第5单元 抛体运动 教学设计
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文档简介
第五单元 《抛体运动》
——探究投篮的规律
单元概述
【单元内容】
抛出的篮球，摩天轮上的乘客，地球的公转等曲线运动在自然界中是很常见的。物体为什么会做曲线运动，我们如何研究曲线运动？本单元我们学习如何将直线运动的基本思路和方法用于曲线运动，并重点探究抛体运动的规律。
【课标要求】
2.2.1 通过实验，了解曲线运动，知道物体做曲线运动的条件。
例1 观察生活中的曲线运动，如投篮时篮球的运动轨迹。
2.2.2 通过实验，探究并认识平抛运动的规律。会用运动合成与分解的方法分析平抛运动。体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。能分析生产生活中的抛体运动。
【单元学习目标】
1.结合文本和271BAY资源，说出抛体运动的特征，归纳曲线运动的条件。
2.实验探究平抛运动的规律，总结出曲线运动的处理方法并分析一个具体案例。
3.应用“运动的合成与分解”分析抛体运动现象，找出运动分解的依据，解决“投篮”命中率的问题。
4.从“运动的合成与分解”重构抛体运动规律和应用，体会复杂问题简单化对物理研究的重要性。
【学习评价】
水平划分 水平标准 自评 我的疑惑
水平一 从物理学的角度观察抛体运动现象，能解释简单的抛体运动现象，能参照教材与同学一起探究抛体运动的规律，认识到运动的分解的基本现象。
水平二 能用抛体运动的规律解释简单的自然现象，并且能够就解决熟悉的抛体运动、小船过河等问题，能在他人的帮助下设计实验探究平抛运动的性质，体会“化繁为简”在运动的合成与分解中的妙用。
水平三 能用物理语言准确描述抛体现象，独立设计实验进行抛体现象的研究，并用运动的合成与分解解决小船过河、滑雪、投篮等实际题，体会“等效思想”等创新思维在生活中的用处。
【单元情境】
在排球比赛中，我们常常为运动员的精彩扣球而欢呼。但是，我们也看到并不是每一次扣球都能成功，有时候力度大了球就出界了，而力度小了却又会打在网上。那你知道如何才能使击出的球既不触网也不越界吗？学习了本单元抛体运动的内容你就能够解决这个问题。
【单元学习任务】
探究抛体运动的一般规律，从化曲为直的角度解决生产、生活中的曲线运动问题。
【学习导航】
单元名称 学习内容 学习任务 学时
抛体运动 1.整体感知 整体感知物体做曲线运动的规律和条件 2
2.探究建构 探究平抛运动的速度和位移特点 3
3.应用迁移 用运动的合成与分解解决复合运动问题 1
4.重构拓展 单元重构，拓展、过关 2
【学法指导】
1.联系生活实际，列举自然界和生活中曲线运动情形，学会用科学的语言准确地描述抛体运动，加深对分运动与合运动的理解和抛体运动规律的应用。
2.本单元会有三个分组实验，探究曲线运动的速度方向、探究物体做曲线运动的条件、探究平抛运动的特点。需要认真参与，能自己设计实验方案，动手实验，正确使用物理仪器，仔细观察并获取数据，记录实验数据要实事求是，能用物理图像描述实验数据，分析和评估，能写出简明的实验报告。
3.尝试运用所学内容分析自然界和生活中的有关物理现象，要养成思物理情境的习惯，运用解决曲线运动的“大思路”，即把复杂的曲线运动分解为水平和竖直方向上简单的直线运动。对研究对象进行正确的受力分析和运动分析并能规范解决问题。通过查阅资源学习了解人类关于物体运动和力的研究对生活和科技进步的影响。
抛体运动
——提高投飞镖的命中率
【学习目标】
1.结合教材和271BAY资源，观察角磨机飞出的火星、松鼠甩掉身上的水、玩具轨道小球等物体的运动情况，说出曲线运动的性质和条件。
2.结合271BAY视频资源，动手操作小实验，观察“合运动”与“分运动”的关系。
3.设计并参与飞镖比赛，总结如何投掷更准，并借助频闪照片归纳平抛和斜抛的关系。
【情境任务】
篮球是青少年非常喜欢的运动项目，其中投篮是篮球运动中一项关键性技术，是最直接有效的得分手段。你投篮的命中率高吗？你知道篮球在空中的运动有什么规律吗？
活动一、认识曲线运动的性质和条件
【情境】观察下边三幅图片描述的现象，并利用271BAY观看相关视频。
1.你能不能说清楚：砂轮打磨下来的炽热微粒、松鼠甩出的水滴、轨道小球，分别沿着什么方向运动？
2.再列举两个我们常见的曲线运动的生活实例，并归纳一下出物体做曲线运动的方向有什么特点？
3.如果桌面上有一个乒乓球向右做匀速直线运动，若突然打开侧面的风机，乒乓球将做何种运动？
4.做曲线运动的物体，其运动轨迹、所受合外力方向和速度方向之间存在怎样的关系？
活动二、观察合运动与分运动的关系
1.某同学在研究运动的合成时做了如图所示活动：用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动，运动中保持直尺水平，同时，用右手沿直尺向右移动笔尖.若该同学左手的运动为匀速运动，右手相对于直尺的运动也为匀速运动，则笔尖的实际运动是怎样的？
2.合运动与分运动有什么关系？遵循什么运算法则？
3.若船在河中始终保持船头朝正前方驶向对岸，你认为船会在对岸的正前方到达，还是会偏向上游或下游？为什么？如果想要垂直河岸渡河，应该怎么办？怎样渡河时间最短？
活动三、参加飞镖比赛
1.取一枚稍长的细杆，一端固定一枚铁钉，另一端用羽毛或纸片做成尾翼，这样就得到了一个能够显示曲线运动速度方向的“飞镖”。在空旷地带把飞镖抛出，飞镖在空中各点的指向就是它在该点的速度方向。飞镖落至地面插入泥土后的指向就是它落地瞬时的速度方向。
（1）为什么飞镖的指向就是速度的方向？
（2）改变飞镖的投射角，观察它在飞行过程中直到插入泥土时的速度方向。
（3）用271BAY拍摄下飞镖飞行的频闪照片，观察曲线运动的速度方向与轨迹曲线的关系。
【初步构建本单元的知识、能力体系】
水平划分 水平标准 自评 我的疑惑
水平一 能自主完成抛体运动文本和271BAY资源的学习，阐明基本的曲线运动性质。
水平二 初步构建出抛体运动的知识体系，厘清核心知识间的逻辑。
水平三 能说出自己对运动的合成与分解的理解，会解释生活、生产中的简单曲线运动现象。
抛体运动
——探究抛体运动规律
【学习目标】
1.借助文本及271BAY资源，动手实验探究合运动与分运动的关系。
2.动手实验，在实验现象的基础上，处理实验数据并进一步归纳出平抛运动的规律。
3.用平抛运动规律分析摩托车飞跃壕沟的问题，说出用平抛运动规律解决问题的思想和方法，谈谈这些思想方法对于认识曲线运动具有怎样的意义。
【情境】
在排球比赛中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？如何估算球落地时的速度大小？
活动一、探究合运动与分运动的关系
在一段封闭、长约1m的玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体R。将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧。
1.将玻璃管倒置不动，观察蜡块的运动情况是怎样的？
2.当倒置后的玻璃管向右匀速运动时，蜡块同时参与了哪几个运动？蜡块实际的运动是怎样的？合运动与分运动所用的时间有什么关系？
3.在上述实验中，如果以蜡块开始运动的位置为原点O，水平向右和竖直方向为x轴和y轴，自己设定所需要的物理量，求出蜡块在某一时刻的速度（包括方向），并通过数学推导，列式说明它的运动轨迹是怎样的。
4.根据本实验，从时间、速度、位移方面总结合运动与分运动的关系。
活动二、探究平抛运动的规律
在水平和竖直两个方向中，先研究其中一个方向的运动规律，再设法分析另外一个方向的运动规律。
1.探究平抛运动竖直方向分运动规律。
观看271BAY资源视频，现利用如图所示仪器，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后。分别改变击打力度和离地高度，多次重复实验。
从这个实验看，平抛运动在竖直方向的分运动是什么运动？
2.探究平抛运动水平方向分运动规律。
观看271BAY资源视频请结合右图“描迹法”探究平抛运动特点的实验，简述实验步骤，并思考以下问题：
①平抛运动起点应该怎样确定？为什么必须斜槽末端的切线水平？如何验证？为什么必须从斜槽上同一位置无初速度滚下？
②尝试画出轨迹并在轨迹上获取相同时间间隔的点。
③这些点之间的水平位移存在什么特点？说明水平方向的运动是什么运动？
反思：如果实验的结果与你的推论之间有一些差异，原因可能有哪些？
3. ①结合实验事实依据，从位移和速度两个方面探究平抛运动的规律
速度 位移
水平分运动
竖直分运动
合运动
图示
变化量
②平抛运动的轨迹有什么特点？结合表格请尝试用数学推导方法予以证明。
③水平抛出的飞镖在空中做的运动是匀变速运动吗？如何证明？
【习练】
1. (多选)物体在做平抛运动时，在相等时间内，下列哪些物理量相等( )
A．速度的增量 B．加速度 C．位移的增量 D．位移
2. (多选)如图所示，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向，图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则( )
A．a的飞行时间比b的长 B．b和c的飞行时间相同
C．a的水平初速度比b的大 D．b的水平初速度比c的小
活动三、利用平抛运动规律解决生活问题
1. 在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力，可以视为平抛运动。摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。摩托车的速度至少要多大才能越过这个壕沟？g取10 m/s2 。
2. 环保人员在一次检查时发现，有一根排污管正在向外满口排出大量污水。这根管道水
平设置，管口离地面有一定的高度，如图所示。现在，环保人员只有一把卷尺，请问需
要测出哪些数据就可大致估测该管道的排污量？写出测量每秒钟排污体积的表达式。
水平划分 水平标准 星级评价 课堂自评 教师评价 我的疑惑
水平一 能动手操作实验，理解合运动与分运动的关系 ( https: / / image. / i q=%E4%BA%94%E8%A7%92%E6%98%9F%26listsrc=sobox%26listsign=917fbad737d783e0627e40a9e33aac1f%26src=360pic_normal )
水平二 能进一步分析平抛运动两个分运动的规律，掌握处理抛体运动一般方法 ( https: / / image. / i q=%E4%BA%94%E8%A7%92%E6%98%9F%26listsrc=sobox%26listsign=917fbad737d783e0627e40a9e33aac1f%26src=360pic_normal ) ( https: / / image. / i q=%E4%BA%94%E8%A7%92%E6%98%9F%26listsrc=sobox%26listsign=917fbad737d783e0627e40a9e33aac1f%26src=360pic_normal )
水平三 灵活运用抛体运动规律解决生活中的有关问题 ( https: / / image. / i q=%E4%BA%94%E8%A7%92%E6%98%9F%26listsrc=sobox%26listsign=917fbad737d783e0627e40a9e33aac1f%26src=360pic_normal ) ( https: / / image. / i q=%E4%BA%94%E8%A7%92%E6%98%9F%26listsrc=sobox%26listsign=917fbad737d783e0627e40a9e33aac1f%26src=360pic_normal ) ( https: / / image. / i q=%E4%BA%94%E8%A7%92%E6%98%9F%26listsrc=sobox%26listsign=917fbad737d783e0627e40a9e33aac1f%26src=360pic_normal )
抛体运动
——解决小船过河、滑雪、投篮问题
【学习目标】
1.从合运动、分运动的关系，分析解决小船过河问题。
2.运用平抛运动的规律，解决滑雪等体育运动中的抛体运动问题。
3.应用“平抛运动规律”“运动的合成与分解”，解决投篮中的斜抛问题。
【情境】
2021年7月河南郑州遭遇特大暴雨牵动亿万中国人民的心，3天的降雨量相当于以往1年的降雨总量，7.19日单日降雨量更是达到了552.5毫米，暴雨引发的城市内涝和山洪造成大量房屋倒塌，山东省消防救援总队调派济宁、聊城等地5个支队、274名指战员、63辆消防车参与救援。我市指挥部接到救援信息，派出三名消防官兵驾驶冲锋舟营救数名被困湍急洪水中爬上孤岛的群众，驾驶员应该怎样控制冲锋舟的行驶方向？
活动一、小船过河问题中的合运动、分运动
一条宽阔的大河上有两个码头A、B隔河正面相对。小明驾着小船从码头A出发，将一批货物运送到对岸的码头B。他驾船时始终保持船头指向与河岸垂直，但小明发现小船行驶的路线并不与河岸垂直，而是朝河的下游方向偏移到C位置，请给出原因。
【思考与讨论】
1.已知船在静水中的速度大于水流的速度，渡河时间最短、渡河位移最短分别是怎样操作小船船头朝向的？
2.船头正对对岸行驶，行驶到河中心时水流速度变快，过河时间是否变化？
3.若船在静水中的速度小于水流的速度，那么最短渡河时间、最短渡河位移是否变化？
活动二、滑雪运动中的平抛运动规律
我国滑雪运动员谷爱凌在备战2022年北京冬奥会期间的一次滑雪训练中，在滑雪道上获得一定速度后从跳台水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆。如图所示，跳台位置为a点，着陆点在斜坡上b点。测得ab间的距离为40 m，斜坡与水平方向的夹角为30°。试计算谷爱凌在a处的速度大小和在空中飞行的时间。不计空气阻力，g取10 m/s2。
【思考与讨论】
现在要求解谷爱凌在空中离坡面的最大距离，该怎样分析？
【习练】
在某景点有一狮身鱼尾喷泉，小明同学手里只有一把卷尺，请你帮他设计实验，测出喷泉每秒钟的出水量。
活动三、运用抛体规律解决投篮问题
在篮球比赛中，投篮的投出角度会影响投篮的命中率。在某次投篮表演中，运动员在空中一个漂亮的投篮，篮球以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐，这次跳起投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上，投球点到篮筐距离为9.8 m，忽略空气阻力，g取10 m/s2。
请思考以下问题：篮球的运动轨迹是怎样的？我们处理篮球斜抛轨迹时应怎样建立坐标系？处理方式与平抛运动处理方式有什么异同？
结合对以上问题的思考，请你计算出：
（1）篮球进筐的速度有多大？
（2）篮球投出后的最高点相对篮筐的竖直高度是多少？
、
水平划分 水平标准描述 自评 我的疑惑
水平一 正确解决小船过河最值、平抛运动基本问题。
水平二 能用抛体运动规律解决斜抛运动问题。
水平三 能用“运动的合成与分解”思想解决有关抛体的综合问题。
抛体运动
——单元重构、拓展、过关
【学习目标】
1.从动力学角度，重构本单元内容结构体系，说出“化曲为直”“等效思想”在曲线运动研究中的应用。
2.借助导光水柱平抛运动的轨迹图像，进一步挖掘其运动规律，先观察、猜测，再验证平抛运动的几个重要推论，并尝试用其解决斜面平抛问题。
3.单元过关，对抛体运动再认识，并为体育比赛中平抛及斜抛相关运动提升成绩提出建议。
【单元重构】
【单元拓展】
平抛运动是本单元研究的重点，下图为导光水柱平抛运动图像。现将其轨迹置于二维坐标系中，如图所示，虚线AB为任意时刻瞬时速度的反向延长线。请探究以下关于平抛运动的重要推论。
①借助下图观察做平抛运动的物体，猜测任意时刻瞬时速度的反向延长线一定通过哪一点？并予以证明。
②平抛运动中某一时刻，速度与水平方向夹角为θ，位移与水平方向夹角为α，则θ与α间有何定量关系？
③如图，两个小球A和B以不同的水平初速度抛出后落到斜面上的同一位置，两小球在落点的速度方向是否相同？小球在运动过程中，距斜面最远时的条件？
【单元过关】
要求：a.限时：60分钟。
b.审题：从情景中提取有效信息，勾画关键词，合理建模。
c.卷面要求书写认真、规范作图。
d.用对待高考试卷的态度来对待每一次限时过关。
一、单选题（本题6小题，只有一个选项正确，每小题3分，共18分。）
1．(本题3分)关于运动的性质，以下说法中正确的是（ ）
A．变速运动一定是曲线运动 B．加速度不变的运动一定是直线运动
C．曲线运动一定是变速运动 D．曲线运动的加速度一定是变化的
2．(本题3分)如图甲喷出的水做斜抛运动，图乙为斜抛物体的轨迹，对轨迹上的两点A、B下列说法正确的是（不计空气阻力）（ ）
A．A点的速度方向沿切线向上，合力方向沿切线向下
B．A点的速度方向沿切线向上，合力方向竖直向下
C．B点的速度方向沿切线向下，合力方向沿切线向下
D．B点的速度方向沿切线向下，合力方向竖直向上
3．(本题3分)如图所示，从同一竖直线上的A、B两点，分别以速度v1、v2水平向右抛出甲、乙两小球，两球同时着地于同一点（不考虑空气阻力），上述过程中（ ）
A．甲、乙两物体同时抛出
B．乙在甲运动到与B等高位置抛出
C．甲先抛出，且v1D．甲先抛出，且v1>v2
4．(本题3分)如图所示，红蜡块可以在竖直玻璃管内的水中匀速上升，若在红蜡块从A点开始匀速上升的同时，玻璃管从AB位置水平向右做匀减速直线运动，则红蜡块的实际运动轨迹可能是图中的（ ）
A．直线P
B．曲线Q
C．曲线R
D．三条轨迹都有可能
5．(本题3分)在东京夏季奥运会上，我国跳水运动员获得多枚奖牌，为祖国赢得荣誉．高台跳水比赛时，运动员起跳后在空中做出各种动作，最后沿竖直方向进入水中．若此过程中运动员头部连续的运动轨迹示意图如图中虚线所示， a、b、c、d为运动轨迹上的四个点．关于运动员头部经过这四个点时的速度方向，下列说法中正确的是（ ）
A．经过a、b、c、d四个点的速度方向均可能竖直向下
B．只有经过a、c两个点的速度方向可能竖直向下
C．只有经过b、d两个点的速度方向可能竖直向下
D．只有经过c点的速度方向可能竖直向下
6.(本题3分)如图所示，AB杆和墙的夹角为θ时，杆的A端沿墙下滑的速度大小为v1，B端沿地面的速度大小为v2，则v1、v2的关系是( )
v1＝v2
B．v1＝v2cos θ
C．v1＝v2tan θ
D．v1＝v2sin θ
二、多选题（本题2小题，每小题4分，共8分。）
7．(本题4分)如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端，从抛出到落至斜面上(忽略空气阻力) （ ）
A．两次小球运动时间之比t1∶t2＝1∶
B．两次小球运动时间之比t1∶t2＝1∶2
C．两次小球抛出时初速度之比v01∶v02＝1∶
D．两次小球抛出时初速度之比v01∶v02＝1∶2
8．(本题4分)如图所示，某人由A点划船渡河，船头指向始终与河岸垂直，关于小船的运动，下列说法中正确的是（ ）
A．小船到达正对岸的B点
B．小船到达正对岸B点的左侧
C．小船到达正对岸B点的右侧
D．水流速度大小对小船渡河时间没有影响
三、实验题(共12分)
9.用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
甲 乙
(1)下列实验条件必须满足的有________。
A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末段水平
C．挡板高度等间距变化 D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
a.取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________(选填“最上端”“最下端”或“球心”)对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时________(选填“需要”或“不需要”)y轴与重垂线平行。
b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则____(选填“大于”“等于”或“小于”)。可求得钢球平抛的初速度v0大小为________(已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示)。
(3)为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是________。
A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹
B．用频闪照相法在同一底片上记录平抛钢球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹
C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
四、计算题（共22分）
10．(本题6分)将物体从某一高处以10m/s的初速度水平抛出，经2s落地，不计空气阻力，g取10m/s2，求：
（1）物体的水平位移为多少？
（2）物体的竖直位移是多少？
（3）物体落地的速度是多少？
11．(本题6分)摩托车跨越表演是一项惊险刺激的运动，受到许多极限运动爱好者的喜爱．假设在一次跨越河流的表演中，摩托车离开平台时的速度为24 m/s,成功落到对面的平台上，测得两岸平台高度差为5 m，如图所示．若飞越中不计空气阻力，摩托车可以近似看成质点，g取10 m/s2,求：
（1）摩托车在空中的飞行时间。
（2）摩托车落地前瞬间的速度大小
12．(本题5分)小船在到达码头后，由人工将小船停靠在河岸边并固定。码头离水面高H 的岸边工人以大小为的速度v0匀速收绳使船靠岸。当船与岸上的定滑轮水平距离为S时，船速是多大？
13.(本题5分)体育运动中投掷的链球、铅球、铁饼、标枪等(如图所示)，都可以看作是斜上抛运动。以抛出的铅球为例：
（1）铅球离开手后，如不考虑空气阻力，其受力情况、速度有何特点？
（2）铅球在最高点的速度是零吗？
（3）对于给定的v0，如何才能让抛出的距离达到最大值，实现最佳成绩？请给予证明。
【自我反思、总结提升】
单元过关中出错的地方
出错题目的原因
有待提升的方面
我的收获
整体感知
学习评价
探究建构
学习评价2
应用迁移
a
b
30
学习评价3
重构拓展
α
θ
y
x
vy
vx
B
O
A
A
B
B
v0
试卷第1页，总3页
15
——探究投篮的规律
单元概述
【单元内容】
抛出的篮球，摩天轮上的乘客，地球的公转等曲线运动在自然界中是很常见的。物体为什么会做曲线运动，我们如何研究曲线运动？本单元我们学习如何将直线运动的基本思路和方法用于曲线运动，并重点探究抛体运动的规律。
【课标要求】
2.2.1 通过实验，了解曲线运动，知道物体做曲线运动的条件。
例1 观察生活中的曲线运动，如投篮时篮球的运动轨迹。
2.2.2 通过实验，探究并认识平抛运动的规律。会用运动合成与分解的方法分析平抛运动。体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。能分析生产生活中的抛体运动。
【单元学习目标】
1.结合文本和271BAY资源，说出抛体运动的特征，归纳曲线运动的条件。
2.实验探究平抛运动的规律，总结出曲线运动的处理方法并分析一个具体案例。
3.应用“运动的合成与分解”分析抛体运动现象，找出运动分解的依据，解决“投篮”命中率的问题。
4.从“运动的合成与分解”重构抛体运动规律和应用，体会复杂问题简单化对物理研究的重要性。
【学习评价】
水平划分 水平标准 自评 我的疑惑
水平一 从物理学的角度观察抛体运动现象，能解释简单的抛体运动现象，能参照教材与同学一起探究抛体运动的规律，认识到运动的分解的基本现象。
水平二 能用抛体运动的规律解释简单的自然现象，并且能够就解决熟悉的抛体运动、小船过河等问题，能在他人的帮助下设计实验探究平抛运动的性质，体会“化繁为简”在运动的合成与分解中的妙用。
水平三 能用物理语言准确描述抛体现象，独立设计实验进行抛体现象的研究，并用运动的合成与分解解决小船过河、滑雪、投篮等实际题，体会“等效思想”等创新思维在生活中的用处。
【单元情境】
在排球比赛中，我们常常为运动员的精彩扣球而欢呼。但是，我们也看到并不是每一次扣球都能成功，有时候力度大了球就出界了，而力度小了却又会打在网上。那你知道如何才能使击出的球既不触网也不越界吗？学习了本单元抛体运动的内容你就能够解决这个问题。
【单元学习任务】
探究抛体运动的一般规律，从化曲为直的角度解决生产、生活中的曲线运动问题。
【学习导航】
单元名称 学习内容 学习任务 学时
抛体运动 1.整体感知 整体感知物体做曲线运动的规律和条件 2
2.探究建构 探究平抛运动的速度和位移特点 3
3.应用迁移 用运动的合成与分解解决复合运动问题 1
4.重构拓展 单元重构，拓展、过关 2
【学法指导】
1.联系生活实际，列举自然界和生活中曲线运动情形，学会用科学的语言准确地描述抛体运动，加深对分运动与合运动的理解和抛体运动规律的应用。
2.本单元会有三个分组实验，探究曲线运动的速度方向、探究物体做曲线运动的条件、探究平抛运动的特点。需要认真参与，能自己设计实验方案，动手实验，正确使用物理仪器，仔细观察并获取数据，记录实验数据要实事求是，能用物理图像描述实验数据，分析和评估，能写出简明的实验报告。
3.尝试运用所学内容分析自然界和生活中的有关物理现象，要养成思物理情境的习惯，运用解决曲线运动的“大思路”，即把复杂的曲线运动分解为水平和竖直方向上简单的直线运动。对研究对象进行正确的受力分析和运动分析并能规范解决问题。通过查阅资源学习了解人类关于物体运动和力的研究对生活和科技进步的影响。
抛体运动
——提高投飞镖的命中率
【学习目标】
1.结合教材和271BAY资源，观察角磨机飞出的火星、松鼠甩掉身上的水、玩具轨道小球等物体的运动情况，说出曲线运动的性质和条件。
2.结合271BAY视频资源，动手操作小实验，观察“合运动”与“分运动”的关系。
3.设计并参与飞镖比赛，总结如何投掷更准，并借助频闪照片归纳平抛和斜抛的关系。
【情境任务】
篮球是青少年非常喜欢的运动项目，其中投篮是篮球运动中一项关键性技术，是最直接有效的得分手段。你投篮的命中率高吗？你知道篮球在空中的运动有什么规律吗？
活动一、认识曲线运动的性质和条件
【情境】观察下边三幅图片描述的现象，并利用271BAY观看相关视频。
1.你能不能说清楚：砂轮打磨下来的炽热微粒、松鼠甩出的水滴、轨道小球，分别沿着什么方向运动？
2.再列举两个我们常见的曲线运动的生活实例，并归纳一下出物体做曲线运动的方向有什么特点？
3.如果桌面上有一个乒乓球向右做匀速直线运动，若突然打开侧面的风机，乒乓球将做何种运动？
4.做曲线运动的物体，其运动轨迹、所受合外力方向和速度方向之间存在怎样的关系？
活动二、观察合运动与分运动的关系
1.某同学在研究运动的合成时做了如图所示活动：用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动，运动中保持直尺水平，同时，用右手沿直尺向右移动笔尖.若该同学左手的运动为匀速运动，右手相对于直尺的运动也为匀速运动，则笔尖的实际运动是怎样的？
2.合运动与分运动有什么关系？遵循什么运算法则？
3.若船在河中始终保持船头朝正前方驶向对岸，你认为船会在对岸的正前方到达，还是会偏向上游或下游？为什么？如果想要垂直河岸渡河，应该怎么办？怎样渡河时间最短？
活动三、参加飞镖比赛
1.取一枚稍长的细杆，一端固定一枚铁钉，另一端用羽毛或纸片做成尾翼，这样就得到了一个能够显示曲线运动速度方向的“飞镖”。在空旷地带把飞镖抛出，飞镖在空中各点的指向就是它在该点的速度方向。飞镖落至地面插入泥土后的指向就是它落地瞬时的速度方向。
（1）为什么飞镖的指向就是速度的方向？
（2）改变飞镖的投射角，观察它在飞行过程中直到插入泥土时的速度方向。
（3）用271BAY拍摄下飞镖飞行的频闪照片，观察曲线运动的速度方向与轨迹曲线的关系。
【初步构建本单元的知识、能力体系】
水平划分 水平标准 自评 我的疑惑
水平一 能自主完成抛体运动文本和271BAY资源的学习，阐明基本的曲线运动性质。
水平二 初步构建出抛体运动的知识体系，厘清核心知识间的逻辑。
水平三 能说出自己对运动的合成与分解的理解，会解释生活、生产中的简单曲线运动现象。
抛体运动
——探究抛体运动规律
【学习目标】
1.借助文本及271BAY资源，动手实验探究合运动与分运动的关系。
2.动手实验，在实验现象的基础上，处理实验数据并进一步归纳出平抛运动的规律。
3.用平抛运动规律分析摩托车飞跃壕沟的问题，说出用平抛运动规律解决问题的思想和方法，谈谈这些思想方法对于认识曲线运动具有怎样的意义。
【情境】
在排球比赛中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？如何估算球落地时的速度大小？
活动一、探究合运动与分运动的关系
在一段封闭、长约1m的玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体R。将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧。
1.将玻璃管倒置不动，观察蜡块的运动情况是怎样的？
2.当倒置后的玻璃管向右匀速运动时，蜡块同时参与了哪几个运动？蜡块实际的运动是怎样的？合运动与分运动所用的时间有什么关系？
3.在上述实验中，如果以蜡块开始运动的位置为原点O，水平向右和竖直方向为x轴和y轴，自己设定所需要的物理量，求出蜡块在某一时刻的速度（包括方向），并通过数学推导，列式说明它的运动轨迹是怎样的。
4.根据本实验，从时间、速度、位移方面总结合运动与分运动的关系。
活动二、探究平抛运动的规律
在水平和竖直两个方向中，先研究其中一个方向的运动规律，再设法分析另外一个方向的运动规律。
1.探究平抛运动竖直方向分运动规律。
观看271BAY资源视频，现利用如图所示仪器，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后。分别改变击打力度和离地高度，多次重复实验。
从这个实验看，平抛运动在竖直方向的分运动是什么运动？
2.探究平抛运动水平方向分运动规律。
观看271BAY资源视频请结合右图“描迹法”探究平抛运动特点的实验，简述实验步骤，并思考以下问题：
①平抛运动起点应该怎样确定？为什么必须斜槽末端的切线水平？如何验证？为什么必须从斜槽上同一位置无初速度滚下？
②尝试画出轨迹并在轨迹上获取相同时间间隔的点。
③这些点之间的水平位移存在什么特点？说明水平方向的运动是什么运动？
反思：如果实验的结果与你的推论之间有一些差异，原因可能有哪些？
3. ①结合实验事实依据，从位移和速度两个方面探究平抛运动的规律
速度 位移
水平分运动
竖直分运动
合运动
图示
变化量
②平抛运动的轨迹有什么特点？结合表格请尝试用数学推导方法予以证明。
③水平抛出的飞镖在空中做的运动是匀变速运动吗？如何证明？
【习练】
1. (多选)物体在做平抛运动时，在相等时间内，下列哪些物理量相等( )
A．速度的增量 B．加速度 C．位移的增量 D．位移
2. (多选)如图所示，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向，图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则( )
A．a的飞行时间比b的长 B．b和c的飞行时间相同
C．a的水平初速度比b的大 D．b的水平初速度比c的小
活动三、利用平抛运动规律解决生活问题
1. 在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力，可以视为平抛运动。摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。摩托车的速度至少要多大才能越过这个壕沟？g取10 m/s2 。
2. 环保人员在一次检查时发现，有一根排污管正在向外满口排出大量污水。这根管道水
平设置，管口离地面有一定的高度，如图所示。现在，环保人员只有一把卷尺，请问需
要测出哪些数据就可大致估测该管道的排污量？写出测量每秒钟排污体积的表达式。
水平划分 水平标准 星级评价 课堂自评 教师评价 我的疑惑
水平一 能动手操作实验，理解合运动与分运动的关系 ( https: / / image. / i q=%E4%BA%94%E8%A7%92%E6%98%9F%26listsrc=sobox%26listsign=917fbad737d783e0627e40a9e33aac1f%26src=360pic_normal )
水平二 能进一步分析平抛运动两个分运动的规律，掌握处理抛体运动一般方法 ( https: / / image. / i q=%E4%BA%94%E8%A7%92%E6%98%9F%26listsrc=sobox%26listsign=917fbad737d783e0627e40a9e33aac1f%26src=360pic_normal ) ( https: / / image. / i q=%E4%BA%94%E8%A7%92%E6%98%9F%26listsrc=sobox%26listsign=917fbad737d783e0627e40a9e33aac1f%26src=360pic_normal )
水平三 灵活运用抛体运动规律解决生活中的有关问题 ( https: / / image. / i q=%E4%BA%94%E8%A7%92%E6%98%9F%26listsrc=sobox%26listsign=917fbad737d783e0627e40a9e33aac1f%26src=360pic_normal ) ( https: / / image. / i q=%E4%BA%94%E8%A7%92%E6%98%9F%26listsrc=sobox%26listsign=917fbad737d783e0627e40a9e33aac1f%26src=360pic_normal ) ( https: / / image. / i q=%E4%BA%94%E8%A7%92%E6%98%9F%26listsrc=sobox%26listsign=917fbad737d783e0627e40a9e33aac1f%26src=360pic_normal )
抛体运动
——解决小船过河、滑雪、投篮问题
【学习目标】
1.从合运动、分运动的关系，分析解决小船过河问题。
2.运用平抛运动的规律，解决滑雪等体育运动中的抛体运动问题。
3.应用“平抛运动规律”“运动的合成与分解”，解决投篮中的斜抛问题。
【情境】
2021年7月河南郑州遭遇特大暴雨牵动亿万中国人民的心，3天的降雨量相当于以往1年的降雨总量，7.19日单日降雨量更是达到了552.5毫米，暴雨引发的城市内涝和山洪造成大量房屋倒塌，山东省消防救援总队调派济宁、聊城等地5个支队、274名指战员、63辆消防车参与救援。我市指挥部接到救援信息，派出三名消防官兵驾驶冲锋舟营救数名被困湍急洪水中爬上孤岛的群众，驾驶员应该怎样控制冲锋舟的行驶方向？
活动一、小船过河问题中的合运动、分运动
一条宽阔的大河上有两个码头A、B隔河正面相对。小明驾着小船从码头A出发，将一批货物运送到对岸的码头B。他驾船时始终保持船头指向与河岸垂直，但小明发现小船行驶的路线并不与河岸垂直，而是朝河的下游方向偏移到C位置，请给出原因。
【思考与讨论】
1.已知船在静水中的速度大于水流的速度，渡河时间最短、渡河位移最短分别是怎样操作小船船头朝向的？
2.船头正对对岸行驶，行驶到河中心时水流速度变快，过河时间是否变化？
3.若船在静水中的速度小于水流的速度，那么最短渡河时间、最短渡河位移是否变化？
活动二、滑雪运动中的平抛运动规律
我国滑雪运动员谷爱凌在备战2022年北京冬奥会期间的一次滑雪训练中，在滑雪道上获得一定速度后从跳台水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆。如图所示，跳台位置为a点，着陆点在斜坡上b点。测得ab间的距离为40 m，斜坡与水平方向的夹角为30°。试计算谷爱凌在a处的速度大小和在空中飞行的时间。不计空气阻力，g取10 m/s2。
【思考与讨论】
现在要求解谷爱凌在空中离坡面的最大距离，该怎样分析？
【习练】
在某景点有一狮身鱼尾喷泉，小明同学手里只有一把卷尺，请你帮他设计实验，测出喷泉每秒钟的出水量。
活动三、运用抛体规律解决投篮问题
在篮球比赛中，投篮的投出角度会影响投篮的命中率。在某次投篮表演中，运动员在空中一个漂亮的投篮，篮球以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐，这次跳起投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上，投球点到篮筐距离为9.8 m，忽略空气阻力，g取10 m/s2。
请思考以下问题：篮球的运动轨迹是怎样的？我们处理篮球斜抛轨迹时应怎样建立坐标系？处理方式与平抛运动处理方式有什么异同？
结合对以上问题的思考，请你计算出：
（1）篮球进筐的速度有多大？
（2）篮球投出后的最高点相对篮筐的竖直高度是多少？
、
水平划分 水平标准描述 自评 我的疑惑
水平一 正确解决小船过河最值、平抛运动基本问题。
水平二 能用抛体运动规律解决斜抛运动问题。
水平三 能用“运动的合成与分解”思想解决有关抛体的综合问题。
抛体运动
——单元重构、拓展、过关
【学习目标】
1.从动力学角度，重构本单元内容结构体系，说出“化曲为直”“等效思想”在曲线运动研究中的应用。
2.借助导光水柱平抛运动的轨迹图像，进一步挖掘其运动规律，先观察、猜测，再验证平抛运动的几个重要推论，并尝试用其解决斜面平抛问题。
3.单元过关，对抛体运动再认识，并为体育比赛中平抛及斜抛相关运动提升成绩提出建议。
【单元重构】
【单元拓展】
平抛运动是本单元研究的重点，下图为导光水柱平抛运动图像。现将其轨迹置于二维坐标系中，如图所示，虚线AB为任意时刻瞬时速度的反向延长线。请探究以下关于平抛运动的重要推论。
①借助下图观察做平抛运动的物体，猜测任意时刻瞬时速度的反向延长线一定通过哪一点？并予以证明。
②平抛运动中某一时刻，速度与水平方向夹角为θ，位移与水平方向夹角为α，则θ与α间有何定量关系？
③如图，两个小球A和B以不同的水平初速度抛出后落到斜面上的同一位置，两小球在落点的速度方向是否相同？小球在运动过程中，距斜面最远时的条件？
【单元过关】
要求：a.限时：60分钟。
b.审题：从情景中提取有效信息，勾画关键词，合理建模。
c.卷面要求书写认真、规范作图。
d.用对待高考试卷的态度来对待每一次限时过关。
一、单选题（本题6小题，只有一个选项正确，每小题3分，共18分。）
1．(本题3分)关于运动的性质，以下说法中正确的是（ ）
A．变速运动一定是曲线运动 B．加速度不变的运动一定是直线运动
C．曲线运动一定是变速运动 D．曲线运动的加速度一定是变化的
2．(本题3分)如图甲喷出的水做斜抛运动，图乙为斜抛物体的轨迹，对轨迹上的两点A、B下列说法正确的是（不计空气阻力）（ ）
A．A点的速度方向沿切线向上，合力方向沿切线向下
B．A点的速度方向沿切线向上，合力方向竖直向下
C．B点的速度方向沿切线向下，合力方向沿切线向下
D．B点的速度方向沿切线向下，合力方向竖直向上
3．(本题3分)如图所示，从同一竖直线上的A、B两点，分别以速度v1、v2水平向右抛出甲、乙两小球，两球同时着地于同一点（不考虑空气阻力），上述过程中（ ）
A．甲、乙两物体同时抛出
B．乙在甲运动到与B等高位置抛出
C．甲先抛出，且v1
4．(本题3分)如图所示，红蜡块可以在竖直玻璃管内的水中匀速上升，若在红蜡块从A点开始匀速上升的同时，玻璃管从AB位置水平向右做匀减速直线运动，则红蜡块的实际运动轨迹可能是图中的（ ）
A．直线P
B．曲线Q
C．曲线R
D．三条轨迹都有可能
5．(本题3分)在东京夏季奥运会上，我国跳水运动员获得多枚奖牌，为祖国赢得荣誉．高台跳水比赛时，运动员起跳后在空中做出各种动作，最后沿竖直方向进入水中．若此过程中运动员头部连续的运动轨迹示意图如图中虚线所示， a、b、c、d为运动轨迹上的四个点．关于运动员头部经过这四个点时的速度方向，下列说法中正确的是（ ）
A．经过a、b、c、d四个点的速度方向均可能竖直向下
B．只有经过a、c两个点的速度方向可能竖直向下
C．只有经过b、d两个点的速度方向可能竖直向下
D．只有经过c点的速度方向可能竖直向下
6.(本题3分)如图所示，AB杆和墙的夹角为θ时，杆的A端沿墙下滑的速度大小为v1，B端沿地面的速度大小为v2，则v1、v2的关系是( )
v1＝v2
B．v1＝v2cos θ
C．v1＝v2tan θ
D．v1＝v2sin θ
二、多选题（本题2小题，每小题4分，共8分。）
7．(本题4分)如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端，从抛出到落至斜面上(忽略空气阻力) （ ）
A．两次小球运动时间之比t1∶t2＝1∶
B．两次小球运动时间之比t1∶t2＝1∶2
C．两次小球抛出时初速度之比v01∶v02＝1∶
D．两次小球抛出时初速度之比v01∶v02＝1∶2
8．(本题4分)如图所示，某人由A点划船渡河，船头指向始终与河岸垂直，关于小船的运动，下列说法中正确的是（ ）
A．小船到达正对岸的B点
B．小船到达正对岸B点的左侧
C．小船到达正对岸B点的右侧
D．水流速度大小对小船渡河时间没有影响
三、实验题(共12分)
9.用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
甲 乙
(1)下列实验条件必须满足的有________。
A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末段水平
C．挡板高度等间距变化 D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
a.取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________(选填“最上端”“最下端”或“球心”)对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时________(选填“需要”或“不需要”)y轴与重垂线平行。
b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则____(选填“大于”“等于”或“小于”)。可求得钢球平抛的初速度v0大小为________(已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示)。
(3)为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是________。
A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹
B．用频闪照相法在同一底片上记录平抛钢球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹
C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
四、计算题（共22分）
10．(本题6分)将物体从某一高处以10m/s的初速度水平抛出，经2s落地，不计空气阻力，g取10m/s2，求：
（1）物体的水平位移为多少？
（2）物体的竖直位移是多少？
（3）物体落地的速度是多少？
11．(本题6分)摩托车跨越表演是一项惊险刺激的运动，受到许多极限运动爱好者的喜爱．假设在一次跨越河流的表演中，摩托车离开平台时的速度为24 m/s,成功落到对面的平台上，测得两岸平台高度差为5 m，如图所示．若飞越中不计空气阻力，摩托车可以近似看成质点，g取10 m/s2,求：
（1）摩托车在空中的飞行时间。
（2）摩托车落地前瞬间的速度大小
12．(本题5分)小船在到达码头后，由人工将小船停靠在河岸边并固定。码头离水面高H 的岸边工人以大小为的速度v0匀速收绳使船靠岸。当船与岸上的定滑轮水平距离为S时，船速是多大？
13.(本题5分)体育运动中投掷的链球、铅球、铁饼、标枪等(如图所示)，都可以看作是斜上抛运动。以抛出的铅球为例：
（1）铅球离开手后，如不考虑空气阻力，其受力情况、速度有何特点？
（2）铅球在最高点的速度是零吗？
（3）对于给定的v0，如何才能让抛出的距离达到最大值，实现最佳成绩？请给予证明。
【自我反思、总结提升】
单元过关中出错的地方
出错题目的原因
有待提升的方面
我的收获
整体感知
学习评价
探究建构
学习评价2
应用迁移
a
b
30
学习评价3
重构拓展
α
θ
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B
O
A
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B
B
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