高中物理 14斜抛运动教案 教科版必修2.docx

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高中物理14斜抛运动教案教科版必修2

2019-2020年高中物理14斜抛运动教案教科版必修2

教学课题

《斜抛运动》

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？

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。

[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。

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14．3电磁波的发射和接收教案新人教版选修3-4高二

一、教学目的

1．无线电波的波长范围

2．了解无线电波的发射与接收；

二、教学重点：

调制和解调

三、教学难点：

调制和解调

四、教学方法：

实验演示、启发式教学

五、教学用具：

信号源，示波器，收音机，录音机，调频发射机等。

六、教学过程：

（复习引入）问题：

1．古代人们有那些传递信息的方式？

（烽火台，鸽子，驿站，邮差等）

2．请问现在我们有那些传递信息的方式？

（广播，电视，电话，手机，互联网等）

（过度）：

现在的传递方式有线和无线之分，无线主要依靠电磁波，上节课我们学习了什么是电磁波（引导同学简单回忆复习上节内容）．在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要，无论是广播、电视还是无线电通信以及航空、航天中的自动控制和通信联系，都离不开电磁波．在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波，那么无线电波是怎样发射和接收的呢？

（板书）§14.3无线电波的发射和接收

一、无线电波

无线电技术中使用的电磁波叫无线电波，无线电报的波长从几毫米到几十千米。

通常根据波长或频率把无线电波分成长波、中波、中短波、短波和微波等几个波段．（教师可以结合教材上的表格，提示学生比较各个波段的波长范围和频率范围，简述各波段无线电波的传播方式以及主要用途．可以适当补充一些实例．）

二、无线电波的发射

1．要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点：

（1）要有足够高的振荡频率，理论研究表明，振动电路向外辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量，与频率的四次方成正比，频率越高，发射电磁波的本领越大。

（2）振荡电路的电场和磁场，必须分散到尽可能大的空间，才能有效地把电磁场的能量传播出去。

2．开放电路：

3．无线电波是由开放电路发射出去的。

在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。

跟地连接的导线叫做地线。

线圈上部接到比较高的导线上，这条导线叫做天线。

天线和地线形成了一个敞开的电容器，电磁波就是由这样的开放电路发射出去的。

电视发射塔要建得很高，是为了使电磁波发射得较远。

实际发射无线电波的装置中还需在开放电路旁加一个振荡器电路与之耦合，如图所示：

振荡器电路产生的高频率振荡电流通过L2与L1的互感作用，使L1也产生同频率的振

荡电流，振荡电流在开放电路中激发出无线电波，向四周发射．

4、调制：

调幅与调频

发射电磁波是为了利用它传递某种信号。

例如无线电报传递的是电码符号，无线电广播传递的是声音，电视广播传递的不仅有声音，还有图像。

这就要求发射的电磁波随信号而改变。

在电磁波发射技术中，如果把这种电信号“加”到高频等幅振荡电流上，那么，载有信号的高频振荡电流产生的电磁波就载着要传送的信号一起发射出去．把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使电磁波随各种信号而改变叫做调制。

进行调制的装置叫做调制器．耍传递的电信号叫做调制信号．

使高频振荡电流的振幅随调制信号而改变叫做调幅（画图），调幅广播（AM）一般使用中波和短波波段。

使高频振荡电流的频率随调制信号而改变叫做调频（画图），调频广播（FM）和电视广播都采用调频的方法来调制，通常使用微波中的甚高频（VHF）和超高频（UHF）波段。

右图是调幅装置的示意图．接在振荡器和线圈之间的话筒就是一个最简单的调制器，由声源发出的声音振动使话筒里的碳粒发生时松时紧的变化，它的电阻也发生时大时小的变化。

所以，虽然振荡器产生的是高频等幅振荡电流，但是线圈通过的却是随声音而改变的高频调幅电流．由于线圈的互感作用，从开放电路中发射的也是这种高频调幅电流。

这种电磁波叫调幅波。

三、无线电波的接收

处在电磁波传播空间中的导体，会产生感应电流，导作中感应电流的频率与激起它的电磁波频率相同，因此，利用放在电磁波传播空间中的导体，就可以接收到电磁波。

1、在无线电技术中，用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波。

2、电谐振

世界上有许许多多的无线电台、电视台以及各种无线电通讯设备，它们不断地向空中发射不同频率的电磁波，这些电磁波强弱不等地弥漫在我们周围。

如果不加选择地把它们都接收下来，那必然是信号一片混乱，分辨不清，达不到我们传递信息的目的。

所以，接收电磁波时，首先要从诸多的电磁波中把我们需要的选出来，通常叫做选台。

这就要设法使我们需要的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强。

在无线电技术里，是利用电谐振来达到这个目的的。

当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强。

这种现象叫做电谐振，相当于机械振动中的共振。

（用示波器观察电谐振波形）

3、调谐

接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路。

图是收音机的调谐电路。

调节可变电容器的电容来改变调谐电路的频率，使它跟要接收的电台发出的电磁波的频率相同，这个频率的电磁波在调谐电路里激起较强的感应电流，这样就选出了这个电台。

（演示调谐过程）

4、检波

收音机接收的经过调制的高额振荡电流（对应图讲解），这种电流通过收音机的耳机或扬声器，并不能使它们振动而发声，为什么呢，假定某一个半周期电流的作用是使振动片向某个方向运动，下一个半周期电流就以几乎同样大的作用使振动片向反方向运动．高频电流的周期非常短，半周期更短，而振动片的惯性相当大，所以在振动片还没有来得及在电流的作用下向某个方向运动的时候，就立刻有一个几乎同样大的作用要使它向反方向运动，结果振动片实际上不发生振动．要听到声音，必须从高频振荡电流中“检”出声音信号，使扬声器（或耳机）中的动片随声音信号振动。

从接收到的高频振荡电流中“检”出所携带的调制信号过程，叫做检波。

检波是调制的逆过程，因此也叫解调。

由于调制的方法不同，检波的方法也不同。

检波之后的信号再经过放大、重现，我们就可以听到或看到了。

下面介绍收音机中对调幅波的检波。

右图是晶体二极管的检波电路，是利用晶体二极管的单向导电性来进行检波的。

调谐电路中产生的是经过调幅的高频振荡电流，L1和L2绕在同一磁棒上，由于互感作用，在L2上产生的是高频交变电压．由于二极管的单向导电性，通过它的是单向脉动电流，这个单向脉动电流既有高频成分，又有低频的声音信号，高频成分基本从电容器C（复习旁路电容器）通过，剩下的音频电流通过耳机发声。

（用示波器观察检波过程）实际上就是一个晶体二极管收音机的电路图．这种收音机声音很小，只能用开机收听本地电台．为了提高收音机的接收性能，需要用放大器把微弱的信号放大．图示是加有放大器的收音机方框图．由天线和调谐电路接收到的高频调幅电流，先通过放大器进行高频放大，然后进行检波和低频放大，放大后的音频电流输送到喇叭，使它们发出声音。

下面我们通过调幅和调频两种方式，来看看无线电波发射和接收的全过程。

（1）调幅发射和接收。

（实验演示）

（2）调频发射和接收。

（实验演示）

比喻：

高频电流→火车音频电流→货物

调制→发射→传播→调谐→解调

装货→出站→运行→进站→卸货