4. 斜抛运动（选学）主要内容及教案内容

《斜抛运动》教学设计

沙市第五中学

包昌涛

【教材分析】

本课题是在学完运动的合成与分解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。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。对斜抛运动可以从运动轨迹和射高、射程两方面理解。射高与射程和初速度及抛射角有关。

斜抛运动是生活、国防等很多领域中常见的运动，研究起来可以加深学生对运动分析能力。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】

（1）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，但不是很熟悉；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。

（2）本节《斜抛运动》所涉及的斜抛运动规律比较复杂，学生对相应的数学、物理基础知识比较薄弱。教学中要特别强调方法及能力的培养，关注斜抛运动的规律与日常生活的联系，以提高学生对物理的学习兴趣。

【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。

【三维目标】

知识与技能

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。

3.了解弹道曲线以及我国的一些关于斜抛运动的基本国防科技。

过程与方法

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。

情感态度与价值观

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；

【教学媒体】

1.红墨水、注射针头、量角器、1米长的木尺、水槽、底部已开几个小孔的1.25升的矿泉水瓶、大白纸。

2．计算机、投影仪。

【教学程序设计】

一、引入新课并提出概念

教师：多媒体展示：柯受良驾车成功飞越黄河，提示学生注意观察视频中汽车的运动，总结汽车的运动特点。

学生：轨迹是曲线，初速度斜向上

教师：提问生活中还有那些类似的运动

学生：投出去的篮球……

教师总结：在这里使问题更加简化，我们忽略物体运动过程中受到的阻力。那么将物体以一定的初速度沿斜上方抛出，仅在重力下的运动，即斜抛运动。从定义上，我们可以看出平抛运动需要满足的两个条件：斜向上的初速度，仅受重力作用，

因为重力是恒力，故斜抛运动的加速度不变。

因此，斜抛运动的性质可以概括为：匀变速曲线运动

二、斜抛运动规律研究

教师：接下来的问题我们如何来研究斜抛运动？在回答这个问题之前，我们不妨先来回顾一下平抛运动的条件以及研究方法。通过类比，试着找出斜抛运动的研究方法

学生：在处斜抛运动的曲线运动问题中,和平抛运动一样。为了处理问题的方便，把斜抛运动分解成沿水平x方向及竖直y方向上的两个分运动。

①水平x方向上物体不受力的作用，故水平以某一初速度V0x作匀速直线运动。

②竖直y方向上物体受竖直向下重力G作用，又有一竖直向上的初速度V0y，故物体作竖直上抛运动。（竖直方向上，初速度V0y向上的，a=-g的匀减速直线运动）

教师：如果按照大家的方法，我们试着求出以初速度大小为v0,方向与水平方向成抛射的物体，t时间后的速度和位移，大家以小组为单位，小组内的同学合作完成。组长负责组织一下讨论。

★：把V0沿x，y方向分解在x—y直角坐标系上，有

V0x

，V0y

x V0

V0x= V0×cos

V0y= V0×sin

V0

V0x

y

教师：如果按照大家的方法，我们试着求出以初速度大小为v0,方向与水平方向成抛射的

物体，t时间后的速度和位移，大家以小组为单位，小组内的同学合作完成。组长负责组织一下讨论。

水平x方向上（匀直）：

Vx

=

V0x =

V0cos，

X = Vx

×

t =

V0cos×

t

竖直y方向上（匀减）：

四.斜抛运动中的射程、射高

教师：（引入概念）在有的问题中，比如投铅球，比如发射炮弹，我们需要关注做斜抛运动的物体能够被射多远？多高？这里需要了解这几个概念射程、射高、飞行时间。

需要说明的是，我们研究的是抛出点和落地点在同一水平面上的情形。

接下来我们试着求出以速度大小为v0，方向与水平方向夹角为的物体，射程、射高和飞行时间。提示一下我们可以先求出飞行时间。小组内合作完成。

学生合作完成问题并展示

教师总结：从射程的表达式可以看出，抛射角度一定时，初速度越大，射程越远，射高越大；初速度一定时，抛射角为45°时，射程最远，抛射角越大，射高越大。实际上是不是这样呢？

我们来通过实验来证实一下。在实验中采用控制变量法，即先保持抛射角θ不变，探究射高、射程与初速度的关系；再保持初速度v0不变，探究射高、射程与抛射角的关系。

1. 探究射高h和射程s与初速度v0的关系：

（1）将装水的饮料瓶内，滴入几滴红墨水，倒置于铁架台上；用注射针头连接软管组成喷水嘴。

（2）保持喷水嘴方向不变，即抛射角不变，通过拨动调节器改变

水的流速，观察随着容器中喷出水流的初速度减小，

水流的射程、射高的变化。

实验现象：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。

保持注射器喷出的水速不变，转动针头，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。

V0y

Y V0

Vy=V0y—gt

Vx

=V0x

V0x

X = V0cos×

t

X θ

h s

实验现象：在抛射角小于45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45时，射程达到最大；当抛射角超过45，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90时，射程为0，而射高达到最大；抛射角等于30和等于60时，射程一样。

讲述：自然界里许多动物虽然不懂什么是射高、什么是射程，却在不自觉地在应用，比如青蛙跳跃时，常常取45°角，以便跳得更远。如图所示。

四：空气阻力对斜抛运动的影响

讲述：物体在空气中运动时，会受到空气阻力的作用．空气阻力对物体运动的影响有时可以忽略．但是，像子弹或炮弹等物体，由于其飞行速度很大，空气阻力对它们的运动就会产生很大的影响．当物体的初速度很大时，如射出的子弹、炮弹，空气阻力的影响很大，既影响了射高，也影响了射程，子弹或炮弹的运动轨迹不再是抛物线，通常称为弹道曲线

6

斜抛运动：没有考虑空气阻力对物体运动的影响，轨迹是抛物线，升弧和降弧对称。

3 5 x/k3 y/km 000000

弹道曲线：考虑空气阻力的影响，轨迹不是抛物线。升弧和降弧不对称。

定义

条件

运动性质

水平方向：匀速直线运动

竖直方向：竖直上抛运动

射高

【板书设计】

一、斜抛运动

三、射程

四、弹道曲线

二、斜抛运动规律