5.4 抛体运动的规律 教学设计 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第五章 抛体运动 第4节 抛体运动的规律 教学设计 教学设计
课题 5-4 抛体运动的规律
课型 新课 课时 2 主备人
学习目标 1、知道抛体运动的受力特点，会用运动的合成与分解的方法对平抛运动进行理论分析。 2、理解平抛运动的规律，知道平抛运动的轨迹是抛物线，会计算平抛运动的速度及位移，会解决与平抛运动相关的实际问题。 3、认识平抛运动研究中等效替代的思想和“化繁为简”的思想，并能够用来研究一般的抛体运动。 4、通过用平抛运动的知识解决和解释自然、生活和生产中的例子，认识到平抛运动的普遍性，体会物理学的应用价值。
学习重点 分析归纳抛体运动的规律。
学习难点 运用数学知识分析归纳抛体运动的规律。
学情分析 平抛运动是常见的曲线运动之一，可作为应用运动的合成和分解知识的典型案例，它也是研究一般抛体运动的基础。本节在前一节用实验探究平抛运动特点的基础上，进一步从理论的角度分析得出平抛运动的规律，为一般抛体运动的研究和类平抛问题的求解奠定基础。本节既是运动和力、牛顿运动定律应用的延续，又是研究曲线运动方法的具体应用，不仅涉及运动规律、牛顿运动定律，还涉及运动分析、受力分析和分解方法，以及建立坐标系、解决问题的程序与规范等，具有很强的综合性。为了让学生深入体验解决问题的程序与规范，在教学中应将观摩学习与主动学习相结合。首先由教师示范问题解决的过程，并提炼出相应的程序与规范，然后要求学生主动按照这一程序来解决新的实际问题。在学习过程中，教师要充分展示学生的问题解决过程，让全体学生关注解决问题的程序是否完整和规范。
核心知识 “等效替代”思想和“化繁为简”思想；运用平抛运动的知识解决和解释自然、生活和生产中的例子。
核心 素养 1、物理观念：用“演绎推理”的方法生成平抛运动的规律，使学生亲历物理观念建立的过程。 2、科学思维：利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动，渗透“化曲为直”“化繁为简”“等效替换”等重要的物理思想。 3、科学探究：通过实例分析再次体会平抛运动的规律。 4、科学态度与责任：通过对平抛运动的规律的建立，增强学生学习物理的兴趣，感受学习成功的快乐。
教学内容及教师活动设计 学生活动设计 归纳总结
环节一：引入新课 教师活动：投影视频：世界女排联赛总决赛：中国——意大利 思考：在排球比赛中，你是否曾为排球下网或者出界而感到惋惜？ 如果运动员沿水平方向击球，在不计空气阻力的情况下，要使排球既能过网，又不出界，需要考虑哪些因素？如何估算球落地时速度大小？ 导入：上节课我们通过实验探究了平抛运动的特点，本节我们将从理论分析的角度， 对抛体运动的规律作进一步分析。 学生活动：观察、讨论、思考。 归纳总结： 方法与思路： 思路：化曲为直 方法：运动的分解 平抛运动：水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动
环节二：进行新课 一、平抛运动的特点和分解 1.平抛运动的特点 教师活动：引导学生归纳平抛运动的特点。 2.平抛运动的分解 教师活动：引导学生回顾上一节的知识，明确平抛运动的分解方法及分运动的特点。 二、平抛运动的速度 教师活动：引导学生从分解与合成的角度，从牛顿运动定律的角度，分析分运动的特点。 思考1：平抛物体在水平方向有没有受到力的作用？加速度是多少？做什么运动？ 思考2：平抛物体在竖直方向有没有受到力的作用？加速度是多少？做什么运动？ 教师活动： 总结：我们从力和运动的关系的角度，对平抛运动水平方向的运动和竖直方向的运动进行了理论探究。知道了平抛运动水平方向和竖直方向各做什么样的运动，以及做这样的运动的原因。并得出了水平分运动和竖直分运动的速度公式，两个分运动的规律已经搞清楚了。 思考3：知道了水平分速度和竖直分速度的表达式后，我们应该怎样求解平抛物体任意时刻的瞬时速度呢？ 教师活动：归纳总结，并介绍速度偏向角概念。 例题讲解 教师活动：出示例题。 提问同学，分析例题1的原理，并提出基本解题思路。 三、平抛运动的位移和轨迹 1.水平分位移 2.竖直分位移 教师活动：引导学生从分解的角度，结合分运动的规律，求出平抛运动任意时刻的水平分位移和竖直分位移。 3.平抛运动的位移 4.平抛运动的方向 教师活动：引导学生利用合成的思想方法，求出平抛运动的合位移。和学生一起求解，一起归纳总结，并向学生介绍位移偏向角概念。 平抛运动的两个重要推论 教师活动：拓展延伸 讲解两个平抛运动的推论。 5.平抛运动的轨迹 教师活动：引导学生从平抛运动的坐标公式推导轨迹方程。并引导学生从数学知识角度认识轨迹方程。介绍数学上的“抛物线”概念和平抛运动之间的关联。 四、平抛运动的性质 教师活动：引导学生归纳总结平抛运动的性质。 思考：平抛运动是什么样的曲线运动？ 引导学生从加速度的角度得出：平抛运动是匀变速曲线运动。 五、一般的抛体运动 1.斜抛运动 2.斜抛运动的特点。 教师活动：展示图片 出示斜抛运动图片，引导学生归纳斜抛运动的特点。 3.斜抛运动初速度的分解 4.斜抛运动的分运动分析 教师活动：设问 思考1：斜抛运动问题应该怎么分析、处理呢？ 思考2：斜抛运动在水平方向和竖直方向各做什么样的运动呢？分解初速度，并说说水平方向和竖直方向各做什么样的运动。 教师活动：引导学生归纳总结斜抛运动的特点，分解斜抛运动的初速度，分析斜抛运动在水平方向和竖直方向的加速度，得出水平方向仍然是匀速直线运动，竖直方向先上升再下落，是竖直上抛运动。 5.斜抛运动的轨迹 教师活动：提出问题，引导思考。 思考与讨论1：尝试导出表达图中所示的斜抛运动轨迹的关系式。讨论这个关系式中物理量之间的关系，看看能够得出哪些结论。 教师活动：拓展延伸 引导学生思考，如果有空气阻力，实际中抛出物体的运动和物理学中抛体运动有何异同，并通过实际发射炮弹的例子，尝试分析炮弹的实际弹道和理想弹道之间的区别。通过实例分析，让学生明白物理模型和实际情况之间的区别和联系。 思考：物体在空气中运动时，速度越大，阻力也越大，所以，研究炮弹的运动时就不能忽略空气阻力。根据你的推测，炮弹运动的实际轨迹大致是怎样的？ 学生活动：讨论、思考、归纳、总结。 学生活动：讨论、思考、归纳、总结。 学生活动：从力和运动的关系切入，运用牛顿运动定律，先受力分析，计算加速度，再得出水平分运动的性质。并给出水平分速度的公式。 学生活动：学生从牛顿运动定律的角度对竖直分运动再认识，再明确，从理论高度，明晰竖直分运动是自由落体运动。 学生活动：尝试从合成与分解的角度，通过合成法得到合速度，即实际速度。 学生活动：学生分析题意并在教师的引导下解答。提高学以致用，解决实际问题的能力。 学生活动：根据分运动的规律，得出任意时刻，水平分位移和竖直分位移的表达式。 学生活动：画出分位移和合位移的示意图，利用勾股定理求出合位移。 学生活动：利用坐标公式推导出轨迹方程。从数学知识角度认识到轨迹方程是一个二次函数，其图像是一条抛物线。 学生活动：思考、讨论、归纳、交流分享。 学生活动：归纳、总结。 学生活动：从分解的角度尝试研究斜抛运动。分析水平分运动和竖直分运动。 学生活动：先写出斜抛运动任意时刻t的坐标公式，再推导出y和x之间的函数关系式。 学生活动：尝试画出炮弹的理想弹道和实际弹道。明确物理模型和实际情况之间的区别。 归纳总结： 一、平抛运动的特点和分解 1.运动特点 （1）只受重力； （2）初速度沿水平方向与重力垂直。 2.平抛运动的分解 （1）平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。 （2）两个分运动既具有独立性，又具有等时性。 二、平抛运动的速度 1、水平方向的速度 vx = v0 2、竖直方向的速度 vy ＝ gt 3、平抛运动的速度 根据矢量运算法则，由勾股定理可知： 速度大小 速度的方向 θ：叫作速度偏向角。 三、平抛运动的位移与轨迹 1、水平方向上的位移 x=v0t 2、竖直方向上的位移 y= gt2/2 3、位移大小 4、位移方向： α：叫作位移偏向角。 平抛运动的两个重要推论 ①由 得： ②速度方向的反向延长线与x轴的交点为水平位移的中点。 5、平抛运动的轨迹方程 四、平抛运动的性质 1.轨迹是抛物线，是曲线运动。 2.加速度为重力加速度，大小、方向均恒定，是匀变速运动。 总结：平抛运动是匀变速曲线运动。 五、一般的抛体运动 1、斜抛运动 物体被抛出时的速度 v0 不沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方，在运动过程中只受重力，这种情况常称为斜抛运动。 2、特点 （1）在水平方向不受力，加速度是0 ； （2）在竖直方向只受重力，加速度是g。 3、初速度分解： 初速度 v0 与水平方向的夹角为 θ (1)水平方向分速度 v0x＝v0cosθ; (2)竖直方向分速度 v0y＝v0sinθ。 4、斜抛运动分解： （1）水平分运动：匀速直线运动。 （2）竖直分运动：竖直上抛运动。 5、斜抛运动的轨迹 （抛物线方程，斜抛运动的轨迹是一条抛物线。）
板书设计 一、平抛运动的特点和分解 1、运动特点：初速度沿水平方向且只受重力 2、平抛运动的分解 ①水平方向的匀速直线运动 ②竖直方向的自由落体运动 二、平抛运动的速度 三、平抛运动的位移与轨迹 1、位移 2、轨迹 四、一般的抛体运动 斜抛物体的速度
作业设计 教材习题：p18 <练习与应用> 1.2.课堂练习 3.4课后作业 教辅书：[优化设计]p23-24 随堂练习1.2.3.4 补充习题：[优化设计]课后训练p7 1-7 4. 其他任务。复习[抛体运动的规律]，整理本章学习的内容，形成知识网络
教学反思