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高中物理必修2教案
作為一位無(wú)私奉獻(xiàn)的人民教師,編寫(xiě)教案是必不可少的,借助教案可以恰當(dāng)?shù)剡x擇和運(yùn)用教學(xué)方法,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。我們應(yīng)該怎么寫(xiě)教案呢?以下是小編為大家整理的高中物理必修2教案,僅供參考,大家一起來(lái)看看吧。
高中物理必修2教案1
教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
(1)領(lǐng)悟伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)中的轉(zhuǎn)化和守恒的事實(shí);
(2)理解能量這個(gè)物理量及動(dòng)能、勢(shì)能的物理意義;
(3)獨(dú)立分析伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)的能量轉(zhuǎn)換和守恒關(guān)系;
(4)除伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)以外,能列舉出其它動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化和守恒的實(shí)例;
(5)能夠列舉出不同形式的能量可以互相轉(zhuǎn)化并可能守恒;
(6)理解能量轉(zhuǎn)化與守恒是一種重要的自然規(guī)律,激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生用這一規(guī)律解決問(wèn)題的意識(shí)。
2、過(guò)程與方法
(1)體會(huì)伽利略分析問(wèn)題的精妙,學(xué)習(xí)他能分析出事物本質(zhì)的方法;
(2)體會(huì)費(fèi)恩曼所說(shuō)話(huà)的深刻內(nèi)涵,體會(huì)轉(zhuǎn)化與守恒的普遍性。
3、情感、態(tài)度、價(jià)值觀(guān)
(1)體會(huì)大自然的多樣性和科學(xué)概念的概括性,激發(fā)對(duì)自然現(xiàn)象的探究欲望和對(duì)科學(xué)知識(shí)的崇尚精神。
(2)體會(huì)物理規(guī)律分析問(wèn)題的簡(jiǎn)潔之美。
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):
理解動(dòng)能、勢(shì)能的含義,體會(huì)能量轉(zhuǎn)化、守恒的普遍存在性。
教學(xué)難點(diǎn):
培養(yǎng)創(chuàng)新能力,使學(xué)生在發(fā)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)化、守恒的普遍存在性后,能馬上意識(shí)到這里面存在的巨大的使用前景(就象商人看到了商機(jī))。
教學(xué)過(guò)程
導(dǎo)入新課
從本章開(kāi)始,我們研究力學(xué)中另外一個(gè)重要的物理量:能量,以及它所遵守的規(guī)律。大家知道,牛頓是經(jīng)典力學(xué)的奠基人,他提出了三個(gè)定律和萬(wàn)有引力定律,但是他沒(méi)有研究過(guò)能量(至少?zèng)]有深入研究),課本上有一句話(huà):“‘能量’是牛頓沒(méi)有留給我們的少數(shù)力學(xué)概念之一”至于力學(xué)中還有哪些概念牛頓也沒(méi)有研究過(guò),有興趣的同學(xué)可以自己查找資料。但是能量這一概念并不是牛頓之后才出現(xiàn)的,在伽利略時(shí)代,能量及其守恒思想就已經(jīng)出現(xiàn)。
理想斜面實(shí)驗(yàn)是誰(shuí)“做”的?為了說(shuō)明什么問(wèn)題?怎樣“做”的?(伽利略“做”的;為了研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,證明運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持)
讓小球沿一個(gè)斜面從靜止開(kāi)始滾下,小球?qū)L上另一個(gè)斜面,如果沒(méi)有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)的高度。減小后一斜面的傾角,小球在這個(gè)斜面上仍達(dá)到同一高度,但這時(shí)他要滾得遠(yuǎn)些。繼續(xù)減小后一斜面的傾角,小球達(dá)到同一高度,但滾得更遠(yuǎn)些,若將后一斜面放平,由于球永遠(yuǎn)達(dá)不到原來(lái)的高度,所以將永遠(yuǎn)滾動(dòng)下去。
伽利略在分析理想斜面實(shí)驗(yàn)時(shí),除了得出:運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持的結(jié)論外,他還注意到實(shí)驗(yàn)中反映出一個(gè)轉(zhuǎn)化與守恒的事實(shí)(或思想)。
1、對(duì)理想斜面實(shí)驗(yàn)的初步分析
提問(wèn)1:猜一猜他看出的轉(zhuǎn)化的事實(shí)是什么?(高度與速度,還要具體說(shuō)一下,如下滑時(shí)高度轉(zhuǎn)化為速度等,若有人直接說(shuō)出勢(shì)能與動(dòng)能,則指出伽利略時(shí)代還沒(méi)有這兩個(gè)概念)
提問(wèn)2:猜一猜他看出的守恒的.事實(shí)是什么?(一個(gè)與高度有關(guān)的量和一個(gè)與速度有關(guān)的量之和守恒,若回答出勢(shì)能、動(dòng)能之和守恒,引導(dǎo)同上,若回答出高度與速度之和守恒,引導(dǎo)出這是描述物體運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)不同概念,單位都不一樣,無(wú)法相加)
提問(wèn)3:假設(shè)你是伽利略,而且掌握了牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,能不能從理論上證明出與高度有關(guān)的量和與速度有關(guān)的量之和守恒?(提醒:把h0、h、v放在一個(gè)公式中,分析從P點(diǎn)釋放到Q點(diǎn)過(guò)程中已知四個(gè)量,而學(xué)過(guò)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中每個(gè)公式都有四個(gè)量)
總結(jié)1:伽利略對(duì)理想斜面實(shí)驗(yàn)的分析:高度與速度相互轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化過(guò)程中與高度有關(guān)的量和與速度有關(guān)的量之和守恒。
2、給出動(dòng)能與勢(shì)能的概念,體會(huì)動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化并守恒的普遍存在性。
伽利略的發(fā)現(xiàn)在今天看來(lái)就是我們初中學(xué)過(guò)的能量轉(zhuǎn)換與守恒的思想。其中與高度有關(guān)的量我們現(xiàn)在叫它勢(shì)能;與速度有關(guān)的量我們現(xiàn)在叫它動(dòng)能。動(dòng)能與勢(shì)能的概念,請(qǐng)用勢(shì)能和動(dòng)能描述一下理想斜面實(shí)驗(yàn)中的轉(zhuǎn)化與守恒的事實(shí)。
提問(wèn)4:動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,但轉(zhuǎn)化過(guò)程中總能量守恒的物理過(guò)程肯定有很多,只是你沒(méi)有特意注意,現(xiàn)在在大腦中搜索一下,試著列舉出幾個(gè)動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化但總能量可能守恒的實(shí)例?
重點(diǎn)列舉兩個(gè):
(1)視頻:游樂(lè)場(chǎng)中的海盜船和秋千。雙線(xiàn)擺演示(老師給出雙線(xiàn)擺這個(gè)名字);并演示證明左右最高點(diǎn)一樣高,若時(shí)間允許可以讓學(xué)生探究如何用這些器材證明左右一樣高(提醒證明方法不唯一)。最后采用底部放置直尺,左右擺開(kāi)的最大距離相等)
(2)視頻:滾擺。悠悠球演示
提問(wèn)5:課本開(kāi)頭給出了費(fèi)恩曼的一段話(huà),(老師閱讀),費(fèi)恩曼是何許人,也同學(xué)們課下自己去了解,他的這段話(huà)的意思是自然界的一切現(xiàn)象都受能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律支配,回憶初中所學(xué)知識(shí),除了動(dòng)能和勢(shì)能外,還學(xué)過(guò)哪些能量?列舉出它們可以相互轉(zhuǎn)化且總能量可能守恒的實(shí)例?如電能轉(zhuǎn)化為光能等。
總結(jié)2:
(2)在理想斜面實(shí)驗(yàn)中,動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化過(guò)程中總能量守恒。
(3)能量的轉(zhuǎn)化與守恒是自然界普遍存在的現(xiàn)象。
3、體會(huì)追尋能量轉(zhuǎn)化與守恒思想的意義。
能量的轉(zhuǎn)化與守恒是自然界普遍存在的現(xiàn)象,由此你想到了什么?或說(shuō)你意識(shí)到什么?
提醒:(赫茲發(fā)現(xiàn)了電磁波,很快有人發(fā)明了電報(bào))氣象預(yù)報(bào)說(shuō):“近年夏天會(huì)持續(xù)高溫,而且干旱……”國(guó)美的老板聽(tīng)了會(huì)想到什么:空調(diào)會(huì)熱銷(xiāo),發(fā)財(cái)?shù)臋C(jī)會(huì)來(lái)了。使用價(jià)值:如果我掌握了守恒的規(guī)律,就可以用它來(lái)解決問(wèn)題,看到了新技術(shù),就要琢磨怎樣應(yīng)用它,就是創(chuàng)新。如果你對(duì)它無(wú)動(dòng)于衷,就總是落后于人家。
總結(jié)3:追尋“守恒量”的意義:開(kāi)辟一種新的簡(jiǎn)單的解決問(wèn)題的途徑。
課后小結(jié)
一、伽利略斜面實(shí)驗(yàn)表明
“有某一量是守恒的”,這個(gè)量叫做能量。
二、能量
1、勢(shì)能:相互作用的物體憑借其位置而具有的能量。
2、動(dòng)能:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量。
三、“追尋守恒量”的意義
1、可行性:物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程中存在守恒量。
2、重要性:物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程中都要滿(mǎn)足一定的守恒定律。
高中物理必修2教案2
教學(xué)目標(biāo)
1.功率的測(cè)量
2.功率的變形式的應(yīng)用
教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn):能用公式P=W/t解答相關(guān)的問(wèn)題。
難點(diǎn):理解功率實(shí)際上是表示能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量。
教學(xué)過(guò)程
學(xué)習(xí)指導(dǎo)一、功率的測(cè)量
●自主預(yù)習(xí):
學(xué)校新購(gòu)了一箱物理器材,小云同學(xué)將它從一樓搬到三樓,小彬同學(xué)想測(cè)定小云搬運(yùn)器材過(guò)程中對(duì)箱子做的功的功率。
【實(shí)驗(yàn)器材】_______、___________、___________;
【實(shí)驗(yàn)步驟】
小彬同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)量步驟如下,其中多余的是( B )
A.測(cè)出箱子的質(zhì)量m
B.測(cè)出樓梯的總長(zhǎng)度l
C.測(cè)出一樓到三樓的豎直高度h
D.測(cè)出小云上樓所用的時(shí)間t
E.算出出小云搬運(yùn)箱子的功率P
●小組討論:
在學(xué)習(xí)了功率的知識(shí)后,三位同學(xué)想比較爬桿時(shí)誰(shuí)的功率大。以下是他們討論后得出的三套方案,其中可行的是( D )
、傧嗤臅r(shí)間爬桿,測(cè)量出各自的體重和爬上桿的高度,即可以比較功率大小;
、谂赖綏U頂,測(cè)量出各自的的體重和爬桿用的時(shí)間,即可比較功率大小;
③爬桿后,測(cè)量出各自的體重、爬桿用的時(shí)間和爬上桿的`高度,算出功率進(jìn)行比較。
A.只有1 B.1、2 C.1、3 D.1、2、3
●教師點(diǎn)撥:
要測(cè)出機(jī)械功率P,只需想辦法測(cè)出機(jī)械功W和對(duì)應(yīng)的做功時(shí)間t,由功率的計(jì)算公式P=W/t即可求出功率。
●跟蹤練習(xí):
1.李華同學(xué)用了半分鐘時(shí)間,從一樓上到二樓,他上樓的功率為80W,則他所做的功為多少J?
解:由P=W/t可得W=Pt=80W_30s=2400J
2.甲乙兩人做功之比是5:6,所用時(shí)間之比是2:3,則他們的功率之比是:5∶4 。甲同學(xué)重600N,乙同學(xué)重500N,他們進(jìn)行登樓比賽,從一樓跑上六樓甲用了60s,乙用了40s,則甲同學(xué)做功較多,乙同學(xué)功率較大.
3.質(zhì)量為50kg的何勇同學(xué),在一次爬桿比賽中,用12s爬到了5m高的桿頂:
(1)何勇受到的重力是多少?
(2)何勇爬桿過(guò)程中做了多少功?功率多大?
解:(1)何勇受到的重力:G=mg=50kg×9.8N/kg=490N;
(2)何勇爬桿過(guò)程中做的功:W=Gh=490N×5m=2450J,功率:P=W/t=2450/12s≈204 W。
學(xué)習(xí)指導(dǎo)二、 功率變形式的應(yīng)用
●自主預(yù)習(xí):
功的計(jì)算公式W= Fs,功率的計(jì)算公式P= W/t 。
●小組討論:
1.公式P=FV的推導(dǎo):
如何由P=W/t推導(dǎo)出P=FV? P= W/t=Fs/t=Fvt/t=Fv 。
2.公式P=FV應(yīng)用:
、僖黄(chē)重20000N,受到的阻力是車(chē)重的1/20,當(dāng)汽車(chē)以20m/s的速度行駛時(shí)汽車(chē)的功率是多大?
解:汽車(chē)受到的阻力F阻=G車(chē)/20=1000N
由公式P=W/t的推導(dǎo)式P=FV可得汽車(chē)的功率P=FV=1000N_20m/s=20000W
、谡(qǐng)解釋為什么汽車(chē)在爬坡時(shí)總是換低速檔?而在平路上換高速檔?
由公式P=W/t的推導(dǎo)式P=FV可知,汽車(chē)的功率一定,上坡時(shí)需要獲得較大的牽引力F,就必須減小爬坡速度V,所以要爬坡?lián)Q低速檔,平路不需要很大的牽引力,所以換高速檔可以提高運(yùn)行速度。
●教師點(diǎn)撥:
因?yàn)镻=W/t,W=Fs,所以P=Fs/t=Fv。該公式可以計(jì)算瞬時(shí)功率。如果在拉力F作用下物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則F做功的快慢也將不變。該公式表示:某個(gè)力做功的功率,等于這力乘以這個(gè)力的作用點(diǎn)的速度。注意公式中速度V的單位必須是m/s。
●跟蹤練習(xí):
1.功率為10千瓦的拖拉機(jī)在平直公路上勻速前進(jìn).受到的阻力是20xx牛,在半小時(shí)內(nèi)拖拉機(jī)做了多少焦的功?前進(jìn)了多少米?
解法一:半小時(shí)內(nèi)拖拉機(jī)做的功W=pt=10kw_1800s=1.8_107J
由公式由W=Fs可得前進(jìn)距離S=W/F=1.8_107J/20xxN=9000m
解法二:由公式P=W/t的推導(dǎo)式P=FV,
則拖拉機(jī)的運(yùn)行速度v=P/F=10000W/20xxN=5m/s
前進(jìn)距離S=Vt=5m/s_30_60s=9000m
半小時(shí)內(nèi)拖拉機(jī)做的功W=FS=20xxN_9000m=1.8_107J
2.一輛小汽車(chē)在平直公路上勻速行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為20xxN,速度為108km/h。(1)求小汽車(chē)勻速行駛時(shí)受到的阻力大小。(2)求牽引力在10rain內(nèi)所做的功。(3)若發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力用F表示,小汽車(chē)的速度用V表示,請(qǐng)推導(dǎo)出牽引力的功率P=FV
解:(1)小汽車(chē)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力f=F=20xxN
(2)牽引力在10min內(nèi)所做的功W=Fs=Fvt=20xxN×30m/s×600s=3.6×107J
(3)牽引力的功率P=W/t=Fs/t=Fv
高中物理必修2教案3
【三維目標(biāo)】
一、知識(shí)與技能:
1. 知道做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體的速度是時(shí)刻改變的,曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng);速度的方向沿軌跡的切線(xiàn)方向。
1
2. 知道曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng),理解物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件。 3. 能運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律,分析討論物體作曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件。
【教學(xué)設(shè)計(jì)】
重點(diǎn):曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度方向。 難點(diǎn):物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件。
【教學(xué)方法】
1. 在教學(xué)中,通過(guò)實(shí)例分析讓學(xué)生要建立物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的圖景,師生共同探討得出做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體在某一時(shí)刻的速度方向與物體軌跡之間的關(guān)系,并得到了做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的“質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度,沿曲線(xiàn)在這一點(diǎn)的切線(xiàn)方向”的認(rèn)識(shí)。
2. 與教材中圖5.1-1和圖5.1-2所示的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的圖景,生活中有很多,可以讓學(xué)生們?nèi)ビ^(guān)察,去體驗(yàn)。使學(xué)生認(rèn)識(shí)到,物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件是:物體具有初速度,且物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線(xiàn)上。
【課時(shí)安排】
1課時(shí)
【知識(shí)梳理】
1.前言:物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件是什么?做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件又是什么?
生甲:物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候所受的合外力為零,而且反過(guò)來(lái)如果物體所受的合外力是零則物體會(huì)處在靜止或者勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
生乙:若物體做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)則需要它受的合外力的方向與它運(yùn)動(dòng)的方向保持一致,這個(gè)時(shí)候如果合外力的大小不變則物體的運(yùn)動(dòng)可能是勻加速或者勻減速,如果合外力的大小是變化的,則物體做變加速運(yùn)動(dòng)。
2.導(dǎo)入新課:什么是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)?
師:物體運(yùn)動(dòng)徑跡是曲線(xiàn)而不是直線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)比直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)復(fù)雜得多,而自然界中普遍發(fā)生的運(yùn)動(dòng)大多是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),所以運(yùn)用已學(xué)過(guò)的運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念和動(dòng)力學(xué)的基本規(guī)律——牛頓運(yùn)動(dòng)定律研究曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題是十分必要的。 3.講授新課:
一、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度的方向
1.質(zhì)點(diǎn)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),速度方向是時(shí)刻改變的。 如圖5.1-1所示的是砂輪打磨工件的情景,
提出問(wèn)題:我們?cè)撊绾蚊枋鲨F屑飛出時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向? 師生共同探討得出:“質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度,沿曲線(xiàn) 在這一點(diǎn)的切線(xiàn)方向”的結(jié)論。
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(xiàn)的這 一點(diǎn)的切線(xiàn)方向上。
注意:物理中所講的“切線(xiàn)方向”與數(shù)學(xué)上的“切線(xiàn)方 向”是有區(qū)別的。 二、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì):曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)
因?yàn)樗俣仁鞘噶,既有大小,又有方向。?dāng)速度的大小發(fā)生改變,或者速度的方向發(fā)
生改變,或者速度的大小和方向都發(fā)生改變,就表示速度矢量發(fā)生了變化。而曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中速度的方向時(shí)刻在改變(無(wú)論速度大小是否改變),即速度矢量時(shí)刻改變著,所以曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)必是變速運(yùn)動(dòng)。
三、做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體一定具有加速度,所受合外力一定不等于零
做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體的速度時(shí)刻在改變,即運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)刻在改變著,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知,力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因即改變速度的原因,力是產(chǎn)生加速度的原因。而加速度等于速度的變化△v與時(shí)間t的比值。只要速度有改變,即△v≠O,就一定具有加速度。四、物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件
1.當(dāng)合外力的方向與初速度在同一直線(xiàn)上的情況下,合外力所產(chǎn)生的加速度只改變速度的大小,不改變速度的方向,此時(shí)物體只能作變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
2.運(yùn)動(dòng)物體所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直線(xiàn)上時(shí),合外力所產(chǎn)生的加速度就不但可以改變速度的大小,而且可以改變速度 的方向,物體將做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),如圖5.1-2所示。
【學(xué)習(xí)探究】
物體受力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系對(duì)照表
課堂訓(xùn)練:
1.對(duì)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的速度方向,下列說(shuō)法中正確的是( C )
A.曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中,質(zhì)點(diǎn)在任一位置處的速度方向總是通過(guò)這一點(diǎn)的軌跡曲線(xiàn)的切線(xiàn)方向。
B.旋轉(zhuǎn)淋濕的.雨傘時(shí),傘面上的水滴是由內(nèi)向外的螺旋運(yùn)動(dòng),故水滴的速度方向不是沿其軌跡的切線(xiàn)方向。
C.旋轉(zhuǎn)淋濕的雨傘時(shí),傘面上的水滴是由內(nèi)向外的螺旋運(yùn)動(dòng),水滴在任何位置處的速度方向仍是通過(guò)該點(diǎn)軌跡曲線(xiàn)的切線(xiàn)方向。
D.只有做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,瞬時(shí)速度的方向才是軌跡在該點(diǎn)的切線(xiàn)方向。
2.如圖5.1-4所示,一物體由靜止開(kāi)始下落一小段時(shí)間后突然受一恒定水平風(fēng)力的影響,但著地前一小段時(shí)間風(fēng)突然停止,則其運(yùn)動(dòng)軌跡可能的情況是圖中的哪一個(gè)?( C )
3.如圖5.1-5所示,一物體作速率不變的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),軌跡如圖所示,物體運(yùn)動(dòng)到A、B、c、D向和受力方向的判斷,哪些點(diǎn)可能是正確的? (A D )
【課堂小結(jié)】
1.曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度的方向:質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度,沿曲線(xiàn)在這 一點(diǎn)的切線(xiàn)方向。
2.曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。
3.物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件:當(dāng)物體所受合力的方向跟它的速 度方向不在同一直線(xiàn)上時(shí),物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
高中物理必修2教案4
【教學(xué)目標(biāo)】
1.知道曲線(xiàn)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(xiàn)這一點(diǎn)的切線(xiàn)上。
2.理解物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件是所受合外力與初速度不在同一直線(xiàn)上。
3.培養(yǎng)學(xué)生觀(guān)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。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
1.重點(diǎn):曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度方向;物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件。
2.難點(diǎn):物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件。
【導(dǎo)學(xué)流程】
前置復(fù)習(xí)
前邊幾章我們研究了直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),同學(xué)們思考以下兩個(gè)問(wèn)題:
1. 什么是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)?
___________________________________________________
2. 物體做直線(xiàn)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(xiàn)運(yùn)動(dòng),那么什么是曲線(xiàn)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)
一、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度方向:
1.曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是常見(jiàn)的`,你能舉出物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的一些實(shí)例嗎?
___________________________________________________
2.觀(guān)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(xiàn)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度的方向___________________________________________________
5.什么是曲線(xiàn)的切線(xiàn)呢?
結(jié)合課本P33圖6.1-4閱讀課本P33前兩段加深曲線(xiàn)的切線(xiàn)的理解。
6.閱讀課本P33第四段,試分析推理曲線(xiàn)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)是________。
高中物理必修2教案5
教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
(1)理解功率的公式。
(2)知道功率的單位。
2、過(guò)程與方法
通過(guò)對(duì)實(shí)例的分析,討論、歸納,提高學(xué)生的分析、概括能力。
3、情感與價(jià)值觀(guān)
通過(guò)對(duì)實(shí)例的分析,培養(yǎng)學(xué)生一切從實(shí)際出發(fā)的辯證唯物主義觀(guān)點(diǎn)。
教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn):(1)功率的概念,物理意義。
(2)能用公式P=W/t解答相關(guān)的問(wèn)題。
難點(diǎn):理解功率實(shí)際上是表示能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量。
教學(xué)工具
多媒體設(shè)備
教學(xué)過(guò)程
一、復(fù)習(xí)引入
做功的.兩個(gè)必要因素是什么?
說(shuō)出功的公式和單位。
什么叫電功率?它的公式、單位是什么?
二、新課教學(xué)
問(wèn)題:在施工現(xiàn)場(chǎng),有一堆磚,需要搬到正在修建的樓房上去,我們可以采用幾種方法搬上去呢?
多種方法:人分批搬上去;用滑輪組分批搬上去;用起重機(jī)一次吊上去。
這幾種方法,做功哪個(gè)多?
有什么區(qū)別?
這幾種方法所做的功是一樣多的,可花的時(shí)間不同。我們說(shuō)他們做功的快慢是不同的。就是說(shuō),物體做功時(shí)有快有慢。為了描述物體做功的快慢,我們引入了一個(gè)新的物理量,叫功率。
在物理學(xué)中用功率表示做功的快慢。單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫做功率。用P表示功率。
分析,用比值定義法。
P=W/t
P——功率W ——功t——時(shí)間
功率的單位:J/s,即瓦特,簡(jiǎn)稱(chēng)瓦,用符號(hào)W表示。
其它功率單位:1kW=103W
注:分清表示物理量中W與表示單位中W的含義。
高中物理必修2教案6
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(xiàn)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(xiàn)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(guān)
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?huà)侒w運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)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(xiàn)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(xiàn)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)
①初速度沿水平方向.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(kāi)飛機(jī)前具有與飛機(jī)相同的水平方向的速度,當(dāng)離開(kāi)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(xiàn),故它是曲線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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.
高中物理必修2教案7
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(guān)
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(méi)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(kāi)手的瞬間(此時(shí)速度為v,方向水平)開(kāi)始,做平拋運(yùn)動(dòng).我們以小球離開(kāi)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(kāi)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(méi)有加速度,水平方向的分速度將保持v不變,做勻速直線(xiàn)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(guān)察4個(gè)小球()
A.在空中任何時(shí)刻總是捧成拋物線(xiàn),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(xiàn),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(xiàn),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(xiàn),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(xiàn),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(guān)察4個(gè)鐵球都做自由落體運(yùn)動(dòng).此題把曲線(xiàn)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(xiàn)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(chēng)為平拋運(yùn)動(dòng)的偏角.實(shí)際上,常稱(chēng)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(méi)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)(拋物線(xiàn)),某一時(shí)刻的速度方向即為曲線(xiàn)上物體所在位置的切線(xiàn)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(xiàn)與拋出點(diǎn)的水平線(xiàn)的交點(diǎn),C點(diǎn)為物體所在位置的豎直線(xiàn)與水平線(xiàn)的交點(diǎn),從圖中可以看出A為水平線(xiàn)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(lèi)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(xiàn)運(yùn)動(dòng),所以初速度為零的勻加速直線(xiàn)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(chēng)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(xiàn)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(kāi)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(xiàn)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(jiàn)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(xiàn)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(chēng)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiě)成v=v0—gt的形式,位移寫(xiě)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(xiě)成v1=v0,v2=—gt的形式,把位移寫(xiě)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(xiàn)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(xiàn)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(lèi)似平拋的勻變速曲線(xiàn)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(xiàn)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).
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