平抛运动教学设计

《平抛运动》教学设计三维教学目标1．知识与技能（1）知道平抛运动的特点是初速度方向水平，只有竖直方向受重力作用，运动轨迹是抛物线；（2）知道平抛运动形成的条件；（3）理解平抛运动是匀变速运动，其加速度为；（4）会用平抛运动规律解答有关问题。2．过程与方法（1）在知识教学中应同时进行科学研究过程教育，本节课以研究平抛物体运动规律为中心所展开的课堂教学，应突出一条研究物理科学的一般思想方法的主线：观察现象→初步分析→猜测实验研究→得出规律→重复实验→鉴别结论→追求统一。（2）利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动，渗透物理学“化曲为直”“化繁为简”的方法及“等效代换”“正交分解”的思想方法。（3）在实验教学中，进行控制的思想方法的教育：从实验的设计、装置、操作到数据处理，所有环节都应进行多方面实验思想的教育，“实验的精髓在于控制”的思想，在乎抛物体实验中非常突出。3．情感、态度与价值观（1）通过实验，进行共性分析、归纳分类，达到鉴别结论的教育目的，同时还能进行理论联系实际的教育。（2）在理解平抛物体运动规律是受恒力的匀变速曲线运动时应注意到“力与物体运动的关系”。这方面的问题，我国东汉的王充(公元27～97年)历尽心血三十年写成《论衡》一书，全书三十卷八十五篇约三十万字，已有精辟论述，以此渗透爱国主义教育和刻苦学习、勤奋工作精神的美德教育。教学重点：平抛运动的特点和规律；学习和借鉴本节课的研究方法。教学难点：平抛运动的规律。教学方法：探究、讲授、讨论、练习教具准备：平抛运动演示仪、平抛竖落仪教学过程：（一）新课导入老师解说：前面我们学习了曲线运动的相关知识以及研究曲线运动基本方法——运动的合成与分解，在学习新课之前我们先来回顾一下。1．做曲线运动的物体其速度方向是怎样的？（质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。）2．在什么情况下物体会做曲线运动？（当物体所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。）3．运动的合成与分解包含哪几个方面的内容？（包括速度的合成与分解、位移的合成与分解、加速度的合成与分解。）4、在合成与分解的过程中遵循什么样的规律？（必须遵循平行四边形定则。）5．合运动和分运动之间以及各个分运动之间存在什么关系呢？（合运动和分运动所经历的时间一定是相同的，这是等时性原理；各个分运动之间是相互独立、互不影响的，这是独立性原理。）老师解说：说了这么多，上节课的学习我们仅仅是从理论上了解了通过运动的合成与分解能够研究曲线运动的规律，但我们还没有把这一理论应用到实际的曲线运动中来检验一番，所以这节课我们就来完成这一项任务，通过运动的合成与分解来研究一种生活中常见的运动——平抛运动。（二）新课教学1．平抛运动的定义（1）抛体运动演示实验：以任意角度向空中抛出一个粉笔头。请同学们观察粉笔头的运动轨迹，判断它的运动性质？（粉笔头的运动轨迹是曲线，它做的是曲线运动。）分析它的受力情况？（受到竖直向下的重力和与运动方向相反的空气阻力的作用。）老师解说：实际上在这种情况下，空气阻力非常小，一般情况下我们不考虑，这里我们就认为粉笔头只受到重力的作用如下图所示。现在请大家考虑一下，生活中有哪些物体的运动与我们刚才实验中的粉笔头情况相似？足球比赛中被球员踢起来在空中飞行的足球；乒乓球比赛中被球拍打出去的乒乓球；被运动员扔出去的铁饼、标枪、铅球等。可以看出，生活中有许多这种运动的例子。从这些例子中我们可以看出，所有这些物体都是以一定的初速度被抛出，忽略空气阻力，在只受重力的情况下做曲线运动，我们把这种运动称为抛体运动。（2）平抛运动由于抛体运动中涉及下的内容比较多，所经我们可以简化一下，找一种比较简单的抛体运动，就是平抛运动，平抛运动是抛体运动中的一种特殊情况，即物体被抛出时的初速度方向沿水平方向，我们把这样的抛体运动称为平抛运动。我们这节课的任务就是探究平抛运动。2．平抛运动的轨迹演示实验：下面我们可以通过实验来观察平抛运动所形成的轨迹，老师解说：请大家注意观察平抛运动的轨迹，发现它是一条曲线。物体做平抛运动有哪些特点呢？我们还是通过实验对它一步一步的进行研究，3．平抛运动的特点（1）平抛运动坚直方向的运动规律通过实验来观察平抛运动在坚直方向运动的特点：老师解说：用小锤打击弹簧金属片，金属片把A球沿水平方向抛出，同时月球被松开，自由下落，A、B两球同时开始运动。先来分析两个小球做的分别是什么运动？参考解答：A球在金属片的打击下获得水平初速度后只在重力作用下运动，所以做的是平抛运动。B球被松开后没有任何初速度，且只受到重力的作用，因此做的是自由落体运动。提出问题：现在观察两球的运动情况，看两球是否同时落地？特别说明：这个地方教给大家一个判断两球是否同时落地的小技巧，那就是不要用眼睛看，而是用耳朵听。两个小球落地后会不止蹦一下，我们只听它们落地的第一声响，如果我们只听到一声响，说明两个小球同时落地，如果听到两个落地声，说明两个小球先后落地。在做实验之前我们先来听一下一个小球落地的声音。(拿一个和实验用的小球一样的球让其做自由落体运动，让学生仔细听其落地的声音，以便判断实验中的落地声)老师解说：A、B两个小球从同一高度同时开始运动，又同时落地，这说明了什么问题啊？参考解答：这说明了A球在竖直方向上的分运动的性质和B球的运动性质是一样的，B球做的是自由落体运动。平抛运动在坚直方向的运动的运动与自由落体运动的情况是相同的。（2）平抛运动水平方向的运动规律老师解说：研究完竖直方向上的运动，我们再来看水平方向上的分运动。先来分析做平抛运动的物体在水平方向上的受力情况（做平抛运动的物体只受重力作用，重力的方向是竖直向下的，所以物体在水平方向上不受力）。提出问题：根据运动的独立性我们知道水平方向上的运动不会受到竖直方向的运动影响，再根据牛顿第一定律我们能得出什么样的结论啊？参考解答：根据牛顿第一定律我们知道，如果一个物体处于不受力或受力平衡状态，它将静止或做匀速直线运动。在平抛运动中，物体水平方向上不受力，并且水平方向上有一个初速度，所以物体在水平方向上应该是匀速直线运动。老师解说：那我们应该怎样来验证这个猜想呢？大家可以从匀速直线运动的特点出发来考虑这个问题。（匀速直线运动的特点是速度大小不变，位移均匀地增加，因此我们只要能证明在相等的时间内发生的水平位移相等就可以了。）通过实验来观察平抛运动在水平方向运动的特点：水平方向的运动--------匀速直线运动说明：平抛运动可以分分解为水平方向的匀速直线运动和坚直方向的自由落体运动4．研究平抛运动的方法研究平抛运动的方法：平抛运动经过时间t两个分速度公式：抛出点为原点，水平方向x轴，初速方向为正方向。竖直向下方向为y轴，建坐标系，如图。0Xyvxvyv水平方向分速度Vx=V0竖直方向分速度Vy=gt怎样求平抛运动合速度：022022tan)(VgtVVagtVVVVxyyx方向大小1.平抛运动的速度v0平抛运动经过时间t两个分位移公式：0XyA(x,y)2021gtytVx怎样求平抛运动的合位移xyayxStan22方向大小a2.平抛运动的位移v03.平抛运动的轨迹:0Xyv0v02021gtytVx平抛运动的轨迹为抛物线5．解决物体的平抛运动这样我们就通过运动的合成与分解探究出了平抛运动在水平和竖直方向上的运动规律，下面我们来看一个例题。例题1：一架老式飞机在高出地面0.81km的高度，以2.5l02km的速度水平飞行，为了使飞机上投下的炸弹落在指定的目标，应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹？（不计空气阻力）分析：对于这道题我们可以从以下几个方面来考虑：第一，从水平飞行的飞机上投下的炸弹，做什么运动？为什么？（做的是平抛运动，炸弹在没有脱离飞机时与飞机具有相同的水平速度。脱离飞机后这一速度并不消失，这时炸弹只受重力作用且具有水平初速度，所以做平抛运动）第二，炸弹的这种运动可分解为哪两个什么样的分运动？（可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动）第三，要想使炸弹投到指定的目标处，你认为炸弹落地前在水平方向通过的距离与投弹时飞机离目标的水平距离之间有什么关系？（炸弹落地前在水平方向通过的距离与投弹时飞机离目标的水平距离应该相等）讨论与交流：飞机在投递货物或实施轰炸的时候，应该在目标的什么位置开始投放货物或炸弹？拓展：一架老式飞机在高出海面45m的高处，以80m/s的速度水平飞行，尾追一艘以15m/s逃逸的敌船，为了使飞机上投下的炸弹正好击中敌船，应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹?不计空气阻力。学生活动：①讨论与交流——飞机在实施轰炸的时候，应该在目标的什么位置开始投放炸弹?参考答案：水平距离为195m时投弹小结：我们以前研究的物体的运动都是在一条直线上的运动，从现在开始我们将把我们要研究的运动的范围扩展到曲线运动，大家想一想，为了研究曲线运动，我们的应该采用什么样的思想呢？学生：运动的合成与分解师：我们可以把物体的曲线运动向两个相互垂直的方向进行分解，如果我们把两个方向上的运动搞清楚了，那么整个物体的运动情况就掌握了！板书设计第三节平抛运动1、平抛运动的定义：2、平抛运动的条件：3、平抛运动的轨迹：4、平抛运动的的规律：水平方向上做匀速直线运动；竖直方向上做自由落体运动。（1）、平抛运动物体的位置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）、平抛运动的轨迹平抛运动的轨迹是一条抛物线（3）、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:221gty2)21()(22022gttvyxs02tanvgtxy220v2xgy22222000()2yvvvvgtvgh00tanyvgtvv