8. 匀变速直线运动规律的应用公开课教学设计模版

高一物理导学案

《竖直上抛运动》导学案

适用年级：高一，课时：1课时，

内容概述

本节课《竖直上抛运动》是普通高中课程标准实验教科书《物理》（必修1）中的第二章第4节《匀变速直线运动规律的应用》一课的延伸内容，匀变速直线运动在前面已经详细的学习过，它的典例之一《自由落体运动的规律》也系统的学习过，而本节主要从匀变速直线运动的实际应用出发，研究竖直上抛运动的规律和常见问题的方法与技巧。匀变速直线运动是高中物理运动学部分中最基本、也是最重要的知识之一，学好这个内容为掌握匀变速直线运动打好坚实的理论基础。此外，这部分知识与我们的生活息息相关，掌握了这部分内容，才能有效的应用它解决诸多运动学和动力学问题。

一、三维目标

1、知识与技能

（1）理解竖直上抛运动的概念及运动学规律；

（2）能够根据条件或方法判定物体是否做竖直上抛运动；

（3）会用竖直上抛运动学规律求解实际问题。

2、过程与方法

（1）感悟竖直上抛运动基本公式的推导过程；

（2）体验三种解题方法在求解竖直上抛运动参量过程中的优劣性。

3、情感态度与价值观

(1)

通过本节的学习活动，鼓励学生勇于探究与日常生活相关的物理问题

(2)

通过逻辑推理与讨论活动，培养学生严谨的科学态度和合作精神

二、教学的重、难点

1、重点：

通过本节的学习，学生应学会竖直上抛运动的判定荷运动学规律，掌握竖直上抛运动的三个对称性。

2、难点

本节主要运用匀变速直线运动的规律，结合竖直上抛运动的特点，让学生学会正确理解与运用分段法、整体法和图像法解决实际问题。

三、学情分析（学习本节学生的优势和不足）

在之前学生已经详细而系统的学习了匀变速直线运动的规律，这为本节学习做好了铺垫，较难理解的地方就竖直上抛运动的整体法和三个对称性。

知识框架

(1)速度—时间：

(1) 自由落体

匀vtv0at

变(2)位移—时间：

运动学规律

速典例分类

vv1(2) 竖直上抛

直s0ttv0tat2

线22运(3)位移—速度：

动(3) 追及与相遇

22

vv2as

t0四、教学方法：

本节内容涵盖学生自主学习法、教师讲授法、推理归纳法、小组讨论以及师生互动等环节，通过以上活动，让学生学会自主探究知识，激发学生的学习兴趣和求知欲。最后，通过解题1

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方法、技巧的总结，充分地让学生提高对自然规律的深刻理解力。

五、课前知识自主回顾（匀变速直线运动的相关比例及推论）

1.初速度为零的匀加速直线运动的比例关系：

条件特点：从运动开始时刻计时，设T为等分时间间隔

（1）从静止开始，1T末、2T末、3T末…、nT末瞬时速度之比为：

v1:v2:v3::vn1:2:3::nn1

（2）从静止开始，1T内、2T内、3T内…、nT内通过位移之比为：

s1:s2:s3::sn12:22:32::n2n1

（3）从静止开始，第一个T内、第二个T内、第三个T内…、第n个T内通过位移（或在连续相等时间间隔内通过的位移）之比为：

:s2:s3::sn1:3:5::(2n1)n1s1

（4）从静止开始，物体通过第一个s、第二个s、第三个s…、第n个s（或通过连续相等位移）所用时间之比：

t1:t2:t3::tn1:(21):(32)::(nn1)n1

2. 匀变速直线运动的几个重要推论：

（1）做匀变速直线运动的物体，在相邻的相等时间间隔T 内的位移差是一个恒量，即：

ss2s1s3s2sn1snaT2n1

推广smsn(mn)aT2mn（2）等速关系：做匀变速直线运动的物体，在某段时间内的平均速度等于这段时间的中间时刻的瞬时速度，也等于该段速度的平均值，即：

vvtv平2

（3）做匀变速直线运动的物体，在某段位移中点的瞬时速度等于初速度和末速度的平方和的一半的平方根，即：

2v0vt2

vs22

物体做匀加速、匀减速直线运动中点位移速度与中间时刻速度大小关系：

vsvt22

问题的提出和导入

2

（1）问题提出

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（2）日常所见的一些现象

大型广场的人工喷泉：如大雁塔喷泉等

（3）模拟演示

编程制作的Flash动画，模拟演示竖直上抛运动等，加

深学生对竖直上抛运动的认识和了解。

新课

一、竖直上抛：

（1）定义：

在忽略空气阻力的情况下，将物体以一定初速度竖直向上抛出，且只在重力作用下的运动称为竖直上抛运动。

（2）特点（判断方法）

（3）运动学规律及推出方法

速度—时间：

vtv0gt

12hvtgt位移—时间: 02

2位移—速度：

vt2v02gh

（4）竖直上抛运动的分段规律

1、上升阶段有什么特点：

匀减速直线运动

2、下降阶段有什么特点：

自由落体运动

结论：竖直上抛运动可视为一个物体先后经历了匀减速直线运动与自由落体运动。

3、问题：上升与下降阶段有什么关系？

上升与下降是对称的

（5）运动的对称性（3个对称性）

1、等高性

物体从某点上升到最大高度和返回时经过同一点时，上、下段路程相等，即：

L上=L下

2、等时性

3

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物体上升到最大高度所用时间t上和返回时经过抛出点所用时间t下相等，即：

t上=t下3、等速性（等瞬时速率）

物体在上升或下降时，经过同一点时，速度的大小相等，即：v

上=v下二、方法与规律（3个方法）

1、分段法

vt=0vtv0gt

2vvv102t

当tt时,上升段h0(2)当tt0,最高点hmax(1)tv0tgt02g22

22v22ghvv2gh

00t

vgt,方向向下

t1

(3)当tt0,下降段，令ttt0,则下落的高度：hg(t)2

22

v01物体位移：Hg(t)2

2g22、整体法

要诀：规定初速度v0方向为正方向，即竖直向上为正，则上升阶段：vt>0，下降阶段：vt<0 vtv0gt

vv1方法及规律h0ttv0tgt2

223、图像法

2vt2v02gh

要诀:两点确定一直线

设竖直方向为正方向，结合运动学规律,令：

vtv0gt00，得t0，由一次函数特点知，物

体运动的图像如右:

三、（1）解题方法示范

一个竖直上抛运动，初速度是30 m/s，经过2.0 s、3.0 s、4.0 s，各秒末的速度分别是多少？，物体的位移分别是多少？通过的路程分别是多长？（g取10 m/s2忽略空气阻力）

方法一：整体法

解：由题意，设竖直方向为正方向，则v0=30m/s,a=-10m/s2,结合运动学规律得：

t12s末速度：v1v0at110m/s

v0vt位移：ht140m1

2

t3s末速度：vvat0m/s，位移：hv0v2t45m2202222

t4s末速度：vvat10m/s，位移：hv0v3t40m3303332

总路程为:Lh2(h2-h3)50m

答：略4

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方法二：图像法

解：由题意，设竖直方向为正方向，则v0=30m/s,g=-10m/s2,

结合运动学规律,令：vtv0gt00,得，t03s,由一次函数

特点知，物体运动的图像如右:

四、优化训练

1．竖直上抛运动可以看成向上的匀减速直线运动和向下的自由落体运动的两个运动过程，若规定初速度方向为正方向，那么（

）

A.当物体位移为零时，物体一定落回抛出点；

B.当物体速度为零时，物体落回抛出点；

C.当物体的位移大于零时，物体向上运动；

D.当物体的速度小于零时，物体向下运动。

2、某同学身高1.8m，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8m高度的横杆．据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(g=10m/s2)

（

）

A.2 m/s

B.4 m/s

C.6 m/s

D.8 m/s

3.一物体自空中的A点以一定的初速度向上抛出，1s后物体的速率变为10m/s，则此时物体的位置和速度方向可能是(不计空气阻力，g=10m/s2) （

）

A.A点上方，速度方向向下

B.A点下方，速度方向向下

C.正在A点，速度方向向下

D.在A点上方，速度方向向上

4．在空中某点竖直上抛物体经8s落地，其υ-t图像如图所示，抛出后经_______s到达最大高度，最高点离地面高度是_________m，抛出点的高度是________m.

课堂总结

（一）学到了什么：

1.理解竖直上抛运动的概念及运动学规律；

2.能够根据条件或方法判定物体是否做竖直上抛运动；

3.会用竖直上抛运动学规律求解实际问题。

（二）学会的规律和方法：

1.竖直上抛的三个对称性：等高性、等时性和等速性；

5

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2.竖直上抛运动的方法：分段法、整体法和图像法。

（三）知识迁移和推广：

可以解决竖直上抛与类竖直上抛运动问题。

课后作业：绩优学案P21，高效层级训练2、3、5

教学反思：

竖直上抛运动是匀变速直线运动的典例之一，它可以等效为两个运动过程，即：匀减速直线运动和自由落体运动，因此，作为匀变速直线运动的范式典例，难度适中，较好的体现了匀变速直线运动的规律，讲述本节内容时，可以提供三种方法，一个是分段法，此法适合于求路程参量，过程清晰，思路简单。第二个方法是整体法，运用匀变速直线运动公式就可解决速度、位移等问题，特别注意正方向的规定，但是路程此法不易计算，图像法将以上两种方法进行了有效的结合，即可求解速度和位移，求解路程也较为方便，但是对识图、画图的能力要求较高。学生在学习时应加以区分和注意。

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