物理学与人类文明公开课教案（教学设计）

教学课题： 第二节 平抛运动

课 时：一课时 教 师：

杨兰

教学重点

1．平抛运动、抛体运动的特点和规律．

2．用平抛运动、抛体运动规律解答有关问题．

教学难点

1．让学生能根据运动合成与分解的方法探究出平抛运动和斜抛运动的一般规律．

三维目标

知识与技能

1．会用运动的合成与分解的方法分析平抛运动．

2．知道平抛运动可以看成水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动，并且这两个运动互不影响具有独立性．

3．能应用平抛运动的规律交流讨论并解决实际问题．在得出平抛运动规律的基础上进而分析斜抛运动．分析斜抛运动不在具体规律，而在方法．

过程与方法

1．学生能通过对生活事例的分析得出平抛运动的定义．

2．体会平抛运动规律的探究过程，体会运动的合成和分解在探究平抛运动规律中的应用．

3．平抛运动的研究方法——用两个简单的直线运动来等效替代．利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动，渗透物理学等效代换的思想．

4．在掌握平抛运动的研究方法的基础上自主探究斜抛运动．

情感、态度与价值观

1．培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神．

2．培养学生将所学知识应用于实践的意识和勇气，主动探究实现知识的迁移．

课前准备

自制多媒体课件、小球

教学过程

导入新课

故事导入

1992年11月15日是柯受良永生难忘的日子，这一天他创下了飞跃长城的壮举，此次飞越的距离虽仅有30米，但地势险要，落点前面是悬崖峭壁，稍不慎就会撞得粉身碎骨，因此不少人说，这是在“赌命”．但见他面带笑容和自信，骑着摩托车以每小时100码的速度冲上斜坡，然后再加速，突然，天空中划出一道弧线，摩托车就重重地落在接应台上，整个过程不到10秒钟，在场的

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观众看着这一惊险场面，无不目瞪口呆．就是在祖国母亲的博大怀抱中，柯受良成为世界上第一个飞越长城的人，这是他人生辉煌的一个转折点．

1997年，香港回归前夕，柯受良驾驶跑车成功飞越了黄河天堑长度达55米的壶口瀑布．飞越当天刮着大风，第一次飞越没有成功，但第二次成功了，其中有过很多危险的动作，但他都安全度过了，因此获得了“亚洲第一飞人”的称号．

一、导入新课

1.物理情景展示

［教师示范］

竖直上抛一粉笔

［过渡］

粉笔头是否只能往上抛？

［学生活动设计］

①互相讨论

②实例演示

［师生互动归纳］

2.直接引入

本节课就来学习抛体运动中非常重要的一种——平抛运动. 二、新课教学

讨论: 1、粉笔头的运动是平抛运动吗？为什么？

2、什么样的运动是平抛运动？

3、平抛运动为什么是曲线运动？

4、演示实验中A、B两球为什么会同时落地？

5、演示实验中无论B球的初速度大还是小，A、B两球为什么还是同时落地？

6、小球在空中飞行的时间有什么特点？为什么？请猜想它将是哪两种简单的直线运动的合成结果。 (一)平抛运动的定义

［CAI课件］模拟小球从水平桌面抛出的情景. ［学生活动设计］

1.注意观察运动特点. 2.尝试抽象概括平抛运动的定义.

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［师生互动总结］

1. 小球具有水平初速度，抛出后受空气阻力、重力(重力 阻力)可认为只受重力(忽略空气阻力)，轨迹是曲线. 2.定义：将物体沿水平方向抛出，只在重力作用下的运动，叫平抛运动. 1、定义：将物体沿水平方向抛出，只在重力作用下的运动，叫平抛运动。

2、物体做平抛运动的两个因素：

一是具有水平初速度

二是只受重力的作用（一般情况下空气阻力很小可忽略）

［引申］前后联系

平抛运动的轨迹为什么是曲线运动？

［学生结合第一节知识讨论作答］

平抛运动中，物体速度方向一直在变，与重力(合力)的方向不在同一直线上，所以其轨迹为曲线，是曲线运动. ［举例探讨］

由学生讨论得出并给予详细解释. ［强化训练］

从匀速运动的火车上伸出手将一物体自由释放，如不计空气阻力，物体将做什么运动？

［学生分组活动讨论］

［参考解释］物体做平抛运动.强调①由于惯性，初速度水平②仅受重力. (二)平抛运动的分运动

1.复习合运动、分运动

2.实验论证

①介绍实验装置如下图所示

②介绍实验做法. 因弹簧片C受到小锤D的打击，C向前推动小钢球具有水平初速度，使A做平抛运动，同时(强调)松开小钢球B，使B从孔中自由落下，做自由落体运动. ［学生活动设计］

1.请B层次的同学做实验，用不同的力来击打C. 2.其他同学注意观察A球、B球的运动特点. ［教师提示］

观察现象

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1.A球和B球落地的先后. 2.用力大小不同时，A球的水平距离有什么不同. ［学生描述实验现象］

1.无论A球的水平速度大小如何，它总是与B球同时落地. 2.A球的水平初速度越大，走过的水平距离也越大. 3.A球水平初速度的大小并不影响平抛物体在竖直方向上的运动. ［师生互动归纳］实验分析结论

物体在做平抛运动的过程中，沿竖直方向的运动效果为自由落体运动. ［过渡］设疑

能否实际证明？水平方向的运动情况又如何呢？

［CAI课件］模拟课本中的平抛运动与自由落体运动对比的频闪照片. ［学生活动］

1.请一名同学到放大的屏幕前用米尺测量水平、竖直方向的位移情况. 2.其他同学在下面独自测量课本图上的水平、竖直位移对比分析. ［教师介绍］频闪照片的时间间隔相等. 3.测量结束后

［师生互动］

1.尽管两个球在水平方向的运动不同，但它们在竖直方向上的运动是相同的. 2.通过测量小球在相等时间里前进的水平距离，发现其在误差允许范围内相同，可得：平抛运动在水平方向的运动是匀速的. 3.上述两点说明水平方向的运动与竖直方向的运动互不影响. ［结论］

平抛运动的分运动可分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动. 3.理论分析

提出问题：

①怎样从理论上来分析平抛运动的这两个分运动？

②平抛运动在水平方向和竖直方向的加速度分别为多大？它的合加速度又如何？

③能否说平抛运动是一种匀变速运动？

［结论］

①做平抛运动的物体在水平方向上具有初速度v0，但不受力，所以做匀速直线运动；在竖直方向上无初速度，仅受重力，故其运动效果为自由落体运动. F水0mm=0 ②平抛运动的物体在水平方向上a=F竖mgmm=g 平抛运动的物体在竖直方向上a=

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平抛运动的物体的合加速度也为g,方向竖直向下. ③因为平抛运动的加速度大小为g，方向竖直向下不变，所以平抛运动是匀变速运动，又因其轨迹为曲线，故可称之为匀变速曲线运动. (三)平抛运动的规律

1.明确研究方法

［结论］研究平抛运动采用先运动分解再合成的方法来进行.又因平抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动.故首先先把各个分运动的规律得出，再合成.这样就把曲线运动变为两个直线运动. 2.平抛运动的速度

结合思考提纲归纳.

［思考提纲］

①平抛运动的物体经时间t后，它的水平分速度和竖直分速度如何表示？

②它的合速度如何求解？

③此时合速度的方向如何表示？

［结论］

在t时刻：水平速度vx=v0 竖直速度vy=gt 合速度v=vxvyv0(gt)2222

vy方向表示：以合速度偏离水平方向夹角的正切值表示：tanθ=vx3.平抛运动的位移

①先画出从O点水平抛出的物体的轨迹. ②确定画出某时刻的位移s及水平位移x和竖直位移y. ③类比速度规律讨论归纳. gtv0

学生描述规律

［结论］

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在t时刻：水平位移：x=v0t 1竖直位移：y=2gt2

1x2y2(v0t)2(gt2)22合位移：s=

合位移的方向(与水平位移夹角φ) 12gty2gtxv0t2v0tanφ=

［思考题］位移方向与速度方向相同吗？

［学生讨论］不同.tanθ=2tanφ

4.平抛运动的加速度

任何时刻：水平方向ax=0 竖直方向ay=g

5.其他推导

①轨迹方程

［过渡设疑］

平抛运动的轨迹是什么曲线？

［理论推导］

提示后学生独立推导

上式为抛物线方程，即轨迹是一条抛物线，

其顶点在原点(抛出点)，开口向下。 ②其变形应用

g22yxv02gx22v0由y=

［说明］这是应用坐标求初速度的基本方法.实验问题中经常应用. ③速度变化公式

a.思考如何来确定. b.如何推导，有何特点，讨论进行. ［师生互动］

Δv=a·Δt=g·Δt

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方向始终竖直向下

课堂训练

1．在距地面高为h＝20 m处，有两个物体A、B，将A以v0＝20 m/s速度水平抛出的同时，B物体做自由落体运动，问谁先落地(

)．

A．A先落地

B．B先落地

C．同时落地

2．某人从一列在平直铁轨上匀速行驶的列车上，将一物体自由地释放于窗台外，在不计空气阻力的情况下，则本人看到该物体的运动轨迹是(

)．

3．在上题中，若有一个人站在地面上静止不动，则看到该物体的运动轨迹是(

)．

4．平抛运动物体的飞行时间由什么决定？

写出表达式．

5．平抛运动物体的水平飞行距离由什么决定？写出表达式．

6．平抛运动物体的落地速度由什么决定？写出表达式．

参考答案：1.C 2.A 3.C 4．飞行时间由高度决定，表达式：t＝2h. g2h5．水平飞行距离由高度和初速度决定，表达式：x＝v0g. 6．落地速度由初速度和高度决定，表达式：v＝v20＋2gh. 如果物体抛出时的速度v0不沿水平方向，而是沿斜向上方或斜向下方且仅受重力，这样的斜抛运动怎么分析？

三、一般的抛体运动

问题：1.斜抛运动的物体仅受重力，水平方向的速度变化吗？如果水平速度不变，应该有多大？

2．斜抛运动与平抛运动在竖直方向上相比，有什么相同和不同？ 结论：1.水平方向做速度为vx＝

v0cosθ的匀速直线运动．

2．竖直方向做初速度为vy＝v0sinθ竖直上抛运动或竖直下抛运动．

1斜上抛运动：

x＝vxt＝v0cosθ·t

y＝v0sinθ·t－gt2

21斜下抛运动：x＝vxt＝

v0cosθ·t

y＝v0sinθ·t＋gt2. 2 (四)实践应用

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例题：一架老式飞机在高出地面0.81km的高度，以2.5×102 km/h的速度水平飞行。为了使飞机投下的炸弹落在指定的目标上，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。

CAI课件模拟物理情景

［教师引导确定解题思路］

11.据y=2gt2变形先求出炸弹在空中的运动时间. 2.据x=v0t变形求出在这段时间内的水平位移. ［学生活动］

结合解题思路独自写出解题过程. ［师生互动］

实物投影同学的解题过程，激励评价. ［投影］详解

2y1解：由y=2gt2得t=g

又x=v0t 所以：x=v0t=v02yg

代入数值得：x=0.89 km 答：飞机在离轰炸目标水平距离是0.89 km的地方投弹. ［题后总结］

关键思路：炸弹落地前的水平距离与投弹时飞机离目标的水平距离相等. 三、小结

1.教师归纳——方法渗透

平抛运动的研究方法是先分解后合成，把较复杂的曲线运动简化为简单的直线运动. 2.学生小结

小结提纲

1.何为平抛运动？其研究方法是什么？性质又是什么？

2.平抛运动的两个分运动的v、s、a的规律表述及与合运动的关系是什么？各运动的联系又是哪个量？(即相等的量) 3.平抛运动中的其他规律表述有哪些？

四、作业

1.复习该节内容. 2.作业三. 3.预习下节知识点. 4.思考题：

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如果从高空中水平飞行的飞机上，每隔1 min投一包货物，则空中的货物和飞机的连线有什么特点？落地点之间距又有何特点？

五、板书设计

2 平抛运动

一、平抛运动的速度

任意时刻的速度由vx＝v0，vy＝gt得v＝v20＋2gh

二、平抛运动的位移

1任意一点的位置P(x，y)，其中x＝v0t

y＝gt2

2任意时刻的位移：s＝x2＋y2＝v0t2＋12gt22

ygt方向tanα＝＝＝

xv0t2v0g平抛运动的轨迹y＝2x2

2v0三、一般的抛体运动(斜上抛和斜下抛)：

处理方法：运动的合成与分解

12gt2

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