教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
1.理解平拋運(yùn)動(dòng)是加速度為g的勻變速運(yùn)動(dòng)，其水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng).
2.了解斜拋運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)的合成與分解的遷移應(yīng)用.
過(guò)程與方法
會(huì)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解答相關(guān)問(wèn)題，以數(shù)學(xué)中的拋物線方程及圖象為工具建立物理模型，理解拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及處理方法.
情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1.體會(huì)各學(xué)科之間的聯(lián)系與發(fā)展，培養(yǎng)空間想象能力和數(shù)學(xué)計(jì)算能力以及知識(shí)方法的應(yīng)用能力.
2.領(lǐng)略拋體運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱與和諧，培養(yǎng)對(duì)科學(xué)的好奇心和求知欲.
教學(xué)重難點(diǎn)
1.知道什么是拋體運(yùn)動(dòng)，什么是平拋運(yùn)動(dòng).知道平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，加速度為g.
2.用運(yùn)動(dòng)的分解、合成結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律研究拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，知道平拋運(yùn)動(dòng)可分為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng).
3.能應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律交流討論并解決實(shí)際問(wèn)題.在得出平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上進(jìn)而分析斜拋運(yùn)動(dòng).掌握研究拋體運(yùn)動(dòng)的一般方法.
教學(xué)過(guò)程
一、拋體運(yùn)動(dòng)
探究交流:體育運(yùn)動(dòng)中投擲的鏈球、鉛球、鐵餅、標(biāo)槍等(如圖所示)，都可以看做是拋體運(yùn)動(dòng)嗎?都可以看成是平拋運(yùn)動(dòng)嗎?
1.基本知識(shí)
(1)定義
以一定的速度將物體拋出，物體只受重力作用的運(yùn)動(dòng).
(2)平拋運(yùn)動(dòng)
初速度沿水平方向的拋體運(yùn)動(dòng).
(3)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
�、俪跛俣妊厮椒较�.②只受重力作用.
2.思考判斷
(1)水平拋出的物體所做的運(yùn)動(dòng)就是平拋運(yùn)動(dòng).(×)
(2)平拋運(yùn)動(dòng)中要考慮空氣阻力的作用.(×)
(3)平拋運(yùn)動(dòng)的初速度與重力垂直.(√)
二、平拋運(yùn)動(dòng)的速度
1.基本知識(shí)
將物體以初速度v0水平拋出，由于物體只受重力作用，t時(shí)刻的速度為：
(1)水平方向：vx=v0.
(2)豎直方向：vy=gt.
(4)速度變化特點(diǎn)：由于平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用，所以其加速度恒為g，因此在平拋運(yùn)動(dòng)中速度的變化量Δv=gΔt，由于g是常量，所以任意兩個(gè)相等的時(shí)間間隔內(nèi)速度的變化量相等，方向豎直向下，即任意兩個(gè)相等的時(shí)間間隔內(nèi)速度的變化相同，如圖所示.
2.思考判斷
(1)平拋運(yùn)動(dòng)的物體初速度越大，下落得越快.(×)
(2)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體下落時(shí)，速度與水平方向的夾角θ越來(lái)越大.(√)
(3)如果下落時(shí)間較長(zhǎng)，平拋運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向變?yōu)樨Q直方向.(×)
3.探究交流
平拋運(yùn)動(dòng)中，豎直方向的分速度vy=gt，除該公式外，還有求vy的公式嗎?
【提示】由于豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，所以
例：關(guān)于平拋物體的運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是()
A.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體，速度和加速度都隨時(shí)間的增加而增大
B.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體僅受到重力的作用，所以加速度保持不變
C.平拋物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)
D.平拋物體的運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)
【答案】BC
三、平拋運(yùn)動(dòng)的位移
1.基本知識(shí)
將物體以初速度v0水平拋出，經(jīng)時(shí)間t物體的位移為：
2.思考判斷
(1)平拋運(yùn)動(dòng)合位移的方向與合速度的方向一致.(×)
(2)平拋運(yùn)動(dòng)合位移的大小等于物體的路程.(×)
(3)平拋運(yùn)動(dòng)中，初速度越大，落地時(shí)間越長(zhǎng).(×)
3.探究交流
飛機(jī)向某災(zāi)區(qū)投放救災(zāi)物資，要使物資準(zhǔn)確落到指定地點(diǎn)，是飛到目標(biāo)正上方投放，還是提前投放?
【提示】物資離開飛機(jī)前具有與飛機(jī)相同的水平方向的速度，當(dāng)離開飛機(jī)后，由于慣性，它們?nèi)匀灰３衷械乃较蚯暗倪\(yùn)動(dòng)速度，另外，物資又受到重力作用，于是物資一方面在水平方向向前運(yùn)動(dòng)，另一方面向下加速運(yùn)動(dòng)，因此，只有提前投放，才能使物資準(zhǔn)確落到指定地方.
4.小結(jié)：平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
1.速度特點(diǎn)：平拋運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向都不斷變化，故它是變速運(yùn)動(dòng).
2.軌跡特點(diǎn)：平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線，故它是曲線運(yùn)動(dòng).
3.加速度特點(diǎn)：平拋運(yùn)動(dòng)的加速度為自由落體加速度，恒定不變，故它是勻變速運(yùn)動(dòng).
綜上所述，平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng).
例：關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)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
【答案】ACD
四、平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法和規(guī)律
【問(wèn)題導(dǎo)思】
1.如何研究平拋運(yùn)動(dòng)比較簡(jiǎn)單?
2.平拋運(yùn)動(dòng)的合速度、合位移怎么求出?
3.試推導(dǎo)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡方程.
1.平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法
(1)由于平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，速度、位移的方向時(shí)刻發(fā)生變化，無(wú)法直接應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，因此研究平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)采用運(yùn)動(dòng)分解的方法.
(2)平拋運(yùn)動(dòng)一般分解為豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)和水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng).
2.平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
(1)分運(yùn)動(dòng)
五、平拋運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)重要推論
【問(wèn)題導(dǎo)思】
1.平拋運(yùn)動(dòng)的飛行時(shí)間與初速度有關(guān)嗎?
2.平拋運(yùn)動(dòng)的落地速度決定于哪些因素?
3.平拋運(yùn)動(dòng)的速度偏向角與位移偏向角間的關(guān)系如何?
1.平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
A.tanφ=sinθB.tanφ=cosθ
C.tanφ=tanθD.tanφ=2tanθ
【答案】D
六、平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題
例：如圖所示，女排比賽時(shí)，排球場(chǎng)總長(zhǎng)為18m，設(shè)球網(wǎng)高度為2m，運(yùn)動(dòng)員站在網(wǎng)前3m處正對(duì)球網(wǎng)跳起將球水平擊出.若擊球的高度為2.5m，為使球既不觸網(wǎng)又不越界，求球的速度范圍.
2.思考判斷
(1)斜拋運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上做的都是自由落體運(yùn)動(dòng).(×)
(2)斜拋運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做的都是勻速直線運(yùn)動(dòng).(√)
(3)斜拋運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的加速度相同.(√)
3.探究交流
對(duì)斜上拋運(yùn)動(dòng)，有一個(gè)點(diǎn)，該點(diǎn)的速度是零嗎?為什么
【提示】在斜上拋運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)，豎直分速度為零.水平分速度等于v0cosθ.故該點(diǎn)的速度v=v0cosθ.
教學(xué)目標(biāo)
【教學(xué)目標(biāo)】
1.知道曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)，它在某點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向在曲線這一點(diǎn)的切線上。
2.理解物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是所受合外力與初速度不在同一直線上。
3.培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)和分析推理的能力。
4.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生探究物理問(wèn)題的習(xí)慣。
教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
1.重點(diǎn)：曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向;物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。
2.難點(diǎn)：物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。
教學(xué)過(guò)程
【教學(xué)過(guò)程】
復(fù)習(xí)提問(wèn)
前邊幾章我們研究了直線運(yùn)動(dòng)，同學(xué)們思考以下兩個(gè)問(wèn)題：
1.什么是直線運(yùn)動(dòng)?
2.物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件是什么?在實(shí)際生活中，普遍發(fā)生的是曲線運(yùn)動(dòng)，那么什么是曲線運(yùn)動(dòng)?本節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)這個(gè)問(wèn)題。
新課學(xué)習(xí)
展示圖片：衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)人造地球轉(zhuǎn)彎的火車
這幾幅圖中物體的運(yùn)動(dòng)軌跡有何特點(diǎn)?
(軌跡是曲線)
請(qǐng)大家舉出一些生活中的曲線運(yùn)動(dòng)的例子
一、曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向：
1思考：曲線運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)除了運(yùn)動(dòng)軌跡不同，還有什么區(qū)別?2.觀察課本P32圖6.1-1和圖6.1-2
思考：砂輪打磨下來(lái)的熾熱微粒。飛出去的鏈球，它們沿著什么方向?
3.討論或猜測(cè)，曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向應(yīng)該怎樣?
4.是不是象我們大家猜測(cè)的這樣呢?讓我們來(lái)看一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：教師演示課本P32演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證學(xué)生的猜測(cè)，從而得到結(jié)論：
曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向：切線方向
5.什么是曲線的切線呢?
結(jié)合課本P33圖6.1-4閱讀課本P33前兩段加深曲線的切線的理解。
6.閱讀課本P33第四段，試分析推理曲線運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)還是變速運(yùn)動(dòng)?
速度是________(矢量.標(biāo)量)，所以只要速度方向變化，速度矢量就發(fā)生了________，也就具有________，因此曲線運(yùn)動(dòng)是________。
二、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：
1.提出問(wèn)題：既然曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，那么由
可知具有加速度，又由可知受力不為零，那到底有什么樣的特點(diǎn)呢?
2.實(shí)驗(yàn)探究
器材：光滑玻璃板小鋼球磁鐵
演示：小鋼球在水平玻璃板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
問(wèn)題：給你一磁鐵，如何使小鋼球①加速仍做直線運(yùn)動(dòng)。②減速仍做直線運(yùn)動(dòng)。③做曲線運(yùn)動(dòng)。制定你的實(shí)驗(yàn)方案。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：請(qǐng)兩名同學(xué)利用他們的方案來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。演示給全體學(xué)生。
分析論證：
直線加速：的方向與的方向相同
�、谥本�減速：的方向與的方向相反
�、矍�運(yùn)動(dòng)：的方向與成一夾角
結(jié)論：當(dāng)物體所受的合力的方向與它的速度方向在同一直線時(shí)，物體做直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時(shí)，物體就做曲線運(yùn)動(dòng)
3.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：當(dāng)物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時(shí)4.實(shí)踐應(yīng)用：
飛機(jī)扔炸彈，分析為什么炸彈做曲線運(yùn)動(dòng)?
討論題：結(jié)合本節(jié)所學(xué)與前面知識(shí)體系來(lái)分類歸納力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。
三、小結(jié)
同學(xué)們根據(jù)自身特點(diǎn)，各自進(jìn)行。曲線運(yùn)動(dòng)是軌跡為的運(yùn)動(dòng).
一、曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向
1.曲線運(yùn)動(dòng)的方向是的
2.質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)的速度方向是在曲線上這一點(diǎn)的
3.曲線運(yùn)動(dòng)一定是運(yùn)動(dòng)
二、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件:
運(yùn)動(dòng)物體所受合外力的方向跟它的速度方向上。
課后習(xí)題
課堂練習(xí)
1.關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是()
A.曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小可能不變
B.曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向可能不變
C.曲線運(yùn)動(dòng)的速度可能不變
D.曲線運(yùn)動(dòng)可能是勻變速運(yùn)動(dòng)
2.關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)的條件，以下說(shuō)法正確的是()
A.物體受變力作用才可能做曲線運(yùn)動(dòng)
B.物體受恒力作用也可能做曲線運(yùn)動(dòng)
C.物體所受合力為零不可能做曲線運(yùn)動(dòng)
D.物體只要受到合外力就一定做曲線運(yùn)動(dòng)
3某物體受同一平面內(nèi)的幾個(gè)力作用而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從某時(shí)刻起撤去其中一個(gè)力，而其它力不變，則該物體()
A、一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B、一定做勻減速直線運(yùn)動(dòng)
C、其軌跡可能是曲線
D、其軌跡不可能是直線
4.關(guān)于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，下列說(shuō)法正確的是()
A.它所受的合力一定不為零
B.有可能處于平衡狀態(tài)
C.速度方向一定時(shí)刻改變
D.受的合外力方向有可能與速度方向在同一條直線上
參考答案:1.AD2.BC3.C4.AC
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
1.理解平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，其加速度為g.
2.掌握拋體運(yùn)動(dòng)的位置與速度的關(guān)系.
過(guò)程與方法
1.掌握平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，能夠運(yùn)用平拋規(guī)律解決有關(guān)問(wèn)題.
2.通過(guò)例題分析再次體會(huì)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.
情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1.有參與實(shí)驗(yàn)總結(jié)規(guī)律的熱情，從而能更方便地解決實(shí)際問(wèn)題.
2.通過(guò)實(shí)踐，鞏固自己所學(xué)的知識(shí).
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)
分析歸納拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
教學(xué)難點(diǎn)
應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)分析歸納拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.
教學(xué)過(guò)程
[新課導(dǎo)入]
上一節(jié)我們已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究出平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向和水平方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)有了感性認(rèn)識(shí).這一節(jié)我們將從理論上對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律作進(jìn)一步分析，學(xué)習(xí)和體會(huì)在水平面上應(yīng)用牛頓定律的方法，并通過(guò)應(yīng)用此方法去分析沒有感性認(rèn)識(shí)的拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.
[新課教學(xué)]
一、拋體的位置
我們以平拋運(yùn)動(dòng)為例來(lái)研究拋體運(yùn)動(dòng)所共同具有的性質(zhì).
首先我們來(lái)研究初速度為。的平拋運(yùn)動(dòng)的位置隨時(shí)間變化的規(guī)律.用手把小球水平拋出，小球從離開手的瞬間(此時(shí)速度為v，方向水平)開始，做平拋運(yùn)動(dòng).我們以小球離開手的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，以水平拋出的方向?yàn)閤軸的方向，豎直向下的方向?yàn)閥軸的方向，建立坐標(biāo)系，并從這一瞬間開始計(jì)時(shí).
師：在拋出后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球受力情況如何?
生：小球只受重力，重力的方向豎直向下，水平方向不受力.
師：那么，小球在水平方向有加速度嗎?它將怎樣運(yùn)動(dòng)?
生：小球在水平方向沒有加速度，水平方向的分速度將保持v不變，做勻速直線運(yùn)動(dòng).
師：我們用函數(shù)表示小球的水平坐標(biāo)隨時(shí)間變化的規(guī)律將如何表示?
生：x=vt
師：在豎直方向小球有加速度嗎?若有，是多大?它做什么運(yùn)動(dòng)?它在豎直方向有初速度嗎?
生：在豎直方向，根據(jù)牛頓第二定律，小球在重力作用下產(chǎn)生加速度g.做自由落體運(yùn)動(dòng)，而在豎直方向上的初速度為0.
師：那根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律，請(qǐng)大家說(shuō)出小球在豎直方向的坐標(biāo)隨時(shí)間變化的規(guī)律.
生：y=1/2gt2
師：小球的位置能否用它的坐標(biāo)(x，y)描述?能否確定小球在任意時(shí)刻t的位置?
生：可以.
師：那么，小球的運(yùn)動(dòng)就可以看成是水平和豎直兩個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)的合成.t時(shí)間內(nèi)小球合位移是多大?
生：
師：若設(shè)s與+x方向(即速度方向)的夾角為θ，如圖6.4—1，則其正切值如何求?
生：
[例1]一架飛機(jī)水平勻速飛行.從飛機(jī)上海隔ls釋放一個(gè)鐵球，先后釋放4個(gè)，若不計(jì)空氣阻力，從地面上觀察4個(gè)小球()
A.在空中任何時(shí)刻總是捧成拋物線，它們的落地點(diǎn)是等間距的
B.在空中任何時(shí)刻總是排成拋物線，它們的落地點(diǎn)是不等間距的
C.在空中任何時(shí)刻總在飛機(jī)正下方，排成豎直的直線，它們的落地點(diǎn)是等間距的
D.在空中任何時(shí)刻總在飛機(jī)的正下方，捧成豎直的直線，它們的落地點(diǎn)是不等間距的。
解析：因?yàn)殍F球從飛機(jī)上釋放后做平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向上有與飛機(jī)相同的速度.不論鐵球何時(shí)從飛機(jī)上釋放，鐵球與飛機(jī)在水平方向上都無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng).鐵球同時(shí)還做自由落體運(yùn)動(dòng)，它在豎直方向?qū)㈦x飛機(jī)越來(lái)越遠(yuǎn).所以4個(gè)球在落地前始終處于飛機(jī)的正下方，并排成一條直線，又因?yàn)閺娘w機(jī)上每隔1s釋放1個(gè)球，而每個(gè)球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間又是相等的，所以這4個(gè)球落地的時(shí)間也依次相差1s，它們的落地點(diǎn)必然是等間距的.若以飛機(jī)為參考系觀察4個(gè)鐵球都做自由落體運(yùn)動(dòng).此題把曲線運(yùn)動(dòng)利用分解的方法“化曲為直”，使其成為我們所熟知的直線運(yùn)動(dòng)，則據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性，可以分別在這兩個(gè)方向上用各自的運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究其運(yùn)動(dòng)過(guò)程.
二、拋體的速度
師：由于運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性，那么大家能否根據(jù)前面的結(jié)論得到物體做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間?
生：由y=1/2gt2得到，運(yùn)動(dòng)時(shí)間
師：這說(shuō)明了什么問(wèn)題?
生：這說(shuō)明了做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間僅取決于下落的高度，與初速度無(wú)關(guān).
師：那么落地的水平距離是多大?
生：落地的水平距離
師：這說(shuō)明了什么問(wèn)題?
生：這說(shuō)明了平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移不僅與初速度有關(guān)系，還與物體的下落高度有關(guān).
師：利用運(yùn)動(dòng)合成的知識(shí)，結(jié)合圖6.4—2，求物體落地速度是多大?結(jié)論如何?
生：落地速度，即落地速度也只與初速度v和下落高度h有關(guān).
師：平拋運(yùn)動(dòng)的速度與水平方向的夾角為a，一般稱為平拋運(yùn)動(dòng)的偏角.實(shí)際上，常稱為平拋運(yùn)動(dòng)的偏角公式，在一些問(wèn)答題中可以直接應(yīng)用此結(jié)論分析解答
[例2]一個(gè)物體以l0m/s的速度從10m的水平高度拋出，落地時(shí)速度與地面的夾角θ是多少(不計(jì)空氣阻力)?
[例3]在5m高的地方以6m/s的初速度水平拋出一個(gè)質(zhì)量是10kg的物體，則物體落地的速度是多大?從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)發(fā)生的位移是多大?(忽略空氣阻力，取g=10m/s2)
[交流與討論]
應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法我們探究了做平拋運(yùn)動(dòng)的物體的位移和速度.請(qǐng)大家根據(jù)我們探究的結(jié)果研究一下平拋運(yùn)動(dòng)的物體位移和速度之間存在什么關(guān)系.
參考解答：根據(jù)前面的探究結(jié)果我們知道，物體的位移，與x軸的夾角的正切值為tanθ=gt/2v.物體的速度，與x軸的夾角的正切值為tanθ=gt/v.可以看到位移和速度的大小沒有太直接的關(guān)系，但它們的方向與x軸夾角的正切是2倍關(guān)系.利用這個(gè)關(guān)系我們就可以很方便地計(jì)算物體速度或位移的方向了.師：在(2)中，與勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式vt2=v02+2as，形式上一致的，其物理意義相同嗎?生：物理意義并不相同，在中的h，并不是平拋運(yùn)動(dòng)的位移，而是豎直方向上的位移，在
中的s就是表示勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移.對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)的位移，是由豎直位移和水平位移合成而得的.
師：平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線(拋物線)，某一時(shí)刻的速度方向即為曲線上物體所在位置的切線方向.設(shè)物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則這一時(shí)刻的速度與豎直方向夾角的正切值tanβ=v0/gt，而物體下落的高度為h==1/2gt2.如圖6.4—3.
圖中的A點(diǎn)為速度的切線與拋出點(diǎn)的水平線的交點(diǎn)，C點(diǎn)為物體所在位置的豎直線與水平線的交點(diǎn)，從圖中可以看出A為水平線段OC的中點(diǎn).平拋運(yùn)動(dòng)的這一重要特征，對(duì)我們分析類平拋運(yùn)動(dòng)，特別是帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)是很有幫助的.
平拋運(yùn)動(dòng)常分解成水平方向和豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)來(lái)處理，由于豎直分運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的公式和特點(diǎn)均可以在此應(yīng)用.另外，有時(shí)候根據(jù)具體情況也可以將平拋運(yùn)動(dòng)沿其他方向分解.
三、斜拋運(yùn)動(dòng)
師：如果物體拋出時(shí)的速度不是沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方的(這種情況稱為斜拋)，它的受力情況是什么樣的?加速度又如何?
生：它的受力情況與平拋完全相同，即在水平方向仍不受力，加速度仍是0;在豎直方向仍只受重力，加速度仍為g.
師：實(shí)際上物體以初速度v沿斜向上或斜向下方拋出，物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)，如何表示?與平拋是否相同?
生：斜拋運(yùn)動(dòng)沿水平方向和豎直方向初速度與平拋不同，分別是vx=vcosθ和vy=sinθ.
由于物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受重力，所以水平方向速度vx=vcosθ保持不變，做勻速直線運(yùn)動(dòng);而豎直方向上因受重力作用，有豎直向下的重力加速度J，同時(shí)有豎直向上的初速度vy=sinθ，因此做勻減速運(yùn)動(dòng)(是豎直上拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)初速度向斜下方，豎直方向的分運(yùn)動(dòng)為豎直下拋運(yùn)動(dòng))，當(dāng)速度減小到。時(shí)物體上升到點(diǎn)，此時(shí)物體由于還受到重力，所以仍有一個(gè)向下的加速度g，將開始做豎直向下的加速運(yùn)動(dòng).因此，斜拋運(yùn)動(dòng)可以看成是水平方向速度為vx=vcosθ的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向初速度為vy=sinθ的豎直上拋或豎直下拋運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).
師：斜拋運(yùn)動(dòng)分斜上拋和斜下拋(由初速度方向確定)兩種，下面以斜上拋運(yùn)動(dòng)為例討論.
師：斜拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是什么?
生：特點(diǎn)：加速度a=g，方向豎直向下，初速度方向與水平方向成一夾角θ斜向上，θ=90°時(shí)為豎直上拋或豎直下拋運(yùn)動(dòng)θ=0°時(shí)為平拋運(yùn)動(dòng).
師：常見的處理方法：
�、賹⑿鄙蠏佭\(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)，這樣有由此可以得到哪些特點(diǎn)?
生：由此可得如下特點(diǎn)：a.斜向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與斜向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等;b.從軌道點(diǎn)將斜拋運(yùn)動(dòng)分為前后兩段具有對(duì)稱性，如同一高度上的兩點(diǎn)，速度大小相等，速度方向與水平線的夾角相同.
師：②將斜拋運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的斜向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，用矢量合成法則求解.
�、蹖⒀匦泵婧痛怪毙泵娣较蜃鳛閤、y軸，分別分解初速度和加速度后用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題.
[交流與討論]
對(duì)于斜拋運(yùn)動(dòng)我們只介紹下船上拋和斜下拋的研究方法，除了平拋、斜上拋、斜下拋外，拋體運(yùn)動(dòng)還包括豎直上拋和豎直下拋，請(qǐng)大家根據(jù)我們研究前面幾種拋體運(yùn)動(dòng)的方法來(lái)研究一下豎直上拋和豎直下拋.
參考解答：對(duì)于這兩種運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，它們都是直線運(yùn)動(dòng)，但這并不影響用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法來(lái)研究它們.這個(gè)過(guò)程我們可以仿照第一節(jié)中我們介紹的勻加速運(yùn)動(dòng)的分解過(guò)程.對(duì)豎直上拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)它的初速度為v0，那么它的速度就可以寫成v=v0—gt的形式，位移寫成x=v0t—gt2/2的形式.那這樣我們就可以進(jìn)行分解了.把速度寫成v1=v0，v2=—gt的形式，把位移寫成xl=v0t，x2=—gt2/2的形式，這樣我們可以看到，豎直上拋運(yùn)動(dòng)被分解成了一個(gè)豎直向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)豎直向上的勻減速運(yùn)動(dòng).對(duì)于豎直下拋運(yùn)動(dòng)可以采取同樣的方法進(jìn)行處理.
課后小結(jié)
1.具有水平速度的物體，只受重力作用時(shí)，形成平拋運(yùn)動(dòng).
2.平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平勻蓬運(yùn)動(dòng)和豎直自由落體運(yùn)動(dòng).平拋位移等于水平位移和豎直位移的矢量和;平拋瞬時(shí)速度等于水平速度和豎直速度的矢量和.
3.平拋運(yùn)動(dòng)是一種勻變速曲線運(yùn)動(dòng).
4.如果物體受到恒定合外力作用，并且合外力跟初速度垂直，形成類似平拋的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，只需把公式中的g換成a，其中a=F合/m.
說(shuō)明：
1.干拋運(yùn)動(dòng)是學(xué)生接觸到的第一個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)，弄清其成固是基礎(chǔ)，水平初速度的獲得是同題的關(guān)鍵，可歸納眾兩種;
(1)物體被水平加速：水平拋出、水干射出、水平?jīng)_擊等;
(2)物體與原來(lái)水平運(yùn)動(dòng)的載體脫離，由于慣性而保持原來(lái)的水平速度.
2.平拋運(yùn)動(dòng)的位移公式和速度公式中有三個(gè)含有時(shí)間t，應(yīng)根據(jù)不同的已知條件來(lái)求時(shí)間.但應(yīng)明確：平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間完全由拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的豎直高度確定(在不高的范國(guó)內(nèi)g恒定)，與拋出的速度無(wú)關(guān).
