第4節拋體運動的規律教學設計備課人學科物理課題5.4拋體運動的規律教學內容分析平拋運動是常見的曲線運動之一，可作為應應用運動的合成和分解知識的典型案例，它也是研究一般拋體運動的基礎。本節在前一節用實驗探究平拋運動特點的基礎上，進一步從理論的角度分析得出平拋運動的規律，為一般拋體運動的石研究和類平拋問題的求解奠定基礎。本節既是運動和力、牛頓運動定律應用的及延續，又是研究曲線運動方法的具體應用，不僅涉及運動規律、牛頓運動定律，還涉及運動分析受力分析和分解方法，以及建立坐標系、解決問題的程序與規范等，具有很強的綜合性。學情分析學生已經具備一定的邏輯思維和建模能力，也學習了牛頓運動定律、運動的合成與分解等知識，能夠對簡單的曲線運動力進行簡單分析，但對一般的曲線運動還是只停留在定性認識，尚未形成對一般曲線定量分析的能力。教學目標1.知道拋體運動的受力特點，理解平拋運動的規律。2.會用運動合成和分解的方法分析平拋運動。3.能用平拋運動規律分析生產、生活中的平拋運動。教學重難點1.平拋運動的規律及推論（重點）2.平拋運動的規律及推論的應用（重點難點）教學過程教學環節教師活動學生活動設計意圖導入新課觀察與思考：在排球比賽中，你是否曾為排球下網或者出界而感到惋惜？如果運動員沿水平方向擊球，在不計空氣阻力的情況下，要使排球既能過網，又不出界，需要考慮哪些因素？如何估算球落地時速度大小？復習與回顧：1.平拋運動：初速度沿水平方向的拋體運動就叫作平拋運動。①條件:初速度沿水平方向；忽略空氣阻力，只受重力。②性質：勻變速曲線運動。2.研究方法：化曲為直。①水平方向：勻速直線運動；②豎直方向：自由落體運動。學生觀看思考學生復習回顧為平拋運動的定量研究做好鋪墊強化明確平拋運動的特點和研究方法講授新課一、平拋運動的速度思考與討論：(1)對于平拋運動，水平方向合外力多大？豎直方向合外力多大？豎直方向的加速度等于多少？(2)根據研究平拋運動的方式，若一個物體以速度v0水平拋出，那么水平方向的速度和豎直方向的速度隨時間如何變化？(3)某個時刻做平拋運動的物體的合速度為多大？這個速度與水平方向的夾角為多大？(4)任意兩個相等的時間間隔內速度的變化是否相同？【要點總結】1.水平方向：vx＝v02.豎直方向：vy＝gt。3.合速度：v＝eq\r(veq\o\al(2,x)＋veq\o\al(2,y))＝eq\r(veq\o\al(2,0)＋（gt）2)4.速度方向：與水平方向夾角滿足tanθ＝eq\f(vy,vx)＝eq\f(gt,v0)5.速度變化特點：任意兩個相等的時間間隔內速度的變化相同，Δv＝gΔt，方向豎直向下.【例題1】將一個物體以10m/s的速度從10m的高度水平拋出，落地時它的速度方向與水平地面的夾角θ是多少？不計空氣阻力，g取10m/s2。二、平拋運動的位移與軌跡思考與討論：(1)根據研究平拋運動的方式，若一個物體以速度v0水平拋出，那么水平方向的位移和豎直方向的位移隨時間如何變化？(2)某個時刻做平拋運動的物體的合位移為多大？這個位移與水平方向的夾角為多大？(3)你是否可以根據水平位移和豎直位移，通過推導的方式得到平拋運動的軌跡方程呢？【要點總結】1.水平方向：x＝v0t2.豎直方向：y＝eq\f(1,2)gt23.合位移：l＝eq\r(x2＋y2)4.位移方向：與水平方向夾角滿足tanα＝eq\f(y,x)＝eq\f(gt,2v0)5.平拋運動的軌跡(1)根據x＝v0t求得，t＝eq\f(x,v0)，代入y＝eq\f(1,2)gt2得y＝eq\f(g,2veq\o\al(2,0))x2。(2)eq\f(g,2veq\o\al(2,0))這個量與x、y無關，滿足數學中y＝ax2的函數形式，所以平拋運動的軌跡是一條拋物線。思考與討論：(1)根據平拋運動的位移公式，你認為平拋運動的物體空中飛行的時間哪些物理量決定，請計算說明？(2)根據平拋運動的位移公式，你認為平拋運動的物體落地的水平位移由哪些物理量決定，請計算說明？6.平拋運動時間：t=，即平拋物體在空中的飛行時間僅取決于下落的高度，與初速度v0無關。7.落地的水平距離：x=v0，即水平距離與初速度v0和下落的高度h有關，與其他因素無關。【例題2】如圖，某同學利用無人機玩“投彈”游戲。無人機以v0＝2m/s的速度水平向右勻速飛行，在某時刻釋放了一個小球。此時無人機到水平地面的距離h＝20m，空氣阻力忽略不計，g取10m/s2。（1）求小球下落的時間。（2）求小球釋放點與落地點之間的水平距離。三、平拋運動的推論思考與討論：(1)請你計算證明做平拋運動的物體在任意時刻速度的反向延長線是否一定通過此時水平位移的中點？(2)做平拋運動的物體在某時刻，其速度方向與水平方向的夾角為θ，位移方向與水平方向的夾角為α，請你計算證明tanθ與tanα存在怎樣的關系？【要點總結】1.速度的反向延長線過水平位移的中點；2.速度與水平方向夾角和位移與水平方向夾角正切值的關系：tanθ＝2tanα。四、一般的拋體運動觀察與思考：(1)觀察下面幾項運動，標槍、籃球和鉛球投擲出時，速度方向是否還是水平方向？投出后它們的軌跡直線還是曲線？(2)如果忽略空氣阻力的影響，那么標槍、籃球和鉛球的受力又有什么樣的共同特點？（一）斜拋運動1.定義：如果物體被拋出時的速度v0不沿水平方向，而是沿斜上方或斜下方，且只受重力的作用，這樣的拋體運動稱為斜拋運動。2.性質：由于做斜拋運動的物體只受重力，且初速度與合外力不共線，故斜拋運動是勻變速曲線運動。思考與討論：(1)根據你所學習的研究平拋運動的知識，你認為如何研究斜上拋運動？(2)你是否可以大膽的猜測一下做斜上拋運動的物體，水平方向和豎直方向各做什么運動？你的依據是什么？(3)根據你對斜上拋運動的分析和對平拋運動的認識，你是否可以寫出斜上拋運動在水平和豎直方向上速度、位移隨時間變化的關系式呢？【要點總結】（二）斜上拋運動的規律1.速度大小：(1)水平方向：v0x＝v0cosθ；(2)豎直方向：v0y＝v0sinθgt2.位移大小：(1)水平方向：x＝v0cosθ·t；(2)豎直方向：y＝v0tsinθgt2/2思考與討論：(1)對于做平拋運動的物體，任意兩個相等的時間間隔內速度的變化相同，那么對于做斜上拋運動的物體是否也有類似的規律特點呢？(2)做斜上拋運動的物體在最高點的速度等于零嗎？如果不為零，那么應該是多大？豎直速度等于零嗎？你是否可以算出它的最大高度？(3)如何計算做斜上拋運動的物體從拋出點上升的到最高點用的時間？從最高點再此回到與拋出點等高的平面所用時間是否等于從拋出點到最高點的時間？為什么會有這樣的結果？【要點總結】3.速度變化：由于斜拋運動的加速度為定值，因此，在相等的時間內速度變化量的大小相等，方向均豎直向下，Δv＝gΔt。4.最大高度：y=5.飛行時間：t=6.對稱性：（1）速度對稱：軌跡上關于過軌跡最高點的豎直線對稱的兩點速度大小相等，水平方向速度相同，豎直方向速度等大反向。（2）時間對稱：關于過軌跡最高點的豎直線對稱的曲線上升時間等于下降時間，這是由豎直上拋運動的對稱性決定的。（3）軌跡對稱：其運動軌跡關于過最高點的豎直線對稱。思考與討論：(1)做斜上拋運動的物體水平射程如何計算？(2)如何計算做斜上拋運動的物體水平射程最大值？如果你從事標槍、鉛球等體育項目的比賽，想要取得好成績，根據計算的結果，對你有什么啟示？(3)根據斜上拋運動物體水平和豎直位移與時間的方程，你是否可以計算證明斜上拋運動的運動軌跡是拋物線？（計算類比平拋運動）【要點總結】7.水平射程：x=；當θ=45°時x最大，xmin=五、課堂練習學生思考討論并做出定量推導學生識記記錄學生練習學生思考討論并做出定量推導學生識記記錄學生思考討論并回答學生識記記錄學生練習學生思考討論推導并回答學生識記記錄學生觀察思考并回答學生識記記錄學生思考討論并回答學生識記記錄學生思考討論并回答學生識記記錄學生思考討論并回答學生識記記錄學生練習引導學生推導平拋運動的速度大小方向讓學生明確速度的定量關系鞏固練習引導學生推導平拋運動的位移大小方向讓學生明確位移的定量關系引導學生思考平拋運動時間和落地水平距離重點強化鞏固練習引導學生推導兩推論關系重點強化引導學生認識斜拋運動的特點讓學生明確斜拋的定義和特點引導學生思考斜拋運動的研究方法和運動特點重點強化引導學生思考最大高度、飛行時間、對稱性的特點重點強化引導學生思考水平射程和最大值問題，證明拋物線方程重點強化強化鞏固課堂總結板書設計§5.4拋體運動的規律一、平拋運動的速度1.水平方向：vx＝v02.豎直方向：vy＝gt。3.合速度：v＝eq\r(veq\o\al(2,x)＋veq\o\al(2,y))＝eq\r(veq\o\al(2,0)＋（gt）2)4.速度方向：與水平方向夾角滿足tanθ＝eq\f(vy,vx)＝eq\f(gt,v0)二、平拋運動的位移與軌跡1.水平方向：x＝v0t2.豎直方向：y＝eq\f(1,2)gt23.合位移：l＝eq\r(x2＋y2)4.位移方向：與水平方向夾角滿足tanα＝eq\f(y,x)＝eq\f(gt,2v0)5.平拋運動的軌跡：y＝eq\f(g,2veq\o\al(2,0))x26.平拋運動時間：t=7.落地的水平距離：x=v0三、平拋運動的推論1.速度的反向延長線過水平位移的中點；2.速度與水平方向夾