平拋物體的運(yùn)動高中物理教案詳解

第頁共頁平拋物體的運(yùn)動高中物理教案詳解高中物理教案詳解引言平拋物體是指在空氣或真空中，物體受到一定初速度的作用后，沿水平方向飛行，同時垂直方向上受重力的作用，由于受到重力的作用，物體在垂直方向上做自由落體運(yùn)動，因而軌跡呈弧形，這種運(yùn)動被稱為平拋運(yùn)動。平拋運(yùn)動是高中物理中非常重要的一個概念，理解這種運(yùn)動對于我們更好的學(xué)習(xí)物理學(xué)是非常重要的。本文就平拋物體的運(yùn)動，進(jìn)行一次全面、詳盡的解析。理論分析基本概念（1）平拋物體的定義平拋物體是指受到一定初速度的作用后，在水平方向上飛行，且垂直方向上受重力作用，軌跡為拋物線的物體。（2）平拋物體的運(yùn)動平拋物體的運(yùn)動分為水平運(yùn)動和垂直運(yùn)動兩個方向，水平方向的運(yùn)動始終是勻速直線運(yùn)動，而垂直方向的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動。運(yùn)動規(guī)律平拋物體在水平方向上的速度始終是勻速的，而垂直方向上的速度在下落過程中逐漸增加。設(shè)平拋物體初速度為v0，發(fā)射角度為θ，則平拋物體的水平速度v1和垂直速度v2可用以下公式表示：v1=v0cosθ（1）v2=v0sinθ-gt（2）公式1中v0為初速度，θ為發(fā)射角度，cosθ為夾角余弦值，表示復(fù)合運(yùn)動中水平分量在本方向上做勻速直線運(yùn)動。公式2中的v0、θ、g分別表示初速度、發(fā)射角度和重力加速度，sinθ為夾角正弦值，表示復(fù)合運(yùn)動中垂直分量做的自由落體運(yùn)動。g=9.8m/s^2，t表示平拋物體運(yùn)動的時間。平拋運(yùn)動中可以得到運(yùn)動的縱向和橫向兩個方向所用的時間是相同的，所以我們可以用水平方向運(yùn)動的時間t來求時間t下平拋物體下落的高度h。可以根據(jù)自由落體的運(yùn)動學(xué)公式得到:h=v2t-0.5gt^2同樣的，可以用初速度v0和發(fā)射角θ來表示平拋物體在垂直方向上運(yùn)動的時間t與下落的高度h。軌跡規(guī)律平拋物體的軌跡是一個拋物線，根據(jù)上述規(guī)律和公式可知，在任意一個運(yùn)動時刻，平拋物體的位置可以通過x和y坐標(biāo)來表示。設(shè)平拋物體在某一時刻的位置坐標(biāo)為(x,y)，則有：x=v1t（3）y=v2t-0.5gt^2（4）(3)式和(4)式就是各時刻平拋物體的橫縱坐標(biāo)公式，平拋物體的軌跡方程就是由(3)、(4)式形成的函數(shù)y與x的關(guān)系式。根據(jù)拋物線的幾何性質(zhì)可知，對于平拋物體而言：最高點處x坐標(biāo)為0，y坐標(biāo)為：y_max=v0^2sin^2θ/2g，最大的飛行距離為：D=v0^2sin2θ/g，由此可知，若θ為45°，那么發(fā)射高度越高，達(dá)到的最遠(yuǎn)距離就越遠(yuǎn)。實驗設(shè)計為了驗證上面的理論結(jié)論，我們設(shè)計了一個簡單的平拋實驗，主要分為以下幾部分：實驗設(shè)備（1）測量運(yùn)動軌跡的工具：直尺、白紙。（2）測量初速度的工具：彈球儀器、微量天平。實驗步驟（1）實驗前把測量的工具準(zhǔn)備好，將直尺豎直固定在地面上。（2）把彈球儀器豎在直尺上，確保彈球儀器球面和彈球儀器支架垂直。（3）從0°、15°、30°、45°、60°五個不同初速度角的發(fā)射點，以水平方向發(fā)射彈球，并記錄初速度v0、發(fā)射角度θ、彈球在不同位置下落的時間t的數(shù)據(jù)。（4）根據(jù)測量數(shù)據(jù)，可以通過計算出平拋物體的運(yùn)動軌跡方程。（5）通過實驗得到理論計算結(jié)果與實際數(shù)據(jù)的比較結(jié)果。結(jié)論通過理論計算和實驗結(jié)果的對比，我們可以發(fā)現(xiàn)：（1）發(fā)射角度和初速度對平拋物體的運(yùn)動軌跡有著明顯的影響。當(dāng)發(fā)射角度增大時，平拋物體的飛行距離會更遠(yuǎn)，但在最高點的高度會減小。（2）在45°的情況下，平拋物體達(dá)到最遠(yuǎn)距離。（3）實驗測得的數(shù)據(jù)與理論計算結(jié)果比較接近，驗證了平拋物體運(yùn)動的規(guī)律和公式的正確性。平拋物體的運(yùn)動是高中物理中非常重要的一個概念，對于高中物理學(xué)科以及日常生活中的實際運(yùn)用有著重