1、高一物理第六章 曲線運(yùn)動(dòng)第三節(jié)探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律教案（一）知識(shí)與技能知道平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)為是初速度方向水平，只受重力作用，運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線。知道平拋運(yùn)動(dòng)形成的條件。理解平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，其加速度為g。能應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律分析實(shí)際問題。（二）過程與方法在知識(shí)教學(xué)中應(yīng)同時(shí)進(jìn)行科學(xué)研究過程教育，本節(jié)課以研究平拋物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律為中心所展開的課堂教學(xué)，應(yīng)突出一條研究物理科學(xué)的一般思想方法的主線：觀察現(xiàn)象初步分析猜測實(shí)驗(yàn)研究得出規(guī)律重復(fù)實(shí)驗(yàn)鑒別結(jié)論。利用已知的直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來研究復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，滲透物理學(xué)“化曲為直”“化繁為簡”的方法及“等效代換”“正交分解”的思想方法。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過重復(fù)多

2、次實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行共性分析，歸納分類，達(dá)到鑒別結(jié)論的教育目的，同時(shí)還能進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的教育。（四）教學(xué)重點(diǎn) 平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律（五）教學(xué)難點(diǎn) 平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律（六）教具 平拋豎落儀（七）教學(xué)過程新課導(dǎo)入提問引入：在什么情況下物體做曲線運(yùn)動(dòng)？合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)之間以及各個(gè)分運(yùn)動(dòng)之間存在什么關(guān)系呢？當(dāng)物體所受的合力跟它的速度方向不在同一條直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)。合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間一定是相同的，這是等時(shí)性原理；各個(gè)分運(yùn)動(dòng)之間是相互獨(dú)立、互不影響的，這是獨(dú)立性原理。在學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動(dòng)的基本概念和處理方法以后，我們應(yīng)該把這些理論應(yīng)用到實(shí)際的曲線運(yùn)動(dòng)中來，這就是我們這一節(jié)課要討論的運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)。新課教學(xué)一

3、、拋體運(yùn)動(dòng)演示實(shí)驗(yàn)：把一個(gè)粉筆頭以任意角度向空中拋出。提出問題：粉筆頭做什么運(yùn)動(dòng)？粉筆頭受到哪些力作用？曲線運(yùn)動(dòng)。重力和空氣阻力。但一般情況下空氣阻力相對于重力可以忽略不計(jì)。在現(xiàn)實(shí)生活中還有哪些運(yùn)動(dòng)與粉筆頭的運(yùn)動(dòng)相似？小結(jié)：、以一定的初速度將物體拋出，在空氣阻力可以忽略的情況下，物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做拋體運(yùn)動(dòng)。初速度沿水平方向的拋體運(yùn)動(dòng)叫做平拋運(yùn)動(dòng)。拋體運(yùn)動(dòng)還有豎直上拋、豎直下拋、斜向上拋、斜向下拋。二、平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律引導(dǎo)學(xué)生參考課本的圖6.3-2，猜測做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向可能做什么運(yùn)動(dòng)？依據(jù)是什么？由于做平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用，所以豎直方向可能做自由落體運(yùn)動(dòng)。演示實(shí)驗(yàn)：用平

4、拋豎落儀做對比實(shí)驗(yàn)，改變儀器的高度重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，觀察（聽）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。提出問題：兩個(gè)物體各做什么運(yùn)動(dòng)？本實(shí)驗(yàn)說明了什么問題？一個(gè)小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，一個(gè)物體做平拋運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)小球總是同時(shí)落地，說明兩個(gè)小球在豎直方向的運(yùn)動(dòng)是相同的，即平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向做的是自由落體。三、平拋運(yùn)動(dòng)水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律提出問題：能不能用與研究豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律類似的方法研究水平方向的運(yùn)動(dòng)？可以，理論依據(jù)是小球在水平方向不受力的作用，猜測應(yīng)該做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以可以用評價(jià)手冊P41例1的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。我們還可以從另一個(gè)角度來探究水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如果能夠知道平拋運(yùn)動(dòng)的物體在相等的時(shí)間間隔內(nèi)（控制變量）水平方向的位移，

5、就可以判斷水平方向做什么運(yùn)動(dòng)了。要這樣進(jìn)行處理的話，就要解決好下面的幾個(gè)問題。設(shè)法通過實(shí)驗(yàn)得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。在平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡上找到每隔相等時(shí)間物體所到達(dá)的位置。測量兩相鄰位置間的水平位移，分析這些位移的特點(diǎn)。那么怎樣找經(jīng)過相等時(shí)間物體所在的位置？根據(jù)已經(jīng)得到的豎直方向的規(guī)律，因?yàn)樨Q直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，而初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移之比為。所以，只要在軌跡上找到縱坐標(biāo)滿足上述條件的點(diǎn)，相鄰點(diǎn)之間的時(shí)間間隔就相等。獲得軌跡的方法用課本上的參考案例。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（）貼有坐標(biāo)紙的板要處在豎直平面內(nèi)，小球的運(yùn)動(dòng)軌跡與板平行。（）調(diào)節(jié)斜槽末端水平，使小球飛出時(shí)的速度是水平方

6、向?？梢杂眯∏騺頇z驗(yàn)。（）貼坐標(biāo)紙時(shí)，可以用重錘線幫助完成，使重錘線與坐標(biāo)紙的一條線重合，則這條線就是縱坐標(biāo)。（）在斜槽末端的上方（縱坐標(biāo)上且比末端高球的半徑）標(biāo)出坐標(biāo)原點(diǎn)。（）每次從同一高度無初速釋放小球。（）描點(diǎn)時(shí)，應(yīng)使視線與所描的點(diǎn)齊平。h4h9hxyO圖像的處理如右圖所示，通過比較相鄰點(diǎn)之間的水平位移的關(guān)系可以知道物體在水平方向做什么運(yùn)動(dòng)。課堂練習(xí)物體做平拋運(yùn)動(dòng)的飛行時(shí)間由決定。物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平位移由決定。平拋運(yùn)動(dòng)是一種曲線運(yùn)動(dòng)。問題與練習(xí)。問題與練習(xí)?！就綄?dǎo)學(xué)】1平拋運(yùn)動(dòng)定義：將物體用一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng).條件：初速度水平；

7、僅受重力。特點(diǎn)：由于速度方向與受力方向不在一條直線上，故平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，又受力恒定，所以平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。注意：不要認(rèn)為曲線運(yùn)動(dòng)就一定不是勻變速運(yùn)動(dòng)，其實(shí)物體是否做勻變速運(yùn)動(dòng)是由合外力或加速度是否恒定決定的，平拋運(yùn)動(dòng)加速度恒為重力加速度g，根據(jù)，做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在相等時(shí)間內(nèi)速度的變化是相等的。例1 關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（ ）A平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)B平拋運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)C任意兩段時(shí)間內(nèi)加速度相同D任意兩段相等時(shí)間內(nèi)速度變化相同解析 本題要把好平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)及速度的矢量性，平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用，故a=g，即做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，A選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)不對，C選項(xiàng)正確。

8、由勻變速運(yùn)動(dòng)公式，得任意相等的時(shí)間內(nèi)v相同，D正確。2理論探究(1) 平拋運(yùn)動(dòng)是一復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，如何來探究這個(gè)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的規(guī)律呢？根據(jù)運(yùn)動(dòng)合成與分解的思想，可將一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)簡化為簡單的運(yùn)動(dòng)去認(rèn)識(shí)，可將平拋運(yùn)動(dòng)分成水平方向和豎直方向的直線運(yùn)動(dòng)。（圖1）(2) 從力的獨(dú)立作用原理出發(fā)分析物體的運(yùn)動(dòng)，可知，平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上不受力的作用，應(yīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向初速為零，只受重力，應(yīng)做自由落體運(yùn)動(dòng)。3實(shí)驗(yàn)探究(1) 設(shè)置與分運(yùn)動(dòng)等效的條件進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)與平拋運(yùn)動(dòng)的物體同時(shí)自由下落的物體對比。實(shí)驗(yàn)1 如圖1所示，用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向拋出，同時(shí)B球被松開，自由下落，A、B

9、兩球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)。觀察兩球是否同時(shí)落地。如果同時(shí)落地，說明什么問題？多次改變小球距地面的高度和打擊的力度，重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)。如果每次都同時(shí)落地，說明什么問題？實(shí)驗(yàn)觀察到，改變小球距地高度和打擊力度，兩球總是同時(shí)落地，說明兩者在豎直方向的運(yùn)動(dòng)相同，即都是自由落體運(yùn)動(dòng)。與平拋運(yùn)動(dòng)的物體初速度相同的勻速直線運(yùn)動(dòng)對比。（圖2）實(shí)驗(yàn)2 在如圖2所示的裝置中，兩個(gè)相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q ；兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度，使AC=BD ，從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等。將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小鐵球能以相同的初

10、速度v0同時(shí)分別從軌道M、N的下端射出。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是兩小鐵球同時(shí)到達(dá)E處，發(fā)生碰撞。增加或者減小軌道M的高度，只改變小鐵球P到達(dá)桌面時(shí)速度的豎直方向分量的大小，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果兩小鐵球總是發(fā)生碰撞。試分析該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明了什么?解析 將P鐵球在水平方向上的運(yùn)動(dòng)，在不同豎直高度的情況下與Q鐵球?qū)Ρ?，發(fā)現(xiàn)P、Q兩球總是相遇，P球水平方向上的運(yùn)動(dòng)不因P球在豎直方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長短而改變，總是和在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)的Q球有完全相同的運(yùn)動(dòng)情況，所以本實(shí)驗(yàn)說明了:平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)，不影響水平方向上的分運(yùn)動(dòng)，分運(yùn)動(dòng)各自具有獨(dú)立性。 (2) 描繪平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡

11、，建立水平、豎直的直角坐標(biāo)系，通過研究水平和豎直兩個(gè)方向的位移時(shí)間關(guān)系，獲得各分運(yùn)動(dòng)的確切情況。描跡法探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)器材和步驟實(shí)驗(yàn)器材：斜槽軌道、小球、木板、白紙、圖釘、鉛垂線、直尺、三角板、鉛筆等. 實(shí)驗(yàn)步驟： 安裝斜槽軌道，使其末端保持水平； 固定木板上的坐標(biāo)紙，使木板保持豎直狀態(tài)，小球的運(yùn)動(dòng)軌跡與板面平行，坐標(biāo)紙方格橫線呈水平方向； 以斜槽末端為坐標(biāo)原點(diǎn)沿鉛垂線畫出y軸; 讓小球從斜槽上適當(dāng)?shù)母叨扔伸o止釋放，用鉛筆記錄小球做平拋運(yùn)動(dòng)經(jīng)過的位置； 重復(fù)步驟4，在坐標(biāo)紙上記錄多個(gè)位置； 在坐標(biāo)紙上作出x軸，用平滑的曲線連接各個(gè)記錄點(diǎn)，得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡； 在軌跡上取幾個(gè)點(diǎn)，使這些點(diǎn)在

12、水平方向間距相等，研究這些點(diǎn)對應(yīng)的縱坐標(biāo)y隨時(shí)間變化的規(guī)律。運(yùn)用此軌跡，若已知水平方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，可分析豎直方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，若已知豎直方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，可分析水平方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。比如，若在豎直方向上物體做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，必然是連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)位移之差y等于常數(shù)，即y=gt2，從物體拋出計(jì)時(shí)，連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)的位移y、y之比為135(2n-1)。實(shí)驗(yàn)過程注意事項(xiàng)： 保證斜槽末端的切線水平，方木板豎直且與小球下落的軌跡平面平行，并使小球運(yùn)動(dòng)時(shí)靠近木板，但不接觸； 小球每次都從斜槽上同一位置滾下； 小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在槽口時(shí)球的重心在木板上的水平投影點(diǎn)； 小球

13、在斜槽上開始滾下的位置要適當(dāng)，以便使小球運(yùn)動(dòng)的軌跡由木板的左上角到右下角。（例2）思考 關(guān)于教材中參考案例中幾個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置及操作 如何保證物體的運(yùn)動(dòng)是平拋運(yùn)動(dòng)，即初速度水平？ 如何得到軌跡線？ 怎樣使水平初速度大小不變？例2 如圖所示，是同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)的平拋運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)物體的閃光照片，由此照片，你能得出什么結(jié)論?解析 從閃光照片中可以測出，平拋運(yùn)動(dòng)的小球，在相等時(shí)間內(nèi)的水平位移總相等，所以，它的水平分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)的小球和自由下落的小球總是在同一水平線上，說明它們在同一段時(shí)間的豎直位移總是相等的，即平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)跟自由落體運(yùn)動(dòng)遵循相同的規(guī)律，所以，平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)為自

14、由落體運(yùn)動(dòng)。例3 如圖甲是研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，如圖乙是實(shí)驗(yàn)后在白紙上作的圖和所測數(shù)據(jù)。（1）在圖甲上標(biāo)出O點(diǎn)及Ox、Oy軸，并說明這兩條坐標(biāo)軸是如何作出的？（例3）（2）說明判定槽口切線是否水平的方法；（3）實(shí)驗(yàn)過程中需經(jīng)過多次釋放小球才能描繪出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡，進(jìn)行這一實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)應(yīng)注意什么？（4）根據(jù)圖乙給出的數(shù)據(jù)，計(jì)算此平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0.解析（1）利用拴在槽口處的重垂線作出Oy軸，Ox軸與Oy軸垂直，O點(diǎn)在槽口上方r（r為小球半徑）處。（2）將小球放在槽口的水平部分，小球既不向里滾也不向外滾，說明槽口末端是水平的。（3）應(yīng)注意每次小球都從軌道同一位置由靜止釋放。（4）利用B點(diǎn)進(jìn)

15、行計(jì)算y=gt2/2 ，得 t=(20.441)/9.81/2s=0.30 sv0=x/t=0.48/0.30m/s=1.6 m/s答案：平拋的初速度是1.6 m/s4規(guī)律總結(jié)平拋運(yùn)動(dòng)可以看成是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。豎直方向速度公式：v=gt ； 位移公式：h=gt2； 水平方向上位移公式： x=vt例4 從同一高度以不同的速度水平拋出兩個(gè)質(zhì)量不同的石子，下列說法正確的是（ ）A初速度大的先落地B質(zhì)量大的先落地C兩個(gè)石子同時(shí)落地D無法判斷解析 依據(jù)x=v0t，h=gt2判斷，重力加速度與質(zhì)量無關(guān)，B錯(cuò)。水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，下落時(shí)間與

16、水平速度無關(guān)，C對，A、D錯(cuò)。答案：C例5 一個(gè)物體以20 m/s的初速度水平拋出去，當(dāng)物體通過水平距離是40 m時(shí)，它的高度降低了多少？解析 因?yàn)閤=v0t，y=gt2所以y=m=20 m.答案：20 m【同步檢測】1研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)，在安裝實(shí)驗(yàn)裝置的過程中，斜槽末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是（ ）A保證小球飛出時(shí)，速度既不太大，也不太小B保證小球飛出時(shí)，初速度水平C保證小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次都相等D保證小球運(yùn)動(dòng)的軌道是一條拋物線2用描跡法探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，應(yīng)選用下列各組器材中的哪一組（ ）A鐵架臺(tái)，方木板，斜槽和小球，秒表，米尺和三角尺，重錘和細(xì)線，白紙和圖釘，帶孔卡片B鐵

17、架臺(tái)，方木板，斜槽和小球，天平和秒表，米尺和三角尺，重錘和細(xì)線，白紙和圖釘，帶孔卡片C鐵架臺(tái)，方木板，斜槽和小球，千分尺和秒表，米尺和三角尺，重錘和細(xì)線，白紙和圖釘，帶孔卡片D鐵架臺(tái)，方木板，斜槽和小球，米尺和三角尺，重錘和細(xì)線，白紙和圖釘，帶孔卡片3關(guān)于平拋物體的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是 ( ) A物體只受重力的作用，是ag的勻變速運(yùn)動(dòng)B初速度越大，物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長C物體落地時(shí)的水平位移與初速度無關(guān)D物體落地時(shí)的水平位移與拋出點(diǎn)的高度無關(guān) 4從同一高度以不同的速度水平拋出的兩個(gè)物體落到地面的時(shí)間 ( ) A速度大的時(shí)間長 B速度小的時(shí)間長C落地時(shí)間定相同 D由質(zhì)量大小決定5物體做平拋

18、運(yùn)動(dòng)時(shí)，描述物體在豎直方向的分速度vy(取向下為正)隨時(shí)間變化的圖線是 ( )（第5題）6在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上_。A通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平B每次釋放小球的位置可以不同C每次必須由靜止釋放小球D記錄小球位置用的木條(或凹槽)每次必須嚴(yán)格地等距離下降E小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸F將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點(diǎn)連成折線（第7題）7試根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)“測量彈射器彈丸出射初速度”的實(shí)驗(yàn)方案，提供的實(shí)驗(yàn)器材為彈射器(含彈丸，見圖)、鐵架臺(tái)(帶有夾具)、米尺。 (1) 畫出實(shí)驗(yàn)示意圖；(2) 在安裝彈射器時(shí)應(yīng)注意_；(3) 實(shí)驗(yàn)中需要測量的量(并在示意圖中用字母標(biāo)出)為_；(4) 由于彈射器每次射出的彈丸初速度不可能完全相等，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的方法是_；(5)計(jì)算公式為_。8一小球在高0.8m的水平桌面上滾動(dòng)，離開桌面后著地，著地點(diǎn)與桌邊水平距離為1 m，求該球離開桌面時(shí)的速度？9距離地面1000m高處的