资源简介

《5.4抛体运动的规律》教学设计
第二课时
一、核心素养目标
1、物理观念
类比平抛运动的规律推导斜抛运动的规律，建立斜抛运动的物理观念。
2、科学思维
利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动，渗透“化曲为直”“化繁为简”“等效替代”等重要的物理思想。
3、科学探究
通过实例分析进一步体会平抛运动的规律，理解斜抛运动的规律。
科学态度与责任
通过对平抛运动的规律的建立，增强学生学习物理的兴趣，感受学习成功的快乐。
二、重点难点
重点：从平抛运动的角度理解斜抛运动，进一步理解平抛运动建立平抛运动的运动模型。
难点：运用数学知识分析归纳抛体运动的规律
三、教学方法
讲授法、实验法、讨论法、推理归纳法
四、课前准备
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五、教学过程
（一）复习回顾
1、平抛运动的特点：①初速度不为零；②只受重力作用；③相等的时间内速度的变化量相同，即;④任意连续相等的时间间隔内，水平方向的位移不变，竖直方向的位移差不变，均为。
2、平抛运动的规律：
平抛运动的速度：
水平方向：匀速直线运动
竖直方向：自由落体运动
合运动的速度：
合速度的方向：
平抛运动的位移和轨迹
水平方向为匀速直线运动， 水平分位移与时间的关系是： (1)
竖直方向为自由落体运动，竖直分位移与时间的关系是： (2)
合位移与水平方向的夹角为a，则有
由（1）和（2）两式可以确定物体在任意时刻t的位置和位移。
(3)
（二）新课探究
1、对平抛运动的进一步理解：
（1）飞行时间:, 取决于物体下落的高度h，与初速度v0无关；
（2）水平射程：, 由平抛初速度v0和下落高度h共同决定；
（3）落地速度：,由平抛初速度v0和下落高度h共同决定；
（4）落地时速度的偏角：,由平抛初速度v0和下落高度h共同决定；
（5）速度的变化规律
①任意时刻速度的水平分量均等于初速度v0；
②任意相等时间间隔内，速度变化量的方向均为竖直向下，大.
位移的变化规律
①任意相等的时间间隔内，水平位移相同，即;
②任意相等时间间隔内，竖直方向上的位移差不变，即.
平抛运动的两个重要推论：
推论一：做平抛运动的物体在任意时刻任意位置，设其末速度方向与水平方向的夹角为（速度偏向角），位移方向与水平方向的夹角为（位移偏向角），则.
推论二：做平抛运动的物体，任意时刻的瞬时速度方向的反向延长线一定通过此时水平位移的中点。
3、平抛运动的模型分析：
　 平抛运动与斜面相结合的模型，其特点是做平抛运动的物体落在斜面上，包括两种情况：
(1)物体从空中抛出落在斜面上；
(2)从斜面上抛出落在斜面上。
　 在解答该类问题时，除要运用平抛运动的位移和速度规律外，还要充分利用斜面倾角，找出斜面倾角同位移和速度的关系，从而使问题得到顺利解决。
物体从空中抛出垂直打在斜面上：
此类问题可以通过分解速度、构建速度三角形的方法，来计算出空中运动的时间t，再计算得出水平方向的位移x和竖直方向的位移y。
物体从斜面上抛出后落在斜面上：
此类问题我们可以通过分解位移、构建位移三角形的方法，由水平位移x和竖直方向的位移y得到位移偏向角tanθ，再计算出运动时间t。
例题：
滑雪比赛惊险刺激，如图所示，一名跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经过3.0 s落到斜坡上的A点。已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ＝37 °，运动员的质量m＝50 kg。不计空气阻力。 (取sin 37°＝0.60， cos 37°＝0.80； g取10 m/s2)求：
(1)A点与O点的距离L。
(2)运动员离开O点时的速度大小。
(3)运动员从O点飞出开始到离斜坡距离最远所用的时间。
[解析] (1)运动员在竖直方向做自由落体运动，有，
.
(2)设运动员离开O点时的速度为v0，运动员在水平方向的分运动为匀速直线运动，有 ，
即。
(3)当运动员的速度方向平行于斜坡或与水平方向成37°时，运动员与斜坡距离最远，有 ＝tan 37°，
t＝1.5 s。
4、从平抛运动的角度理解斜抛运动。
（1）、斜抛运动的概念及特点
将物体以一定的初速度斜向上方抛出后，物体所做的运动叫做斜抛运动。
做斜抛运动的物体，在忽略空气阻力的情况下由于只受重力的作用，因此，斜抛运动是匀变速曲线运动。
轨迹特点：做斜抛运动的物体，先是沿着曲线上升，到达最高点后，又沿着曲线下降。图1中的曲线OAB就是斜抛物体的运动轨迹。 （1）
（2）、斜抛运动的研究方法
运动的合成与分解。
由于斜抛运动在不考虑空气阻力的情况下，只受重力作用，因此，对斜抛运动也有多种分解方法。
方法一：类似于研究平抛运动，我们以抛出点为坐标原点，建立直角坐标系，把初速度分解为沿水平方向的分量和竖直方向的分量，这样，就可以将斜抛运动分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直向上的匀减速直线运动，如图2所示。 （2）
方法二：分解为沿初速度方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。如图3所示，每经过1s物体沿初速度方向走过相等的距离；而在竖直方向上，物体按自由落体运动的规律，在1s内、2s内、3s内……的下落距离之比为1：4：9……
根据以上分析，我们可以画出物体做斜抛运动时的轨迹（如图3所示）
图3
（3）、斜抛运动的规律
如图4所示，为质点初速度为，倾角为的斜抛运动的示意图。
图4
①、速度公式
水平速度；
竖直速度。
②、位移公式
水平位移；
竖直位移；
由上两式可得
这就是斜抛物体的轨迹方程。
③、斜抛运动的射程和射高
射程是做斜抛运动物体的水平位移，射高是做斜抛运动物体上升的最大高度。
飞行时间t： ；
射高h： ；
射程s：
由此可见，在给定的情况下，当时，射程最大，。
例题2：
如图所示，一架飞机距地面的高度为h，以匀速水平飞行。今有一高射炮要击中飞机，设高射炮炮弹的初速度为，与水平方向的夹角为，并设发射时飞机在高射炮的正上方，空气的阻力可不计，那么要击中飞机，必须满足什么条件？并讨论和的关系。
解析：炮弹击中飞机必须满足的第一个条件
即在同一时刻炮弹和飞机的横坐标相等。
炮弹击中飞机的第二个条件是飞行的最大高度。
由两个条件得
所以
所以，击中条件是和
不同，就不同，但是整体要满足上面两个推论结果。
课堂小结：
平抛运动的模型
斜抛运动的研究方法
斜抛运动的运动规律
教学反思：
1．物理教学中问题情境的创设必须简洁有效地激发学生疑问，勿哗众取宠或者是拖泥带水，一场抛球比赛引入，通过同学之间的竞赛，激发探究的兴趣，分析问题和解决问题，用“描迹法”，有效导学，轻松突破斜抛运动规律的难点。
2．实验必须直观、有效，因此要精心设计，并注重全体学生适时动手动脑，通过动手小实验，体验斜抛运动的规律，通过学生自己努力解决疑难问题，实现“做中学”构建物理知识体系，体验快乐学习物理的过程。
3.模型的讲解时，主要是模型的建立过程，解决方法，要大胆的放手要学生去推导，不能教师包办。

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