4. 斜抛运动（选学）特级教师教学实录

必修二第一章第4节斜抛运动

【整体设计】

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。

【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；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。

【教学重难点】

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。

【教学目标】

物理观念与科学思维

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。

科学探究

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。

科学态度与责任

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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。

【教学过程】

播放视频（铅球、标枪）。

视频播放完后引入本节新课：

师：同学们，大家刚才看了铅球比赛和标枪比赛的视频，不知大家是否意识到了其中所蕴藏的物理学知识，作为竞技体育运动，如何才能提高比赛的成绩呢？今天我将带领大家从物理学角度来解决这个问题。

复习：曲线运动、平抛运动

师：同学们，我们在前几节课中学***抛运动，再早还学习了竖直上抛运动，那么，大家能不能告诉我？这两种运动有什么共同点和不同点吗？

生：都只受重力，但初速度方向不同。

师：下面请大家根据刚才在视频中的铅球和标枪的运动，思考以下几个问题：

1．铅球、标枪刚离手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．铅球及标枪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：斜抛运动定义：

物体只在重力作用下，以与水平方向成一定倾角的初速度开始的运动叫斜抛运动。

师：同学们还记得平抛运动的运动性质吗？根据斜抛运动的定义，你们能判断斜抛运动的运动性质吗？

生：平抛运动是匀变速曲线运动。斜抛运动只受重力，加速度恒为g，所以也是匀变速曲线运动。

板书：斜抛运动的运动性质

匀变速曲线运动

板书：抛射速度和抛射角

物体抛出速度称为抛射速度，抛射速度方向与水平方向之间的夹角称为抛射角。

师：如果用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，请同学们观察教材14页图1-4-3的图片，从照片中可看出这是一条对称的曲线，我们把这样

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的曲线称为抛物线。对于斜抛运动，我们该用什么方法研究呢？

师：带着这样的问题，我们先来回顾一下前面已学过的平抛运动的处理方法，同学们还记得平抛运动是用什么方法来研究、分析的吗？

生：把平抛运动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。

师：我们可否采用类似的方法研究斜抛运动？

师：同学们再观察图1-4-3，若用平抛运动的处理方法，把斜抛运动分解成水平方向和竖直方向的两分运动，你能看出这两个分运动的运动性质吗？

生：水平方向匀速运动，竖直方向先向上减速运动，然后向下加速运动。

师：斜抛运动物体在水平方向不受力，做匀速直线运动；在竖直方向受到向下的重力作用，但有向上的初速度，因此在竖直方向做竖直上抛运动。

（引导学生推导出斜抛运动的规律）

[板书]斜抛运动的规律：

vy θ

y V0 vxv0cos vyv0singt

1xv0cost yv0sintgt2

2o x vx 师：从公式中可看出：当vy=0时，小球达到最高点，所用时间tv0sin；小球自最高点自gy V0 h s 由落下所需时间，与上升到最高点所需时间相等，o θ

2vsin因此小球飞行时间为T2t0。小球能达gx 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。

师：现在我们再回到前面提出的问题：如何才能在铅球和标枪比赛在中提高成绩，即如何才能投掷得更远。根据前面对斜抛运动规律的学习，同学们能猜想出斜抛运动的射高和射程可能与什么有关吗？

生：应该与初速度v0、抛射角θ有关。

师：下面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。

1．探究射高h和射程s与初速度v0的关系：

（1）细玻璃容器内装有水，滴入几滴红墨水，用橡皮塞塞紧容器口，倒置于铁架

3 θ

h s

台上；用注射针头连接软管组成喷水嘴，再与细玻璃容器相接。

（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：抛射角一定时，抛射速度变小，水流的射程和射高都变小。

探究实验二：探究射高、射程与抛射角的关系。

（1）将实验一的细玻璃容器、软管、注射针头取下，换成：事先已在底部开几个小孔的容积为1．25升的矿泉水瓶装满水，用连接有软管的软木塞塞紧后固定在铁架台上，软管的另一端连接着滴管作为喷水嘴，用一铁夹子夹住软管作为开关。（如图所示）

（2）放开铁夹子，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。

归纳总结：

（1）射高：射高随抛射速度越大和抛射角的增大而增大。

（2）射程：抛射角一定时，抛射速度越大，射程越大；抛射速度大小一定时，抛射角取45度时射程最大。

[板书]影响射高和射程的因素:初速度、抛射角

师：同学们，现在你们能回答我们前面提出的问题了吗？

生：尽量增大抛射速度，同时抛射角取45度。

师：通过探究我们发现在抛射速度大小一定时，抛射角取45度时射程最远，那么大家能否从理论上加以证明呢，请同学们课后完成这个证明。

师：我们通过理论分析和实验探究，对斜抛运动应该有一个比较清晰的认识和理解了，但不知同学们注意过没有，生活中许多的斜抛运动并不时这样的，大家观察一下教材15页图1-4-8，看一下喷出的水流的运动轨迹时否与我们理论一致？

生：不一致，轨迹不对称。

θ

h s

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师：哪同学们知道是什么原因造成的吗？

生：空气阻力。

师：所以，我们研究的斜抛运动是在没有空气阻力影响或空气阻力影响可以忽略不计时的一种理想情况，这正好体现了抓住主要矛盾，忽略次要因素的物理思维方法。

【作业布置】

将一小球以5m/s的速度从地面斜向上抛出，不计空气阻力。求：

（1）小球的最大射程和最大射高分别多大？

（2）若抛射角为37度，则小球的射高和射程分别多大？

【板书设计】

斜抛运动定义

斜抛运动

斜抛运动的抛射速度和抛射角

斜抛运动的规律

影响射高和射程的因素

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