生活中的拋體運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)

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1、生活中的拋體運(yùn)動(dòng) 【教學(xué)目標(biāo)】 一、 知識(shí)與技能 1. 知道拋體運(yùn)動(dòng)的定義和性質(zhì)。 2. 知道射高射程及其與拋射角的關(guān)系。 3. 理解掌握斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并能分析一些簡(jiǎn)單的斜拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。 二、 過(guò)程與方法 1. 能將實(shí)際問(wèn)題中的對(duì)象和過(guò)程轉(zhuǎn)換成拋體運(yùn)動(dòng)。 2. 能在熟悉的物理情境中運(yùn)用拋體運(yùn)動(dòng)。 三、 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 認(rèn)識(shí)到物理研究是一種對(duì)自然現(xiàn)象進(jìn)行抽象的創(chuàng)造性工作。 【教學(xué)重點(diǎn)】 理解掌握斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并能分析一些簡(jiǎn)單的斜拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。 【教學(xué)難點(diǎn)】 知道射高射程及其與拋射角的關(guān)系。 【教學(xué)過(guò)程】 一、拋體運(yùn)動(dòng) 【思考】 （1） 拋出的標(biāo)槍在最高點(diǎn)的

2、速度為零嗎？ （2） 標(biāo)槍在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)情況是怎樣的？ 提示： （1） 最高點(diǎn)速度不為零，但豎直速度為零。 （2） 在豎直方向的運(yùn)動(dòng)為上拋運(yùn)動(dòng)。 教師用現(xiàn)有物體演示兒種拋體運(yùn)動(dòng)，并對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行概括和分類。 1. 拋體運(yùn)動(dòng)的概念：以一定的初速度將物體拋出，物體僅在重力作用下所做的運(yùn) 動(dòng)。 2. 拋體運(yùn)動(dòng)的分類：根據(jù)物體拋出的初速度的方向，拋體運(yùn)動(dòng)可分為平拋運(yùn)動(dòng)、 豎直上拋運(yùn)動(dòng)、豎直下拋運(yùn)動(dòng)、斜拋運(yùn)動(dòng)。 （斜拋分斜上拋和斜下拋，我們一般說(shuō)斜拋默指斜上拋。） 根據(jù)之前學(xué)習(xí)的平拋運(yùn)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生思考：斜拋運(yùn)動(dòng)可以怎樣研究？可以分解成哪 7/7 7/7 兒個(gè)方向的

3、運(yùn)動(dòng)？這兒個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是什么？ 3. 斜拋運(yùn)動(dòng)的分解： （1） 水平方向以初速度"VOx做勻速直線運(yùn)動(dòng)，V0x=vocos8。 （2） 豎直方向以初速度voy做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，voy=vosine。 二. 射程與射高 【思考】 教師出示圖片，提問(wèn)：當(dāng)改變?nèi)肷浞较驎r(shí)，軌跡有什么變化？引岀射程與射高的概 念。 水流方向不變，初 速度越大.射程和 射高如何變化？ 水流的初速度大小不 變.方向變化.射程和 射高的變化有何規(guī)律？ 提示：初速度越大，射程和射高都越大； 水流的初速度大小不變時(shí)，豎直向上射水時(shí)射高最大；方向與水平方向夾角為45° 時(shí)，射程最大。

4、1.定義： （1） 射高：在斜拋運(yùn)動(dòng)中，物體能到達(dá)的最大高度。 （2） 射程：物體從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離。 根據(jù)斜拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)推導(dǎo)射程和射高的公式，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 設(shè)物體斜拋的初速度為％,初速度與水平方向的夾角為&,經(jīng)過(guò)t達(dá)到最大高度, 此時(shí)豎直方向上的速度為0,則有：上=竺泌； 則豎直方向上的位移（最大高度）為：h = vosin0t - |gt2 = 2 2 g 射程為：s = u°cose?2t = ^土瞠。 g 根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)，我們可以得出射高和射程與初速度和拋射角的關(guān)系。 2.射高和射程與初速度和拋射角的關(guān)系： （1）射高和射程與初速度的關(guān)系：拋射角一定，初速

5、度增大時(shí)，射程和射高都增 （2）射高和射程與拋射角的關(guān)系。 初速度大小一定，當(dāng)拋射角為45。時(shí)，射程最大，當(dāng)拋射角為90。時(shí)，射高最大。 三、拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 根據(jù)剛才的斜跑運(yùn)動(dòng)總結(jié)拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)： 1. 受力特點(diǎn)：斜拋運(yùn)動(dòng)是忽略了空氣阻力的理想化運(yùn)動(dòng)，因此物體僅受重力，其 加速度為重力加速度go 2. 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：物體具有與水平方向存在夾角的初速度，僅受重力，因此斜拋運(yùn)動(dòng) 是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，其軌跡為拋物線。 3. 速度變化特點(diǎn)：由于斜拋運(yùn)動(dòng)的加速度為定值，因此，在相等的時(shí)間內(nèi)速度的 變化大小相等，方向均豎直向下，故相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化相同，B|Mv = gzlto 4. 對(duì)稱性

6、特點(diǎn)： （1） 速度對(duì)稱：相對(duì)于軌道最高點(diǎn)兩側(cè)對(duì)稱的兩點(diǎn)速度大小相等或水平方向速度 相等，豎直方向速度等大反向。（如圖所示） （2） 時(shí)間對(duì)稱：相對(duì)于軌道最高點(diǎn)兩側(cè)對(duì)稱的曲線上升時(shí)間等于下降時(shí)間，這是 由豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性決定的。 （3）軌跡對(duì)稱：其運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)于過(guò)最高點(diǎn)的豎直線對(duì)稱。 【思考?討論】 如圖所示，煙花可以增添歡樂(lè)氣氛，當(dāng)然煙花也蘊(yùn)含著許多物理知識(shí)。假設(shè)在高空 中有四個(gè)小球，在同一位置同時(shí)以速率"豎直向上、豎直向下、水平向左、水平向右被 拋出，不考慮空氣的阻力，經(jīng)過(guò)3s后四個(gè)小球在空中的位置構(gòu)成的圖形可能什么形狀？ 提示：四個(gè)小球所在位置為頂點(diǎn)所構(gòu)成的

7、圖形應(yīng)該是正方形。 【典例示范】 關(guān)于拋體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 拋體運(yùn)動(dòng)是一種不受任何外力作用的運(yùn)動(dòng) B. 拋體運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，它的速度方向不斷改變，不可能是勻變速運(yùn)動(dòng) C. 任意兩段相等時(shí)間內(nèi)的速度變化量相等 D. 任意兩段相等時(shí)間內(nèi)的速度大小變化相等 【解析】選C。拋體運(yùn)動(dòng)是一種勻變速運(yùn)動(dòng)，受重力mg,故A錯(cuò)；斜拋運(yùn)動(dòng)的物 體只受重力,因此由牛頓第二定律可知F = maf解得a=g；由a = Av/At^Av = aAt可 知，只要加速度不變就是勻變速運(yùn)動(dòng)，因此拋體運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，相等時(shí)間內(nèi)速度變 化量相等，故B錯(cuò)C對(duì)；速度的變化量是矢量，滿足矢量的合成法則，

8、而速度的大小 變化為代數(shù)求和，因此不滿足此法則，因此相等時(shí)間內(nèi)速度大小變化不相等，故D錯(cuò)。 【誤區(qū)警示】拋體運(yùn)動(dòng)的兩點(diǎn)注意： （1） 拋體運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，也是勻變速運(yùn)動(dòng)。 （2） 拋體運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)刻在變化，而加速度保持不變。 【素養(yǎng)訓(xùn)練】 1. 運(yùn)動(dòng)會(huì)上，鉛球從運(yùn)動(dòng)員手中被斜向上推岀后在空中飛行的過(guò)程中，若不計(jì)空 氣阻力，下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 鉛球的加速度的大小和方向均不變 B. 鉛球的加速度的大小不變，方向改變 C. 鉛球的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng) D. 鉛球的運(yùn)動(dòng)是非勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 【解析】選A。鉛球只受重力，根據(jù)牛頓第二定律，加速度為重力加速度，保持不 變，即鉛球

9、的加速度的大小和方向均不變，故A正確，B錯(cuò)誤；鉛球的運(yùn)動(dòng)加速度恒 定，但加速度與速度方向不共線，故其做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故C、D錯(cuò)誤；故選A。 2. 斜拋運(yùn)動(dòng)可分解為（ ） A. 水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng) B. 水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng) C. 水平方向的勻變速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自山落體運(yùn)動(dòng) D. 沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng) 【解析】選B。若將斜拋運(yùn)動(dòng)按水平方向和豎直方向正交分解，兩分運(yùn)動(dòng)分別為勻 速直線運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)，故A、C錯(cuò)誤，B正確；若沿初速度方向分解出一勻速直 線運(yùn)動(dòng)，則另一分運(yùn)動(dòng)為豎直方向的自由落體運(yùn)

10、動(dòng)，故D錯(cuò)誤。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 （多選）關(guān)于斜拋運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 斜拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng) B. 斜拋運(yùn)動(dòng)中物體經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度為零 C. 斜拋運(yùn)動(dòng)中物體經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最小 D. 斜拋運(yùn)動(dòng)中物體上升過(guò)程中速度逐漸減小 【解析】選A、C、D=斜拋運(yùn)動(dòng)是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上 拋運(yùn)動(dòng)的合成，在經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)物體的速度最小，但不為零，故B錯(cuò)誤；A、C、D正 確。 【總結(jié)】 1. 斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律： （1） 速度規(guī)律。 水平速度：vx = VoCOS0o 豎直速度：vy = vosin0 - gto

11、t時(shí)刻的速度大小為u =代+呼。 （2） 位移規(guī)律。 水平位移：x = vxt = VotCOS0o 豎直位移：y = u（）tsin& -扌9嚴(yán)。 t時(shí)間內(nèi)的位移大小為s = yjx2 + y2,與水平方向成a角，且tana = 2. 射高和射程: ⑴斜拋運(yùn)動(dòng)的飛行時(shí)間r 誓。 (2)射高：h = UoSin&t _扌孕2 = ,3o；n&), (3)射程：s = v0cosO ? 2t = 2VgSin0cos0 g 對(duì)于給定的坯，當(dāng)&=45。時(shí)，射程達(dá)到最 【思考?討論】 在某次跳投表演中，籃球以與水平面成45。的傾角落入籃筐，設(shè)投球點(diǎn)

12、和籃筐正好 在同一水平面上，如圖所示。已知投球點(diǎn)到籃筐距離為10m,不考慮空氣阻力，則籃球 投出后的最高點(diǎn)相對(duì)籃筐的豎直高度為多少？ 提示：籃球拋出后做斜上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)對(duì)稱性可知，出手時(shí)的速度方向與水平方向 成45。角，設(shè)初速度為坯，則水平方向x = %cos45。? 2t；而v0sin45° = gt,所以t =耳s, 豎直方向設(shè)能到達(dá)的最大高度為h,則h=|g（0.5t）2 = 2.5mo 【誤區(qū)警示】斜拋運(yùn)動(dòng)的兩點(diǎn)注意事項(xiàng) （1） 做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體，水平方向不受外力，故做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向只受 重力且有初速度，故做豎直上拋運(yùn)動(dòng)。 （2） 在斜拋運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)速度不等于零，

13、等于vocosO,加速度也不等于零，而是 go 【拓展例題】考查內(nèi)容：斜拋運(yùn)動(dòng)在生活中的應(yīng)用 【典例】如圖所示，打高爾夫球的人在發(fā)球處（該處比球洞所在處低4m）擊球， 該球初速度為35m/s,方向與水平方向成37。角。問(wèn)：把球打向球洞處時(shí)，球在水平方 向上前進(jìn)多遠(yuǎn)？（忽略空氣阻力，g取10nVs2） 【解析】該球初速度的水平分量和豎直分量分別為: vox=voco s3 7。=3 5 x 0 ? 8m/s=2 8ni/s voy=vosin3 7。=3 5 x 0 ? 6m/s=21 m/s 在豎直方向上，y = V0yt-|gt2 代入已知量，解得t=0.2s或4s,其中t=0.2s是對(duì)應(yīng)圖中B點(diǎn)的解，表示該球自曲 飛行至B點(diǎn)所需時(shí)間。因此本題中，應(yīng)選解t=4s。在此飛行時(shí)間內(nèi)，該球的水平初速度 不變，可得水平位移為x=voxt=28 x4m= 112m。 答案:112m 【課堂小結(jié)】 受力特點(diǎn)