【核心素养】2.4 生活中的抛体运动 教案

2.4 生活中的抛体运动 教案
【教材分析】
本节是鲁科版必修2第二章第4节的内容，教材从学生熟悉而有趣的抛体运动出发，总结得出以一定的初速度将物体抛出，物体仅在重力作用下所做的运动，称为抛体运动。根据抛出物体的初速度方向不同，我们把抛体运动分为平抛运动、竖直上抛运动、竖直下抛运动、斜上抛运动和斜下抛运动。教材引导学生用前面学过的运动合成与分解的知识解决抛体运动问题，并以斜上抛运动为例，引导学生应用分运动的独立性、等时性和等效性，将斜上抛运动分解为水平方向的匀速直线运动，以及竖直方向的竖直上抛运动，进一步体现了化曲为直的曲线运动问题解决方法。
【教学目标与核心素养】
物理观念：用“演绎推理”的方法生成斜抛运动的规律，使学生亲历物理观念建立的过程。初步形成与抛体运动相关的运动观念。
科学思维：知道斜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匀变速直线运动的合成，同时向学生渗透等效替代的思想。
科学探究：探究理想情况下斜抛物体的射程问题，定性地了解初速度和抛射角的改变对射程的影响。
科学态度与责任：了解日常生活和生产实践中的斜抛运动。能用运动合成与分解的方法处理实际问题，有在生活中应用物理知识的意识
【教学重难点】
1.重点：学会用运动合成与分解的方法处理斜抛运动以及掌握斜抛运动规律的初步应用。
2.难点：斜抛运动的规律推导及探究射程、射高的影响因素。
【教学过程】
【新课导入】
观看视频柯受良驾车飞越黄河壶口瀑布，感受生活中的抛体运动。
【新课讲授】
抛体运动
飞机扔下的炸弹 瀑布流下的水流 姚明投出的篮球 赛场上扔出的铅球
定义：以一定的速度将物体抛出，物体只受重力作用，它的运动叫做抛体运动
根据抛出物体的初速度方向不同，我们把抛体运动分为：平抛运动、竖直上抛运动、竖直下抛运动、斜上抛运动和斜下抛运动。
二.斜抛运动的概念
1、条件：⑴.物体有斜向上的初速度 ⑵.仅受重力作用
2、运动性质：匀变速曲线运动
3、概念：将物体以一定的初速度沿斜上方抛出，仅在重力作用下的运动叫做斜抛运动。
注意：任何时刻速度方向与受力方向都不可能共线
三．斜抛运动的分解
1.斜抛运动只受重力作用，初速度斜向上方，所以斜抛运动是曲线运动。
2.斜抛运动水平方向不受力，所以水平方向应做匀速直线运动。
3.竖直方向受到重力的作用，所以竖直方向应做竖直上抛运动。
——斜抛运动可以分解为：
①是水平方向的匀速直线运动。竖直初速度： vx0=v0cosθ
②竖直方向上的竖直上抛运动。水平初速度： vy0=v0sinθ
四.斜抛运动的规律(以竖直上抛为例)
1.斜抛物体的速度： 初速度v0与水平方向的夹角为θ
水平方向分速度vx0＝v0cosθ; 竖直方向分速度vy0＝v0sinθ。
速度大小 速度方向
2.斜抛物体的位移：
水平位移：x=v0cosθt 竖直位移：y= v0sinθ·t-gt2
位移大小 位移方向
3.斜抛物体的轨迹
水平位移：x=v0cosθt
竖直位移：y= v0sinθ·t-gt2
消去t得：——斜抛运动的轨迹也是一条抛物线
4.斜抛运动的对称性
(1)时间对称：相对于轨迹最高点，两侧对称的上升时间等于下降时间.
(2)速度对称：相对于轨迹最高点，两侧对称的两点速度大小相等.
(3)轨迹对称：斜抛运动的轨迹相对于过最高点的竖直线对称.
5.斜抛运动射程、射高和飞行时间
飞行时间：
求射程：X=voxt
求射高：
6.射程和射高与哪些因素有关？
（1）射程：与初速度、抛射角的关系
射程随初速度增大而增大回到同一水平面时：射程与抛射角有关，当抛射角为450时射程最大（实际由于空气阻力作用，抛射角为420左右）。
射高：与初速度、抛射角的关系
初速度越大射高就越大，当抛射角为900时射高最大。
例1.（双选）下列运动是斜抛运动的是（ ）
A．在忽略空气阻力的情况下，踢出的足球
B．被风吹动斜向上升起的氢气球
C．在忽略空气阻力的情况下，投出的标枪
D．从飞机上投下的炸弹
解析：根据斜抛运动的定义，将物体以一定的初速度沿斜上方（或斜下方）抛出，仅在重力作用下物体所做的运动就叫做斜抛运动。被风吹动斜向上升起的氢气球，空气作用力较大不能忽略；从飞机上投下的炸弹，速度方向水平，不是斜抛运动。答案：AC
例2.关于斜抛运动，下列说法正确的是（ ）
A．斜抛运动是匀变速曲线运动
B．斜抛运动是非匀变速曲线运动
C．斜抛运动是加速度逐渐增大的曲线运动
D．斜抛运动是加速度逐渐减小的曲线运动
解析：斜抛运动只有重力作用，故加速度恒为 g，是匀变速运动，又因为斜抛运动的初速度与重力不在同一直线上，故斜抛运动是曲线运动，A 正确。
例3.斜抛物体运动的轨迹在射高两侧对称分布(抛出点与落地点在同一水平面上，空气阻力不计)，因此（ C ）
A．位移大小相等的位置有两处
B．速度大小相等的位置有两处
C．从抛出点到最高点的时间一定等于从最高点至落地点的时间
D．整个过程中速度方向时刻在改变，且速率也越来越大
例4.一座炮台置于距地面 h＝60 m 高的山崖边，以与水平线成 45°角的方向发射一颗炮弹，炮弹离开炮口时的速度为v0＝120 m/s，求：
(1)从山崖上看，炮弹所达到的最大高度 H；
(2)炮弹落到地面的时间和速度大小；
(3)炮弹从发射点到落地点的距离 L.(不计空气阻力，取 g＝10 m/s2)
答案：（1）360m (2)125m/s (3)1503m