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2020-2021学年高中物理 第一章 抛体运动 4 斜抛运动教案 教科版必修2

2020-2021学年高中物理 第一章 抛体运动 4 斜抛运动教案 教科版必修2

年级：
姓名：

- 8 -

斜抛运动
一、三维目标
1、知识与技能
（1）.知道斜抛运动，知道斜抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动。
（2）通过实验探究斜抛运动的射高和射程跟初速度和抛射角的关系，并能将所学的知识应用到生产、生活中。
（3）了解弹道曲线。
2、过程与方法
（1）经历斜抛运动的探究过程，尝试运用科学探究的方法研究和解决斜抛运动问题。
(2)能运用运动的合成与分解方法解决日常生活中有关的斜抛问题，培养理论联系实际、运用理论解决实际问题的能力。
（3）尝试通过物理实验解决实际问题，在实验中能考虑实验的变量及其控制方法。
3、情感态度与价值观
使学生领略斜抛运动的对称与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲；通过对斜抛运动规律的探究，培养学生探究自然界奥秘的热情，并从中体验到探究过程中的艰辛与喜悦；使学生勇于探究日常生活有关的斜抛问题；通过合作实验认识到合作的重要性，培养合作意识，在合作中能坚持原则又尊重他人，具有团队精神。
二、教学重点
1.斜抛运动的规律的推导。
2.用运动的的合成与分解方法处理斜抛运动。
三、教学难点
1.斜抛运动的规律的推导。
2.影响射高、射程的因素。
四、教学建议
1、本节斜抛物体运动规律是以往旧教材所没有的内容，比较新，涉及到比较复杂的数学知识，而有些数学知识如三角函数的极值问题学生还没有学到，如果采用的教学方法不妥，会给学生的学习带来影响，甚至会产生物理难学的思想，故整个教学设计既要考虑学生的实际情况，又要能激发学生自动学习的兴趣；尽量从生活实例出发，定性地分析问题。
2、斜抛运动的研究是对解决抛体运动的补充和丰富，在前一节学生已经掌握了解决平抛问题的方法，因而在本节可以在复习平抛问题解决方法的基础上让学生借鉴前面的方法来处理斜抛运动，通过对斜抛运动的研究找到解决抛体运动问题的共同之处。
3、教学设计的特点：从学生熟悉和喜欢的例子出发，如夜空中的烟花爆炸图片、世界十佳足球任意球集锦、任意球动画图解、NBA蓝球赛，将剪辑录象作为新课引入，并设计多处师生互动的游戏环节如定点投篮，自制飞镖，水枪射击等激发学生的学习兴趣，将要学习新课引进来，这样结合实际来将新知识，使学生明白学多点知识能解决实际问题，教学过程用模拟课件做成的抛物线动画更是帮助学生理解知识，针对教学内容安排学生们自制实验仪器进行斜抛水柱探究活动，在课上定性地探究斜抛物体运动的抛射距离与抛射角、抛射速度的关系；可视学生接受程度进一步推导出射程和射高公式；通过丰富的感性认识和理性的探究活动使学生较好地学习并掌握斜抛的相关知识，达到预期的三维教学目标。
新课导入设计
创设情境引入新课
播放一段视频 (含有：日夜空的礼花；足球任意球集锦片段；节运动场上运动员投掷出的铅球、铁饼等) 。
视频播放完后提出以下问题：
1.视频中的各物体做什么运动？有什么特点（从受力、初速度、速度方向提问）？
2.如何创造足球场上的美妙弧线？
3．运动员在投掷以上各种球类时怎样才能获得更好的成绩？
[板书] 1.斜抛运动：以一定的初速度将物体与水平方向成一定的角度斜向上抛出，物体仅在重力作用下所做的曲线运动。
说明：在这里忽略空气阻力对物体运动的影响，这是一种理想情况。
[教学流程图]
创设情景（视频、互动投篮等）
抽象、分析、归纳
斜抛运动的概念、特征

学生探究活动
斜抛运动的射高、射程与初速度、抛射角的定性关系

实际场景：弹道曲线
分析实例
拓展应用
回到课前情景，讨论小结、结束

导出斜抛规律公式
对比平抛知识理论推导

教学过程设计
一、创设情境引入新课
回顾竖直上抛的相关内容
二、由平抛运动分析方法引导学生推导斜抛规律公式
回顾：前面已学过的平抛运动也是曲线运动，我们是用什么方法来研究、分析的？
（化曲为直、运动的独立性、等时性）
讲述：根据运动的独立性，把平抛运动正交分解为沿水平方向的匀速直线运动和沿竖直方向的自由落体运动。
平抛运动：
当物体初速度水平且仅受重力作用时的运动，被称为平抛运动。
平抛运动可分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动这两个分运动。
引导学生对小球沿水平方向及竖直方向受力及所做的运动进行分析。
y
x
V0
o
s
θ
h
[板书]
斜抛运动分解为:
水平方向——不 受 力：匀速直线运动
竖直方向——只受重力：竖直上抛运动
引导学生推导出速度公式和位移公式来描述斜抛运动规律。
分析归纳得出：
1 物体抛出方向与X轴正方向之间的夹角称为抛射角，用θ表示。
小球能达到的最大高度（h）叫做射高；
从抛出点到落地点的水平距离(s)叫做射程。
2 斜抛运动物体在水平方向不受力，以水平初速度VX做匀速直线运动；在竖直方向有方向向上的初速度vy，且受到重力的作用，因此做初速度为vy的竖直上抛运动。
3 斜抛运动曲线是一条对称的曲线。
y
V0
o
θ
vx
vy
x
[板书]3.

（拓展）：从公式中可看出：当vy=0时，小球达到最高点，所用时间；
小球自最高点自由落下所需时间，与上升到最高点所需时间相等，因此小球飞行时间为。（可视学生情况适当拓展。）
三、 学生探究活动
为了进一步定性分析斜抛运动中的射高和射程的大小与初速度v0、抛射角θ的关系，请同学们用实验进行探究。（介绍提供的仪器并提问设计思路）：在实验中采用控制变量法，即先保持抛射角θ不变，探究射高、射程与初速度的关系；再保持初速度v0不变，探究射高、射程与抛射角的关系。（引导提问：如何保证探究过程中相应的量不变？）
探究实验一：探究射高、射程与初速度的关系。
h
θ
s

学生三人为一组探究射高和射程与初速度和抛射角的关系：
探究过程
1. 探究射高h和射程s与初速度v0的关系：对照课本方案可改进
（1）细玻璃容器内装有水，滴入几滴红墨水，用橡皮塞塞紧容器口，倒置于铁架台上；用注射针头连接软管组成喷水嘴，再与细玻璃容器相接。
（2）将木尺、量角器及喷水嘴固定在铁架台上，（喷水口与水平木尺等高，且尽量让容器口离固定点远点）在木尺末端的地面上放一水槽，如图所示。
（3） 保持喷水嘴方向不变，即抛射角不变，观察随着容器中水位的降低，喷出水流的初速度减小，水流的射程、射高的变化。
s
h
θ

实验现象：水流的射程和射高都变小。
试验结论：（学生：）
2.探究射高h和射程s与抛射角θ的关系。
（1）将实验一的细玻璃容器、软管、注射针头取下，换成：事先已在底部开几个小孔的容积为1.25升的矿泉水瓶装满水，用连接有软管的软木塞塞紧后固定在铁架台上，软管的另一端连接着滴管作为喷水嘴，用一铁夹子夹住软管作为开关。（如图所示）
（2）放开铁夹子，从小到大逐渐改变喷水嘴的与方向，观察水流的射程和射高的变化。
实验现象：在抛射角小于450范围内，随着抛射角的增大，水流的射程增大，射高也增大；当抛射角等于450时，射程达到最大；当抛射角超过450，随着抛射角的增大，射程反而减小，射高仍增大；当抛射角等于900时，射程为0，而射高达到最大；抛射角等于300和等于600时，射程一样。本次实验考虑到其准确度，可点明要求：得到定性表述即可，不强调450 的临界值问题
归纳实验结论：斜抛运动中的射高和射程的大小与初速度和抛射角都有关，且当初速度不变时，抛射角逐渐增大，射程逐渐变大到某一最大值后又会逐渐减小。
[板书]3.影响射高和射程的因素:初速度、抛射角
四、介绍弹道曲线
当物体的初速度很大时，如射出的子弹、炮弹，空气阻力的影响很大，既影响了射高，也影
响了射程，子弹或炮弹的运动轨迹不再是抛物线，通常称为弹道曲线。如图所示。
理论
抛物线
弹道
曲线

拓展：在前面的探究实验中，我们所探究的是忽略空气阻力且抛体的抛掷点和落回点在同一水平线上，这种情况下射程是以抛射角为450时最大；如果抛体的抛掷点和落回点不在同一水平线上，比如在前面视频中看到的链球、铅球、铁饼、标枪，它们的投掷点都是离地面一段高度，当它们落回地面时，不再是抛射角为450时射程最大；不同的投掷类的最大射程的抛射角是不同的，比如推铅球为380~420、掷铁饼为300~350、抛链球为420~440。
五、问题讨论
【请思考】
斜抛运动可以分解为：
①水平方向的匀速直线运动。
②竖直方向上的竖直上抛运动。
除了这种分解方法外，斜抛运动是否还能作其他形式的分解？如果可以，请提出分解方案。
六、小结、作业：
1. 斜抛运动是曲线运动，可以把斜抛运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动。
2. 斜抛运动的射高射程跟初速度和抛射角有关，思考运动时间、射高、射程的理论式推导。
七、板书设计：
斜抛运动
一斜抛运动
y
x
V0
o
s
θ
h
1定义：抛射角θ、射高h、射程s
2规律：水平：不 受 力 做匀速直线运动
竖直：只受重力 做竖直上抛运动

当vy=0时达最高点， 所以小球飞行时间为。
二影响射高和射程的因素:初速度、抛射角
三 弹道曲线（空气阻力因素）