人教版必修2 53 实验研究平抛运动 第1课时 教案Word下载.docx

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学生游戏：

出示“请你来当飞行员”的FLASH课件，找3-4名同学到前方来进行飞机投弹游戏，把投弹按钮一按，一颗炸弹投放下来，落到海面并发出轰隆的爆炸声，看他们能否击中敌舰，但由于同学们还没掌握平抛的规律，命中率比较低，可能要多次才能炸到目标。

教师引导：

可见即使我们玩游戏也要用知识来武装头脑，如何能准确地击中敌船，必须了解炸弹的运动情况，掌握炸弹的运动规律，通过这节课的学习就可以提高我们投弹的命中率，由此来引入新课。

新课引入之后动画展示生活中的平抛运动，在动画中运动员击打网球，网球做抛体运动，但是教师在此要强调：

视频中网球的运动只能近似的看成平抛运动，为什么说是近似看成呢？

在此设置悬念。

然后动画展示平抛运动，在动画展示平抛运动过程中教师要强调：

平抛是理想化模型，它并不考虑空气阻力，就是这个原因前面视频中网球的运动只能近似的看成平抛运动，而不是课本定义中的平抛运动，由此引出平抛运动的定义。

动画展示平抛运动

（二）平抛运动

1．平抛运动的定义：

不考虑空气阻力，物体只在重力作用下以一定的初速度沿水平方向抛出所做的运动。

让同学们从研究定义中归纳得到平抛运动的特点

2．平抛运动的特点

（1）初速度方向为水平

（2）不计阻力，只受重力作用

（3）运动轨迹是曲线（实为抛物线）

3．平抛物体的性质：

加速度恒为g的匀变速曲线运动

学生再列举生活中有关平抛运动的事例。

（三）、平抛运动的规律

提出问题：

既然抛运动是曲线运动，那我们该如何来研究平抛运动的规律？

再次利用动画展示平抛运动轨迹，让同学们认真观察：

它既有沿速度方向上的运动还有沿竖直方向的运动。

学生讨论、教师引导：

可以借助上节课的研究方法——运动的合成与分解，不妨我们就沿着竖直和水平两个方向来研究平抛运动。

1．平抛运动竖直方向的运动规律

猜想：

平抛运动在竖直方向作什么运动？

理论探究：

（请同学分析得出）

竖直方向：

无竖直的初速度，而且竖直方向只受重力，所以竖直方向可能是自由落体运动

（设计意图：

作出科学猜想，然后验证猜想，对学生进行科学方法教育。

）

师：

那我们应该怎样来验证这个猜想呢?

演示实验：

让学生利用平抛与自由落体演示仪进行分组实验：

平抛运动与自由落体运动。

在实验前给学生补充知识：

两个质量相等的小球互相碰撞时交换速度。

观察两球的运动情况，看两球是否同时落地。

生：

（实验观察）判断两球是否同时落地的小技巧：

不要用眼睛看，因为整个过程时间非常短，而是要用耳朵听，只要听到一个声响，说明两个小球同时落地。

运动中实验现象因演示实验一闪即逝而难以观察，而且无法放慢镜头，更无法看清整个过程，只能用耳朵听，做完实验之后再观看这个实验视频，在视频中可以将两个球的运动情况放慢镜头，而将整个过程看的清清楚楚,体现多媒体的优越性。

结论：

平抛运动竖直方向上的分运动是自由落体运动。

通过实验探究，再结合多媒体视频，放慢整个实验过程得出平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。

培养学生实验观察能力和学习探究未知规律的兴趣。

2．平抛运动水平方向的运动规律

水平方向做什么运动呢？

因为水平方向不受任何力作用，又有水平初速度，所以水平方向可能作匀速直线运动。

这个实验在真实的环境中做不容易成功，因为没有绝对光滑的水平面，所以从理论上水平做匀速直线运动不能实现，真实的物体的速度会越来越小，两个小球不能相遇。

但利用动画可以模拟这个实验，可以创设匀速直线运动的情景，最终匀速直线运动的小球与平抛小球相遇到一点，使整个过程形象逼真。

电脑模拟：

（动画，在幻灯放映的情况下，点击按钮，两个小球相遇到一点，然后再点击频闪照片，可以看到平抛运动与水平匀速直线运动的小球的位置每时每刻都在同一竖直线上，将整个过程展现的清清楚楚）

平抛运动与水平匀速直线运动。

实验结论：

平抛运动与水平匀速直线运动每时每刻的水平位移相等，这说明：

平抛运动水平方向上的分运动是匀速直线运动。

总结：

平抛运动可分解为

（1）水平方向上的分运动是匀速直线运动；

（2）竖直方向上的分运动是自由落体运动。

这些仅仅使学生对平抛运动有了一个感性认识，为了让学生从感性认识上升到理性认识，即从定性上升到定量的研究，我设计了一个利用多媒体设备研究物体运动规律的方法------逐帧分析法。

具体操作步骤如下：

（1）步骤：

1、调整仪器并拍摄视频

2、逐帧播放，挑选视频

3、从平抛运动起点开始，连续取出6帧

4、读出6个位置小球的横纵坐标

5、得到平抛运动水平竖直位移随时间的变化数据表

（2）数据处理

3．平抛运动规律（研究平抛的规律其实就是研究其位移和速度）

a．平抛运动物体的位移：

如何确定平抛物体t时刻所在的位移？

根据合成与分解的知识引导学生讨论：

以抛出点为坐标原点，水平抛出的方向为x轴的正方向，竖直向下的方向为y轴正方向，以抛出物体的瞬时开始计时，（画出下面坐标）分别沿水平和竖直两个方向来研究其分位移

水平方向的位移位匀速直线运动的位移：

x=v0t

竖直方向的位移为自由落体的位移：

根据运动的合成的知识可以得到位移的合成遵循着平行四边形法则，那么可以得到其合位移为：

位移的方向:

师:

加强对公式的理解,提问：

能否用v2－v02＝2gX求OP的位移?

让学生讨论

（结论：

不能，此公式只适用于匀变速直线运动，而平抛运动是曲线运动）

b．平抛运动的速度：

学习了平抛运动位移的求法，那么该如何确定平抛物体任意时刻t的速度？

学生讨论得出：

同样根据运动合成分解的知识，先研究其分速度

水平方向分速度为匀速运动的速度：

vx＝v0

竖直方向分速度为自由落体运动的速度：

vy＝gt

然后根据速度的合成依然遵循平行四边形法则知识求合速度的大小：

方向：

教师再次追问求速度能不能用V=V0+gt求平抛运动的速度呢?

（不能，此公式只适用于匀变速直线运动，而平抛运动是曲线运动）

加深学生对学过知识的理解。

c．平抛运动的轨迹：

平抛运动的轨迹是一条曲线，是什么样的曲线？

也可以从理论上推导

由位置坐标:

x=v0t和

消去公式中的t得:

这符合中学我们学过的抛物线的方程，

平抛运动的轨迹是一条抛物线

六、板书设计

第二节平抛运动

1．平抛运动定义：

2．平抛运动的特点和性质：

3．平抛运动的规律：

①水平方向上做匀速直线运动；

②竖直方向上做自由落体运动。

（1）平抛运动物体的位置坐标

任意一点的位置坐标:

水平方向：

x=v0t

　　　　竖直方向:

任意时间t内的位移大小:

位移方向:

（2）平抛运动的速度

平抛运动水平方向做匀速直线运动：

Vx=V0

平抛运动竖直方向做竖直落体运动：

Vy=gt

平抛运动物体的速度：

速度的大小：

速度方向：

（3）平抛运动的轨迹

平抛运动的轨迹是一条抛物线

多媒体在本节课教学中的作用：

A.提供事实，建立经验；

B.创设情境，激发兴趣；

C.举例验证，建立概念；

D.提供示范，正确操作；

E.呈现过程，加深印象；

F.演绎原理，启发思维；

G.归纳总结，复习巩固。

例题1在“研究平抛物体运动”实验中，某同学在建立直角坐标系时，有一处失误，设他在安装实验装置和进行其余的操作时准确无误。

（1）观察下图，可知，他的失误之处是___________；

（2）他根据记录建立坐标系，运用教材实验原理测得的平抛初速度值与其真实值相比_______________。

（选填“偏大”、“相等”或“偏小”）

思路分析：

（1）坐标系原点应建在正飞离斜槽槽口的小球重心处，即在槽口正上方r（r为小球半径）处，而该同学却错误地将坐标原点取在槽口处；

（2）如图所示，正确的坐标系横轴应建立在

处，原点应在

处，在轨迹上取点P，其坐标真实值为（

），测量值为（x，y），其中

>

y，

＝x

，

而

，所以得

。

当套用课本实验原理而又取错坐标原点时，该同学得到的测量值偏大。

答案：

（1）将坐标原点取在槽口处

（2）偏大

技巧点拨：

无论坐标原点是取在飞离槽口的球心处，还是取在槽口处，只要认清平抛运动在水平方向、竖直方向运动性质，就可这样处理：

如图所示，

在竖直方向上：

在水平方向上：

v0＝

当改用这种通用方法处理时，小球平抛初速度测量值会与真实值相吻合。

例题2在“研究平抛物体的运动”的实验中，某同学只在竖直板面上记下了重垂线y的方向，但忘记了平抛的初位置，在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹，如图所示。

现在曲线上取A、B两点，量出它们到y轴的距离，AA’＝x1，BB’＝x2，以及AB的竖直距离h，用这些可以求得小球平抛时的初速度为多大？

设小球到达A点时，运动时间为t1，竖直方向的位移为y1；

到达B点时，运动时间为t2，竖直方向的位移为y2。

根据平抛运动的规律有

其中y2－y1＝h，所以

满分训练：

在“研究平抛物体运动”的实验中，某同学记录了运动轨迹上三点A、B、C，如图所示，以A为坐标原点，建立坐标系，各点坐标值已在图中标出。

求：

（1）小球平抛初速度大小；

（2）小球做平抛运动的初始位置坐标。

错解：

不少同学将图中的A点作为小球抛出点，运用公式

x＝v0t

y＝

gt2

必然导致求解错误。

正解：

（1）如图所示，小球在AB和BC两段水平位移相等，而小球在水平方向做匀速运动，因此小球在这两段的运动时间tAB＝tBC＝T。

小球在竖直方向做匀加速运动，由△s＝aT2得：

25cm－15cm＝1000cm／s2·

T2，T＝0.1s,小球在水平方向上做匀速运动，有v0＝10cm/0.1s＝l00cm／s＝1m／s。

（2）由于小球在竖直方向上做匀加速直线运动，小球在B点的竖直分速度大小等于AC段在竖直方向平均速度大小。

vBy＝

＝2m/s

设小球从抛出点O到B点历时为tOB，有

tOB＝

＝0.2s

小球从抛出点O到A点历时：

tOA＝tOB—T＝0.1s

因此，xOA＝v0tOA＝l0cm，yOA＝

＝5cm

故O点坐标值为（－10，－5）。