在y方向的分速度vy與時間t的關(guān)系是：vy＝gt3．平拋運動的速度根據(jù)矢量運算法則，由勾股定理可知：速度大小速度的方向（二）平拋運動的位移與軌跡【思考討論】一物體以初速度v0水平拋出，不計空氣阻力，經(jīng)過時間t運動到P點，求此時P的位移？1．水平方向的位移根據(jù)水平方向做勻速直線運動：由vx＝v0得x=v0t2．豎直方向上的位移根據(jù)自由落體運動的知識可知，做平拋運動的物體的豎直分位移與時間的關(guān)系是：y=gt2/23．位移大小4．位移方向：5．平拋軌跡由x=v0t（1）y=gt2/2（2）物體的位置是用它的坐標x、y描述的，所以，（1）（2）兩式確定了物體在任意時刻t的位置和位移。物體的位置和位移可以由x、y確定，物體的軌跡方程也可以由x、y確定。從（1）式解出t＝v0/x，代入（2）式，得到：在這個式子中，自由落體加速度g、物體的初速度v0都是常量，也就是說，這個量與x、y無關(guān)，因此（3）式具有y＝ax2的形式。根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知，它的圖像是一條拋物線?！窘處熆偨Y(jié)】平拋運動的幾個結(jié)論：（1）動時間t=，即物體在空中的飛行時間僅取決于下落的高度，與初速度v0無關(guān)。（2）地的水平距離x=v0，即落地的水平距離與初速度v0和下落高度h有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)。（3）地速度v=，即落地速度也只與初速度v0和下落高度h有關(guān)。（4）做平拋（或類平拋）運動的物體，設(shè)其末速度方向與水平方向的夾角為α，位移方向與水平方向的夾角為θ，則在任意時刻、任意位置有tanα=2tanθ。（5）做平拋（或類平拋）運動的物體在任意時刻的瞬時速度的反向延長線一定通過此時水平位移的中點。平拋運動的應(yīng)用：分析思路：（1）選取研究對象。（2）通過受力分析和運動分析，建立物理模型。（3）建立直角坐標系，將平拋運動的合速度（或合位移）分解（知道合速度大小或方向分解速度、知道合位移大小或方向分解位移）。（4）列式求解（抓住步驟3兩個分運動的時間相等這一關(guān)鍵條件）。平拋運動中的臨界與極值問題：（1）通過關(guān)鍵詞來判斷臨界點、極值點①有些題目中有“剛好”“恰好”“正好”等字眼，明顯表明題述的過程中存在著臨界點。②若題目中有“取值范圍”“多長時間”“多大距離”等詞語，表明題述的過程中存在著“起止點”，而這些“起止點”往往就是臨界點。③若題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明題述的過程中存在著極值，這些極值點也往往是臨界點。（2）分析處理方法①確定臨界狀態(tài)及臨界軌跡，并由此列出符合臨界條件的物理方程。②注意恰當運用數(shù)學(xué)知識分析求解臨界與極值問題。（三）一般的拋體運動【教師引導(dǎo)】如果物體拋出時的速度不是沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方的(這種情況稱為斜拋)，它的受力情況是什么樣的?加速度又如何?【學(xué)生討論】它的受力情況與平拋完全相同，即在水平方向仍不受力，加速度仍是0；在豎直方向仍只受重力，加速度仍為g．【教師提問】實際上物體以初速度v沿斜向上或斜向下方拋出，物體只在重力作用下的運動，如何表示?與平拋是否相同?【學(xué)生回答】斜拋運動沿水平方向和豎直方向初速度與平拋不同，分別是vx=vcosθ和vy=sinθ.由于物體運動過程中只受重力，所以水平方向速度vx=vcosθ保持不變，做勻速直線運動；而豎直方向上因受重力作用，有豎直向下的重力加速度g，同時有豎直向上的初速度vy=sinθ，因此做勻減速運動(是豎直上拋運動，當初速度向斜下方，豎直方向的分運動為豎直下拋運動)，當速度減小到0時物體上升到最高點，此時物體由于還受到重力，所以仍有一個向下的加速度g，將開始做豎直向下的加速運動．因此，斜拋運動可以看成是水平方向速度為vx=vcosθ的勻速直線運動和豎直方向初速度為vy=sinθ的豎直上拋或豎直下拋運動的合運動．【教師引導(dǎo)】斜拋運動分斜上拋和斜下拋(由初速度方向確定)兩種，下面以斜上拋運動為例討論．斜拋運動的特點是什么?【學(xué)生回答】特點：加速度a=g，方向豎直向下，初速度方向與水平方向成一夾角θ斜向上，θ＝90°時為豎直上拋或豎直下拋運動θ=0°時為平拋運動．【教師引導(dǎo)】常見的處理方法：①將斜上拋運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋運動，這樣有由此可以得到哪些特點?【師生總結(jié)】由此可得如下特點：a．斜向上運動的時間與斜向下運動的時間相等；b.從軌道最高點將斜拋運動分為前后兩段具有對稱性，如同一高度上的兩點，速度大小相等，速度方向與水平線的夾角相同．②將斜拋運動分解為沿初速度方向的斜向上的勻速直線運動和自由落體運動兩個分運動，用矢量合成法則求解．③將沿斜面和垂直斜面方向作為x、y軸，分別分解初