高中物理 15《斜抛物体的运动》1教案 粤教版必修2.docx

高中物理 15《斜抛物体的运动》1教案 粤教版必修2.docx

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高中物理15《斜抛物体的运动》1教案粤教版必修2

2019-2020年高中物理1.5《斜抛物体的运动》1教案粤教版必修2

教学课题

《斜抛物体的运动》

学习任务分析

本课题是在学完运动的合成与分解、竖直方向上的抛体运动和平抛运动的基础上,来探究斜抛运动的问题。

不仅使学生对抛体运动有完整的认识，且能进一步理解运动的独立性、运动的合成与分解。

对斜抛运动可以从运动轨迹和射高、射程两方面理解。

斜抛运动的运动轨迹是一条抛物线，可以把斜抛运动看成是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的竖直上抛运动的合运动；射高与射程和初速度及抛射角有关。

斜抛运动是学生生活中比较熟悉的现象，因此教学时尽量贴近生活，从生活中来，到生活中去，在教学过程尽量创设情景让学生有切身的体会，以加深对斜抛运动的理解。

重点难点分析

重点：

1.斜抛运动的规律的推导。

2.用运动的的合成与分解方法处理斜抛运动。

难点：

1.斜抛运动的规律的推导。

2.影响射高、射程的因素。

学情分析

学生已学过用运动的合成与分解来研究平抛运动，知道在研究曲线运动时可采用化曲为直的方法，但不是很熟悉；虽然日常生活中常见斜抛运动，能知道斜抛运动的轨迹是抛物线，但不知道射程与射高，也不知射程与射高和初速度及抛射角有关。

教学

目标

知识与技能

1.知道斜抛运动，知道斜抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动。

2.通过实验探究斜抛运动的射高和射程跟初速度和抛射角的关系，并能将所学的知识应用到生产、生活中。

3.了解弹道曲线。

过程

与方法

1.经历斜抛运动的探究过程，尝试运用科学探究的方法研究和解决斜抛运动问题。

2.能运用运动的合成与分解方法解决日常生活中有关的斜抛问题，培养理论联系实际、运用理论解决实际问题的能力。

3.尝试通过物理实验解决实际问题，在实验中能考虑实验的变量及其控制方法。

情感态度与价值观

使学生领略斜抛运动的对称与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲；通过对斜抛运动规律的探究，培养学生探究自然界奥秘的热情，并从中体验到探究过程中的艰辛与喜悦；使学生勇于探究日常生活有关的斜抛问题；通过合作实验认识到合作的重要性，培养合作意识，在合作中能坚持原则又尊重他人，具有团队精神。

教学媒体运用

1.频闪照片、铁架台、细玻璃容器、静脉注射针头、演示用量角器、直尺、水槽、铁夹子、红色稀释水。

2．计算机、投影仪。

3．视频录像剪辑。

教学演示课件

教学程序设计

教

学

程

序

教师活动

学生活动

教学

资源

创

设

情

境

引

入

新

课

播放一段视频（视频展示在各种不同情况下向垃圾桶投掷易拉罐的情形）。

视频播放完后引入本节新课：

师：

各位同学大家好，在日常生活中的某些时候，我们也可以象视频中的这些小伙子们一样，挥手间就使得易拉罐在空中划出近乎完美的曲线后进入回收箱。

同学们可曾意识到，这些细节里蕴藏了丰富的物理学知识，今天，我们就来探究一下易拉罐在空中所完成的运动——斜抛运动。

学生观看视频（斜抛运动）。

视频

新

课

教

学

复习：

曲线运动、平抛运动

师：

同学们，我们在前几节课中学习了抛体运动和抛体运动的三个具体实例——竖直下抛运动、竖直上抛运动和平抛运动，那么，大家能不能告诉我？

什么是抛体运动？

（学生回答：

将物体以一定的初速度向空中抛出，仅在重力作用下物体所做的运动叫做抛体运动。

）

师：

在日常生活中，还有一些运动，既不是竖直下抛运动、又不是竖直上抛运动，更不是平抛运动，比如，节日夜空中绽放的礼花、篮球比赛中被投向篮框的篮球和被推出去的铅球等，我们把这一类运动的理想化状态称为斜抛运动。

请看视频（播放视频），

请同学们根据以下几个问题进行讨论、交流。

1.礼花刚在空中散开时；篮球、铅球刚要在空中运动时，是否具有一定的初速度？

2.这个初速度是沿水平方向还是其他方向？

[板书]1.斜抛运动：

以一定的初速度将物体与水平方向成一定的角度斜向上抛出，物体仅在重力作用下所做的曲线运动。

3.铅球及篮球在空中的运动轨迹是什么样的？

4.这些物体在空中运动的过程中受到什么力的作用？

引导学生分析并归纳得出斜抛运动的概念。

引导学生回答：

将物体以一定的初速度向空中抛出，仅在重力作用下物体所做的运动叫做抛体运动。

（可以用竖直下抛、竖直上抛、平抛运动引导）

学生对问题进行讨论、交流。

分析并归纳得出斜抛运动的概念：

以一定的初速度将物体与水平方向成一定的角度斜向上抛出，物体仅在重力作用下所做的曲线运动叫斜抛运动。

在这里忽略空气阻力对物体运动的影响，这是一种理想情况。

投影问题

[讲述]：

如果用带有频闪照相技术将小球做斜抛运动的过程拍摄下来就得到频闪照片，从照片中可看出这是一条对称的曲线，我们把这样的曲线称为抛物线。

用什么方法研究这类运动较方便？

投影频闪照片

（回顾）师：

带着这样的问题，我们来回顾一下前面已学过的平抛运动也是曲线运动，我们是用什么方法来研究、分析的？

有的学生答化曲为直，有的学生答用分解，有的不知道该怎样回答。

[讲述]：

根据运动的独立性，把平抛运动正交分解为沿水平方向的匀速直线运动和沿竖直方向的自由落体运动。

同学们可否来探究一下，为何我们要把平抛运动沿竖直方向和水平方向分解？

我们可否采用类似的方法研究斜抛运动？

（复习平抛运动的处理方法）

引导学生探究：

因为平抛运动只受竖直方向的重力作用，在竖直方向上的运动与自由落体运动相同，水平方向不受力的作用，根据运动的等时性和独立性，可以把平抛运动沿竖直方向和水平方向分解。

根据斜抛运动的定义，斜抛运动也是物体仅在重力作用下的曲线运动。

故可以采用类似的方法研究斜抛运动。

新

课

教

学

将频闪照片和印有方格坐标的薄纸分给学生，让学生按要求进行分析。

要求：

1.将塑料纸覆盖在频闪照片上，用描迹法在塑料纸上画出斜抛运动的轨迹图.

2.在坐标纸上建立平面直角坐标系，画出小球所受的力。

3.标出小球的初速度V0方向，并将初速度V0进行正交分解，讨论、分析小球沿水平方向及竖直方向各做什么样的运动。

学生探究：

将塑料纸覆盖在频闪照片上，用描迹法在塑料纸上画出斜抛运动的轨迹图，并以抛出点为原点建立平面直角坐标系，画出小球所受的力及初速度方向，将初速度V0进行正交分解，和同桌讨论、分析小球沿水平方向及竖直方向各做什么样的运动。

每组一张频闪照片和一张印有方格坐标的透明塑料纸

取几份学生做的分析图进行投影，并根据学生所做图的情况，在黑板上画出正确的图,引导学生对小球沿水平方向及竖直方向所做的运动进行分析。

[板书]

2.斜抛运动分解为:

水平方向——匀速直线运动

竖直方向——竖直上抛运动

分析归纳得出：

1物体抛出方向与X轴正方向之间的夹角称为抛射角，用θ表示。

2斜抛运动物体在水平方向不受力，以水平初速度VX做匀速直线运动；在竖直方向有方向向上的初速度vy，且受到重力的作用，因此做初速度为vy的竖直上抛运动。

投影学生做的分析图

引导学生推导出速度公式和位移公式来描述斜抛运动规律。

[板书]3.

学生在老师的引导下推导速度和位移公式。

[讲述]：

师：

从公式中可看出：

当vy=0时，小球达到最高点，所用时间；小球自最高点自由落下所需时间，与上升到最高点所需时间相等，因此小球飞行时间为。

小球能达到的最大高度（h）叫做射高；从抛出点到落地点的水平距离（s）叫做射程。

[板书]

新

课

教

学

[讲述]师：

我们知道，铅球、标枪、铁饼在空中的运动在忽略空气阻力等因素的情况下，所做的运动为斜抛运动。

在田径运动会上，运动员投掷铅球、标枪、铁饼，都会非常注意投掷的角度。

如果你参加学校田径运动会的投掷比赛，你知道怎样才能投掷得更远吗？

让学生先猜想、议论再请两个学生上台做游戏，一个用玩具手枪从同一水平线上的不同角度、不同的位置做射击，同时另一个学生剪断吊玩具熊的细线。

从游戏中看到的现象是：

子弹不一定能打中玩具熊；能否射中与初速度v0、抛射角θ及射程有关。

[讲述]师：

根据公式可以得出，斜抛运动中的射高和射程的大小与初速度v0、抛射角θ有很大的的关系，我们用实验进行探究。

探究实验一：

探究射高、射程与初速度的关系。

（引导学生：

在实验中采用控制变量法，即先保持抛射角θ不变，探究射高、射程与初速度的关系；再保持初速度v0不变，探究射高、射程与抛射角的关系。

）

1.探究射高h和射程s与初速度v0的关系：

（1）细玻璃容器内装有红墨水，用橡皮塞塞紧容器口，倒置于铁架台上；用注射针头连接软管组成喷水嘴。

（2）将木尺、量角器及喷水嘴固定在铁架台上，（喷水口与水平木尺等高，且尽量让容器口离固定点远点）在木尺末端的地面上放一水槽，如图所示。

3保持喷水嘴方向不变，即抛射角不变，观察随着容器中水位的降低，喷出水流的初速度减小，水流的射程、射高的变化。

实验现象：

初速度减小，水流的射程和射高都变小。

探究实验器材：

细玻璃容器、注射针头、演示用量角器、直尺、铁架台、水槽等。

投影实验图

新

课

教

学

探究实验二：

探究射高、射程与抛射角的关系。

2.探究射高h和射程s与抛射角θ的关系。

（1）将实验一的细玻璃容器、注射针头取下，改装，从小到大逐渐改变喷水嘴的与方向，观察水流的射程和射高的变化。

实验现象：

在抛射角小于450范围内，随着抛射角的增大，水流的射程增大，射高也增大；当抛射角等于450时，射程达到最大；当抛射角超过450，随着抛射角的增大，射程反而减小，射高仍增大；当抛射角等于900时，射程为0，而射高达到最大；抛射角等于300和等于600时，射程一样。

探究实验器材：

细玻璃容器、注射针头、演示用量角器、直尺、铁架台、水槽等。

投影实验图

归纳实验结论：

斜抛运动中的射高和射程的大小与初速度和抛射角都有关，且初速度不变，当抛射角等于450时，射程达到最大。

[板书]4.影响射高和射程的因素:

初速度、抛射角

讲述：

自然界里许多动物虽然不懂什么是射高、什么是射程，却在不自觉地在应用，比如青蛙跳跃时，常常取45°角，以便跳得更远。

如图所示。

学生观看图片。

投影青蛙跳的图片。

[讲述]弹道曲线，师：

实际上，在物体运动的过程中，特别是物体运动初速度很大时，其飞行的射高和射程比理论来得小。

投影图片

新

课

教

学

设问：

为什么实际上物体在运动过程中的射程和射高都比理论上来得小？

引导学生进行分析。

学生先议论，师生再共同分析：

在前面讨论斜抛运动时，忽略了空气阻力的影响，如当物体的初速度较小时就可以忽略空气阻力的影响；当物体的初速度很大时，如射出的子弹、炮弹，空气阻力的影响很大，既影响了射高，也影响了射程，子弹或炮弹的运动轨迹不再是抛物线，通常称为弹道曲线。

如图所示。

投影弹道曲线图

问题讨论：

在一次投篮游戏中，小刚同学调整好力度，将球从A点向篮筐B投去，结果球如图所示划着一条弧线飞到篮筐后方，已知A、B等高，请问：

（1）下次再投时，他应如何调整？

（2）若保持力度不变，要把球投入篮筐，他有几种投法？

小结

并布置作业

作业：

1.课本P23的作业。

2.课后找一个球，练习从不同角度及不同的速度进行投掷，体验射程、射高与抛射角及初速度的关系。

根据学生的讨论，对本节课所学的知识进行小结：

1.斜抛运动是曲线运动，可以把斜抛运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动。

2.斜抛运动的射高、射程跟初速度和抛射角有关。

投影问题

教学流程图

教学反思

2019-2020年高中物理1.5《法拉第电磁感应定律的应用

（一）》学案粤教版选修3-2

一.法拉第电磁感应定律

1、内容：

电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比

2、公式：

3、理解法拉第电磁感应定律应注意

（1）Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的区别

Φ磁通量为状态量，指“线圈在某—位置（某一时刻）的磁通量”；

ΔΦ磁通变化量为过程量，指“线圈从某一位置到另一位置过程中（某段时间内）的磁通变化量”；磁通量的变化量一般有三种情况：

当回路面积S不变的时候，；

当磁感应强度B不变的时候，；当回路面积S和磁感应强度B都不变，而他们的相对位置发生变化（如转动）的时候，（S1是回路面积S在与B垂直方向上的投影的变化量）．

ΔΦ/Δt磁通变化率也是状态量，它是描写磁通量变化快慢的物理量，等于磁通变化量与完成这一变化所用时间的比值。

磁通量通常为时间的函数，这一函数如果存在最大值和最小值，则磁通量最大的时刻，磁通的变化率一定为零。

（2）公式适用于回路磁通量变化的的情况，但是回路不一定要闭合。

（3）公式中,若△t取一段时间,则E为△t这段时间内的平均值，要注意的是当磁能量的变化率不是均匀变化时，平均电动势一般不等于初态与末态电动势的算术平均值。

若△t趋近于零，则E为瞬时值。

（4）ΔΦ不能决定E的大小，ΔΦ/Δt才能决定E的大小，而ΔΦ/Δt与ΔΦ之间无大小上的必然联系。

（5）当ΔΦ仅由B的变化引起时，，当ΔΦ仅由S的变化引起时，则。

4、导体做切割磁感线运动时产生感应电动势

（1）公式推导，如图1当导体由ab匀速移动到a1b1时，ΔS=L·v·Δt，Δφ=B·ΔS=BLvΔt，由得E=BLv

（2）E=BLv中，v是导体垂直切割磁感线时的速度，L是做切割磁感线运动的部分导体的长度，此式只适用于BLv三者相互垂直的情况。

（3）若导线是曲折的，或L、V与B不是两两垂直，则L应是导线的有效切割长度。

如图2所示三种情况下感应电动势相同。

（4）导体转动切割磁感线产生感应电动势．

当导体在垂直于磁场的平面内，绕一端以角速度ω匀速转动，切割磁感线产生感应电动势时，如图3所示．E=BLV中=BL2ω/2．式中的V中为导体杆中心的转动线速度。

（5）两种方法求感应电动势的比较

是求整个回路的总电动势,并且求出的是△t时间内的平均感应电动势,而公式E=BLV求出的只是切割磁感线的那部分导体中的感应电动势,不一定是回路中的总感应电动势,并且它一般用于求某一时刻的瞬时感应电动势.

二．典型例题

例1、有一面积为S=100cm2的金属环，电阻为R=0.1Ω，环中磁场的变化规律如下图4所示，且磁场方向垂直纸面向里，在t1到t2时间内，通过金属环的电量是多少？

〖解析〗由图象可知，磁感应强度的变化率为

线圈中的磁通量的变化率

线圈中的感应电流

通过环的电量

【点评】本题是磁通量变化产生感应电动势类型，此外还需用闭合电路欧姆定律，电流的定义，并能由图象识别环中磁场的变化规律，方能正确解题。

例2、如图5所示，长L的金属导线下悬一小球，在竖直向下的匀强磁场中作圆锥摆运动，圆锥的半顶角为θ，摆球的角速度为ω，磁感应强度为B，试求金属导线中产生的感应电动势。

〖解析〗金属导线切割磁感线的有效长度为L’=Lsinθ,各点平均切割速度为，所以金属导线中产生的感应电动势.

例3．如图6所示，粗细均匀的电阻为r的的金属环放在磁感应强度为B的垂直环面的匀强磁场中，圆环直径为d，长d、电阻为r/2的金属棒ab在中点处与环相切，使ab始终以垂直棒的速度V向左运动，当达到圆环直径位置时，ab棒两端的电势差大小为多少？

〖解析〗ab到达虚线所示的的直径位置时，ab切割磁感线产生感应电动势：

E=BdV

电路等效如图7所示，

【点评】本题是电磁感应中的电路问题，产生感应电动势的那部分导体（或线圈）相当于电源，这部分导体（或线圈）要看作内电路，导体（或线圈）的电阻是电源的内阻；解决这类问题还要结合电路的有关规律，如欧姆定律、串并联电路的性质等进行求解。

例4、有一单匝线圈位于磁场中,线圈平面和磁场方向垂直,线圈的质量不计,在t1=0.1s时间内将线圈匀速拉出磁场,设外力所做的功为W1,通过导线的感应电量q1;若在t2=0.5s时间内重将一圈匀速平移到磁场原位置,设外力所做的功为W2,通过导线的感应电量为q2,则

A.W1>W2,q1>q2B.W1

C.W1W2,q1=q2

〖解析〗线圈从磁场中匀速拉出或拉进时,由于穿过线圈的磁通量减少或增多,使线圈中产生感应电流,此电流又受安培力的作用,为使其匀速平移,必施以一方向与此相反的外力且大小与安培力相等,由此可看出外力做的功完全用来转化为线圈的电热,即

L为边长,d为线圈平移的位移,L、d为线圈平移的位移，L、d均不变，因为t1:

t2=5:

1,所以W1：

W2=t2:

t1=5:

1，即W1>W2，又与△t无关，所以q1=q2

【点评】本题是关于电磁感应现象中的能量转化问题，通过数学计算，，拉出过程中，磁通量变化相同，而时间不同，△t越短，做功越多，也可定性分析，由W=F·d可知第一次快拉F大；第二次F小，故W1>W2.

另外，所以只要是同一线圈，不论是以多长时间拉出磁场或拉进，导线内通过的电量取决于磁通量的变化和线圈电阻