平抛运动教案1
会员交流资料
3.2 竖直方向上的抛体运动·同步测试
1.作自由落体运动的物体,通过前一半路程和后一半路程所用时间之比是 [
] A.2∶1
2.一物体以足够大的初速度做竖直上抛运动,在上升过程中最后1s初的瞬时速度的大小和最后1s内的位移大小分别为
[
] A.10m/s,10m B.10m/s,5m C.5m/s,5m D.由于不知道v0的大小,无法计算
3.以加速度a匀加速上升的气球上,突然掉出一个沙袋,在沙袋离开气球的瞬间,沙袋的初速度和加速度的方向为
[
] A.初速度向上,加速度向上 B.初速度向上,加速度向下 C.初速度为零,加速度向下
D.初速度向上,加速度方向应由气球上升的加速度a与重力加速度g的大小决定
4.将一物体以某一初速度竖直上抛,在图2-14中能正确表示物体在整个运动过程中的速率v与时间t的关系的图像是 [
]
5.一个物体向上竖直抛出,如果在上升阶段和下降阶段所受的空气阻力数值相等,那么在图2-15中能够正确反映它的速度变化(以向上方向为正方向)的是
[
]
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交流试题
会员交流资料
6.一小球从竖直的厘米刻度尺零点处自由落下(图2-16),如给此小球拍照,发现底片上留有从第n1到第n2刻度的痕迹,则小球从刻度n1到n2的时间为____.
则物体从下落到着地的时间为____.
8.竖直上抛物体在上升阶段的最后三个连续相等的时间内通过的位移之比为____.
9.从离地高度为h处有自由下落的甲物体,同时在它正下方的地面上有乙物体以初速度v0竖直上抛,要使两物体在空中相碰,则作竖直上抛物体的初速度的取值应为____(不计空气阻力,两物体均看作质点).若要乙物体在下落过程中与甲物体相碰,即v0取值为____.
10.一小球从塔顶竖直上抛,它经过抛出点之上0.4m时的速度为3m/s,则它经过抛出点之下0.4m时的速度为____(不计空气阻力,取g=10m/s2).
11.某人在高层楼房的阳台外侧上以20m/s的速度竖直向上抛出一个石块,石块运动到离抛出点15m处所经历的时间可以是多少(空气阻力不计,g取10m/s2).
12.小球从高h0=120m处自由下落,着地后跳起,又落下.每与地
(2)求小球下落到停止的总时间和总路程(g取10m/s2). 参考答案
1.D. 2.B. 3.B. 4.B. 5.B.
8.5∶3∶1.
12.(1)图略;(2)15s,200m.
10.5m/s.
莱芜市第十七中学
耿爱国
教学目标
知识与技能
(1)知道什么是抛体运动,知道抛体运动是匀变速曲线运动,知道什么是平抛运动。(2)知道抛体运动的受力特点,会用运动的合成与分解的方法分析平抛运动。(3)理解抛体运动的规律,会确定平抛运动的速度。过程与方法
(1)通过理论探究、实验探究,培养提高学生观察、分析能力。
(2)渗透物理学研究方法的教育。体验平抛运动的处理方法是运用运动的合成与分解化曲为直、化繁为简。情感态度与价值观
培养学生学习科学的兴趣及实事求是的科学态度。
教学重点难点
(1)理解平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。(2)掌握平抛运动的规律,会处理简单的问题。
教学准备
平抛竖落仪 双轨道平抛仪 饮料瓶 数码相机 教学演示课件
教学过程
一、引入新课
设计思路:通过播放视频,学生参与游戏,激发学生兴趣,提出问题,引入课题。1.课前大屏幕播放“辽宁舰”视频短片 2.大屏幕播放飞机投弹的视频。
3.师:请问飞行员为什么能如此准确的投弹击中地面目标呢? 师:下面我们请两位同学来体验一回飞行员投弹。…… 两名学生体验飞行员投弹(飞机投弹小游戏,一般很难投准)师:刚才两位同学投的准不准呢?
师:想当好飞行员,光凭感觉是不够,必须运用飞行高度、速度等数据计算投弹距离,如果没有相关知识的准备,也就很难投中目标,今天我们就一起来学习与此有关的平抛运动知识。
二、合作探究
(一)平抛概念
设计思路:利用图片、饮料瓶射出的水流给出抛体的定义、特点、分类。
师:请同学们观察九寨温泉瀑布、姚明投篮、学生投掷铅球的图片,……,图中的水流、篮球、铅球做的是什么运动呢? 生:抛体运动
师:开始时推、投会使它获得一个…… 生:初速度
师:运动过程中受到的力有…… 生:重力,空气阻力
师:对铅球来说,空气阻力…… 生:可以忽略不计
师:所以我们把……叫抛体运动,特点是……
师:据初速度方向的不同,我们又将抛体运动分为…… 生:竖直上抛 生:斜向下抛 生:平抛
(用饮料瓶射出的水流演示各个方向的抛体运动,借助投影的光源,可以清晰的在屏幕上看到运动的轨迹。学生回答)
师:竖直上抛为匀变速直线运动已经学习过,斜抛和平抛均是曲线运动,但是平抛相对又比较简单,所以这节课,我们先来研究平抛运动。(板书)
师:请个同学说说平抛运动的定义、特点?(用饮料瓶水流投影展示平抛运动)生:初速度为水平方向的抛体运动叫平抛运动,特点是初速度水平、只受重力作用。师:回答的很好,且两者的方向是……(提示)(为理论探究两个方向作铺垫)生:相互垂直
(二)理论探究平抛运动
设计思路:据平抛运动初速度方向、重力方向相互垂直的特点,利用力与运动的关系,运用运动合成与分解的思路,引导学生先从理论上探究平抛运动
师:在上一节我们已经学习了研究曲线运动的基本思路是设法将它分解到某两个方向上成为两个简单的运动形式,请同学们根据平抛运动的初速度和受力特点猜一猜应如何将它分解到哪两个方向上成为两个简单的运动形式呢?
师:初速度方向是……重力方向是…… 生:水平方向和竖直方向 师:猜的依据是……
(教师比划进行提示,引导学生有方向性的思考)
生:水平方向有初速度但重力无分力做匀速运动,竖直方向有重力但速度分量为零做匀加速直线运动 师:回答正确,请看我把这一理论探究过程画成示意简图……
(引导学生理解理论推导过程)。板书
师:理论探究结论是水平方向:匀速直线运动,竖直方向:自由落体运动
(三)实验探究平抛运动
设计思路:设计平抛竖落仪,利用数码相机录像、并用视频软件将平抛运动录像慢放定格,客观展示平抛运动在水平和竖直方向运动对比全过程,调动学生的学习积极性,体验探究过程。探究一:竖直方向
师:刚才我们只是从理论上探究了平抛运动在水平和竖直方向的运动性质,我们能否再从实验上来探究一下这两方向上的运动情况呢?(摆上平抛竖落仪)
师:这是平抛竖落仪,弹簧片夹着右边小球,球下方是一个比球大的孔,左边紧挨着又一小球,当木锤下落击打弹簧片时右边小球将做…… 生:平抛运动 左边小球将做…… 生:自由落体运动
师:若平抛运动竖直方向是自由落体运动,则两小球将…… 生: 同时落地 师:如何判断呢? 生:听声音
师:对,现在请前排同学挣大眼睛看,后排同学们静声注意听。
(教师拉起木锤松手,听到两小球几乎同时落地的声音,提示是第一声)师:怎么样? 生:几乎是同一声
师:我们还有什么其他更好的办法吗?(教师展示手中的数码相机)
师:对了,但我们将使用它的录像功能,看一下能否看清小球的下落过程,请一个同学来协助一下,为更好的比较,我在小黑板上画了一些平行线以作参考。
(学生释放木锤,教师录像,并通过视频软件慢放定格运动过程,发现每时每刻都在同一水平面上。)师:观察到了什么现象?能得到什么规律呢?
生:小球有拖影,但前端每一时刻都在同一水平线上,说明平抛运动在竖直方向作自由落体运动 探究二:水平方向
师:那水平方向呢?(展示双轨道平抛仪)
师:请同学们观察一下,上下两个斜槽使小球获得一初速度,下端均为水平,调节电磁铁高度使两小球获得相同的水平速度,则上端小球做…… 生:平抛运动 下端小球做…… 生:匀速直线运动 两小球将会…… 生:会碰在一起
师:我们演示一下,注意观察。(断电,观察小球运动情况)师:看清了吗? 生:没有
师:有什么办法看得更清呢?(又拿出数码相机)生:数码相机
师:对了,我们仍然可以把这一过程录制下来,慢放观察,请个同学协助一下。……
(学生断电,老师录像,并通过视频软件慢放其运动过程,发现每时每刻都在同一竖直线上)。师:观察到了什么现象?能得到什么规律呢?
生:前端每一时刻都在同一竖直线上,说明平抛运动在水平方向作匀速直线运动
三、归纳总结
设计思路:通过前面的理论、实验探究,同学们已完全理解和掌握了平抛运动在水平、竖直两个方向的运动性质,只要运用自由落体运动和匀速直线运动的规律就可直接归纳出平抛运动的规律,交给学生自主讨论完成。
师:刚才我们从理论和实验两个方面探究了平抛运动在水平和竖直方向上的运动性质,在上一节中,我们已学习过研究曲线运动的基本思路是先建立坐标、进行运动(速度、位移)的分解、合成,获取运动规律,下面请同学们参照这个思路,把平抛运动的规律归纳出来。师:请这一组的同学来说明一下你是如何得出这样的规律。
(教师适当提示,学生回答)学生小组讨论、交流,得出规律。
四、学以致用
设计思路:教师先通过例题讲解展示如何利用平抛理论解决实际问题,然后再让学生完成变式训练,并及时进行评价。
例题:将一个物体以10m/s的速度从10m的高度水平抛出,落地时它的速度方向与地面的夹角是多少? 变式训练:
1、从同一高度以不同的速度水平抛出两个质量不同的石子,下列说法正确的是
a、初速度大的先落地 b、质量大的先落地 c、两个石子同时落地 d、无法判断
2、轰炸机以60m/s的速度在距离海面h=45m的高处水平飞行,有一艘敌船停在海面上,采用老式炸弹轰炸敌船,不计空气阻力,若你是飞机驾驶员,请你算出,飞机投弹点距敌船的水平距离?
五、课堂小结
设计思路:通过引导学生仿照平抛运动的研究方法,思考斜抛运动的研究方法,进一步体会研究曲线运动的基本思路是运用运动的合成与分解方法化曲为直、化繁为简,通过学生自己谈收获,作课堂小结 师:下面请同学们谈谈这一节课的你有什么收获?(教师引导,及时鼓励和肯定)
生:直观体验理解了平抛运动在水平、竖直方向上的性质。生:获得了平抛运动的规律。生:尝试了研究曲线运动的基本思路。
师:回答的很好,这节课我们主要是利用数码相机的录像功能将平抛运动在水平、竖直方向上作匀速运动和自由落体运动直观的展现在大家的眼前,使我们的理论结论得到了实验的验证,并顺利的推导出平抛运动的基本规律.六、布置作业
设计思路:通过书面作业及时巩固所学知识,利用拓展作业提升学生的学习能力,开拓学生视野。书面作业:完成课后“问题与练习” 拓展作业:
1、利用数学知识构建平抛运动的函数关系式,证明平抛运动的轨迹是一条抛物线。
2、仿照平抛运动的研究方法,思考:斜抛运动应如何分解?
板书设计
平抛运动
一、平抛运动:
1、初速水平
2、只受重力
二、探究规律
1、理论探究:
水平方向:匀速直线运动
竖直方向:自由落体运动
2、实验探究:
三、规律总结
教学反思:
通过实际教学发现本节课在以下两个方面做得较好:
1、利用普通数码相机的录像功能,导入视频处理软件会声会影,巧妙的将快速运动的小球慢放定格,非常清楚的观察到了小球平抛运动在水平、竖直两个方向上运动情况,轻易的突破了平抛运动为什么在水平方向作匀速直线运动、竖直方向作自由落体运动这一难点,然后,又将归纳平抛运动规律设计成图表形式交给学生自己完成,以学生为中心,教师及时点评、鼓励,自然的突出了理解运用平抛运动规律这一重点。
2、将竖落仪、水平双轨仪改进、合并、大大提高了可视性,利用身边的物件:饮料瓶、数码相机等设计实验,客观真实的实验效果,引领学生积极参与,极大的调动了学生学习的积极性,体验到物理实验、物理课堂的神奇魅力--原来就这么简单。
教学目标:
(一)知识与技能
1、知道平抛运动的特点是初速度方向水平。只有竖直方向受重力作用,运动轨迹是抛物线。
2、知道平抛运动形成的条件。
3、理解平抛运动是匀变速运动.其加速度为g。
4、会用平抛运动规律解答有关问题。
(二)过程与方法
1、在知识教学中应同时进行科学研究过程教育,本节课以研究平抛物体运动规律为中心所展开的课堂教学,应突出一条研究物理科学的一般思想方法的主线:
观察现象→初步分析→猜测实验研究→得出规律→重复实验→鉴别结论→追求统一。
2、利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动,渗透物理学“化曲为直”“化繁为简”的方法及“等效代换”正交分解”的思想方法。
3、在实验教学中,进行控制的思想方法的教育:从实验的设计、装置、操作到数据处理,所有环节都应进行多方面实验思想的教育。“实验的精髓在于控制”的思想,在乎抛物体实验中非常突出.如装置中斜槽末端应保持水平的控制;木板要竖直放置的控制;操作上强调小球每次都从斜槽同一高度处由静止开始释放的控制;在测量小球位置时对实验误差的控制等。
(三)情感、态度与价值观
通过重复多次实验,进行共性分析、归纳分类,达到鉴别结论的教育目的,同时还能进行理论联系实际的教育。教学重点:
1、平抛运动的特点和规律。
2、学习和借鉴本节课的研究方法。教学难点:
平抛运动的规律 教学方法:
探究、讲授、讨论、练习教学用具:
平抛运动演示仪、平抛竖落仪 教学过程:
(一)引入新课
师:前面我们学习了曲线运动的相关知识以及研究曲线运动基本方法——运动的合成与分解,在学习新课之前我们先来回顾一下。
做曲线运动的物体其速度方向是怎样的? 生:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。
师:在什么情况下物体会做曲线运动? 生:当物体所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动。
师:运动的合成与分解包含哪几个方面的内容? 生:包括速度的合成与分解、位移的合成与分解、加速度的合成与分解。
师:在合成与分解的过程中遵循什么样的规律? 生:必须遵循平行四边形定则。
师:合运动和分运动之间以及各个分运动之间存在什么关系呢? 生:合运动和分运动所经历的时间一定是相同的,这是等时性原理;各个分运动之间是相互独立、互不影响的,这是独立性原理。
师:说了这么多,我们也仅仅是从理论上了解了通过运动的合成与分解能够研究曲线运动的规律,但我们还没有把这一理论应用到实际的曲线运动中来检验一番,所以这节课我们就来完成这一项任务,通过运动的合成与分解来研究一种生活中常见的运动——平抛运动。
(二)新课教学
一、抛体运动 [演示实验] 以任意角度向空中抛出一个粉笔头.师:请同学们观察粉笔头的运动轨迹,判断它的运动性质。
生:粉笔头的运动轨迹是曲线,它做的是曲线运动。
师:分析它的受力情况。
生:受到竖直向下的重力和与运动方向相反的空气阻力的作用。
师:实际上在这种情况下,空气阻力非常小,一般情况下我们不考虑.这里我们就认为粉笔头只受到重力的作用(如图6.3—l所示).现在请大家考虑一下,生活中有哪些物体的运动与我们刚才实验中的粉笔头情况相似? 生:足球比赛中被球员踢起来在空中飞行的足球;乒乓球比赛中被球拍打出去的乒乓球;被运动员扔出去的铁饼、标枪、铅球等师:可以看出,生活中有许多这种运动的例子.从这些例子中我们可以看出,所有这些物体都是以一定的初速度被抛出,忽略空气阻力,在只受重力的情况下做曲线运动,我们把这种运动称为抛体运动。
在抛体运动中有一种特殊情况,即物体被抛出时的初速度方向沿水平方向,我们把这样的抛体运动称为平抛运动。
根据抛体运动初速度的方向我们还可以对抛体运动进行如下分类:
初速度竖直向上,竖直上抛运动
初速度竖直向下:竖直下抛运动
初速度与水平面成正角:斜上抛运动
初速度与水平面成负角;斜下抛运动
我们这节课的任务就是探究平抛运动的规律。
二、平抛运动竖直方向的运动规律 [演示实验] 用平抛运动演示仪演示平抛运动
师:请大家注意观察平抛运动的轨迹,发现它是一条曲线.由此我们可以得出这样一个结论;平抛运动在竖直方向上的分速度是越来越快的,但这个分速度到底是如何变化的我们还是不清楚.现在请大家来分析做平抛运动的物体在竖直方向上的受力情况.
生:在竖直方向上只受到重力的作用.
师:想一下我们前面学过的运动形式有没有只在重力作用下实现的? 生:做自由落体运动的物体只受重力的作用.
师:既然竖直方向上只受重力的作用,与物体做自由落体运动的条件相同,根据我们上节课学的分运动的独立性原理知道,分运动在各自的方向上遵循各自的规律,我们能得出什么样的结论呢? 生:平抛运动竖直方向上的分运动有可能是自由落体运动.
师:既然我们有了这样的猜想,为了验证它的正确性,我们来做下面这个实验 [演示实验] 如图6.3—2所示,用小锤打击弹簧金属片,金属片把A球沿水平方向抛出,同时月球被松开,自由下落.A、B两球同时开始运动。
师:先来分析两个小球做的分别是什么运动。
生:A球在金属片的打击下获得水平初速度后只在重力作用下运动,所以做的是平抛运动。B球被松开后没有任何初速度.且只受到重力的作用,因此做的是自由落体运动。
师:现在观察两球的运动情况,看两球是否同时落地。
这个地方教给大家一个判断两球是否同时落地的小技巧.那就是不要用眼睛看.而是用耳朵听。两个小球落地后会不止蹦一下,我们只听它们落地的第一声响。如果我们只听到一声响,说明两个小球同时落地,如果听到两个落地声,说明两个小球先后落地。在做实验之前我们先来听一下一个小球落地的声音。
(拿一个和实验用的小球一样的球让其做自由落体运动,让学生仔细听其落地的声音.以便判断实验中的落地声)师:同学们听到几个落地声啊? 生:一个。
师:A、B两个小球从同一高度同时开始运动,又同时落地,这说明了什么问题啊? 生:这说明了A球在竖直方向上的分运动的性质和B球的运动性质是一样的.B球做的是自由落体运动。
师:由这一次实验我们就能下这样的结论吗?有没有可能我们设置的这个高度是一个特殊的高度,它正好满足自由落体下落的时间和平抛运动时间相等呢?或者说因为我们打击力度的原因,使A球获得的初速度刚好满足这一条件呢? 生:有。
师:那我们应该如何来解决呢? 生:多次改变小球下落的高度与打击的力度,重复这个实验。
师:现在我们来改变高度和打击力度重新来做这个实验,来听落地的声音。
生:两个小球仍然同时落地。
师:这说明了什么问题? 生:平抛运动在竖直方向上的分运动就是自由落体运动。
结论:平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。
三、平抛运动水平方向的运动规律
师:研究完竖直方向上的运动,我们再来看水平方向上的分运动。先来分析做平抛运动的物体在水平方向上的受力情况。生:做平抛运动的物体只受重力作用,重力的方向是竖直向下的,所以物体在水平方向上不受力。
师:根据运动的独立性我们知道水平方向上的运动不会受到竖直方向的运动影响。再根据牛顿第一定律我们能得出什么样的结论啊? 生:根据牛顿第一定律我们知道,如果一个物体处于不受力或受力平衡状态,它将静止或做匀速直线运动.在乎抛运动中,物体水平方向上不受力,并且水平方向上有一个初速度,所以物体在水平方向上应该是匀速直线运动。
师:那我们应该怎样来验证这个猜想呢?大家可以从匀速直线运动的特点出发来考虑这个问题。
生:匀速直线运动的特点是速度大小不变,位移均匀地增加。因此我们只要能证明在相等的时间内发生的水平位移相等就可以了。
师:要进行这样的验证,我们首先面临的问题就是如何得到平抛运动的轨迹图象.我们可以采用以下方案来获得:
1、按照以下步骤准备实验装置
(1)将平抛运动实验器置于桌面,装好乎抛轨道,使轨道的抛射端处于水平位置。调节调平螺丝,观察重垂线或气泡水准,使面板处于竖直平面内,卡好定位板,装置如图6.3—3所示。
(2)将描迹记录纸衬垫一张复写纸或打字蜡纸,紧贴记录面板用压纸板固定在面板上,使横坐标x轴在水平方向上,纵坐标y轴沿竖直方向向下(若用白纸,可事先用铅笔在纸上画出x、y坐标轴线),并注意使坐标原点的位置在乎抛物体(钢球)的质心(即球心)离开轨道处。
(3)把接球挡板拉到最上方一格的位置。
2、将定位板定在某一位置固定好.钢球紧靠定位板释放,球沿轨道向下运动,以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出。
3、下落的钢球打在向面板倾斜的接球挡板上,同时在面板上留下一个印迹点。
4、再将接球挡板向下拉一格,重复上述操作方法,打出第二个印迹点,如此继续下拉接球挡板,直至最低点,即可得到平抛的钢球下落时的一系列迹点。
5、变更定位板的位置,即可改变钢球乎抛的初速度,按上述实验操作方法,便可打出另一系列迹点。
6、取下记录纸,将各次实验所记录的点分别用平滑曲线连接起来,即可得到以不同的初速度做平抛运动的轨迹图线。如图6.3—4所示 注意:
1、为了保证实验精度,必须保证记录面板处于竖直平面内,使平抛轨道的平面靠近板面。
2、安放记录纸时,要使坐标原点与抛体的抛出点重合,这样才能正确地确定抛体运动轨迹的起始点,从而确定轨迹上任意点的x、y坐标。
师:获得了平抛运动的轨迹图象我们就可以从中知道平抛运动的水平位移.现在我们从得到的几条轨迹中选出一条来进行研究.我们现在所面临的问题是如何知道水平分运动所发生的时间.这个问题我们可以通过运动的等时性来考虑。
生:前面我们已经得出了平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,根据等时性原理我们知道水平分运动和竖直分运动是同时发生的,所以可以通过竖直分速度来找相等的时间间隔。
师:具体如何来实现呢? 生:根据自由落体运动的位移公式x=1/2gt我们可以得出,在相邻相等的时间间隔内物体所发生的位移之比为1:3:5:„:(2n+1),那么我们就可以从坐标系中的纵轴上选取长度分别为h、3h、5h的相邻的线段,即选取纵坐标分别为h、4h、9h的三个点。例如选择5、20、45这几个点。如图6.3—5所示,在平抛的轨迹上找出纵坐标与之相对应的点,这些点所对应的横坐标即为平抛运动的水平分运动在相邻相等的时间间隔里所达到的位置。
师:这样我们就找出了水平分运动在相邻相等的时间间隔内所发生的位移,观察这些水平分位移,可以得到什么规律? 生:这些水平分位移都近似相等。师:由此我们可以得出什么结论? 生:平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。结论:平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。
2师:这样我们就通过运动的合成与分解探究出了平抛运动在水平和竖直方向上的运动规律,下面我们来看一个例题。
例题:一架老式飞机在高出地面0.81 km的高度,以2.5Xl0km几的速度水平飞行,为了使飞机上投下的炸弹落在指定的目标,应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹?不计空气阻力。
分析:对于这道题我们可以从以下几个方面来考虑:(1)从水平飞行的飞机上投下的炸弹,做什么运动?为什么?(做的是平抛运动.炸弹在没有脱离飞机时与飞机具有相同的水平速度。脱离飞机后这一速度并不消失,这时炸弹只受重力作用且具有水平初速度,所以做平抛运动)(2)炸弹的这种运动可分解为哪两个什么样的分运动?(可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动)(3)要想使炸弹投到指定的目标处,你认为炸弹落地前在水平方向通过的距离与投弹时飞机离目标的水平距离之间有什么关系?(炸弹落地前在水平方向通过的距离与投弹时飞机离目标的水平距离应该相等)[讨论与交流l 飞机在投递货物或实施轰炸的时候,应该在目标的什么位置开始投放货物或炸弹?
(三)课堂小结:
本节课我们学习的主要内容是:
1.什么是平抛运动?初速度方向为水平方向的抛体运动叫做平抛运动. 2.平抛运动水平和竖直两个方向上的分运动分别是什么运动? 水平方向是匀速直线运动;竖直方向是自由落体运动.
第一、如何提高盲生物理实验教学的有效性,使同学们更加直观的对物体的运动有所认识,特别是对有物体的真动知觉、空间知觉的建立提供核实有效的方法。在物理教学的过程中逐步认识到,一些简单的物理情景对于许多的同学(特别是全盲的学生)无法准确的还原为头脑中的景象。这种感知觉的素材的缺失直接导致学生无法建立有效的运动表表象,所以概念无法建立,思维无法形成。高中阶段作为中学生训练空间思维的最后一个关键期,只有在平时的课堂注意让同学们多参与、多触摸、多感知,才能弥补从婴幼儿时期就滞后的运动感知觉的思维素材,完善学生的空间思维能力。
第二、在低视力、全盲生混合编班的背景下,物理教学遇到了教学挑战,其中物理实验教学更是有许多不便,比如从设计、分组、实施等方面都是这样的,怎么让同学们都参与进来?是互相配合好,高效的实施实验方案,讲究团队合作,不用对每个同学都进行细致的讲解,只需要分工、计算、记录,做好分工呢,还是尽量让同学们多接触感知,为每位同学提供平等的体验的机会,细致的讲解实验步骤和仪器、原理等内容,这些都是通过本节课让我深思的地方。
另外、在本节课的课堂设计和实施过程中也有许多许多反思、商榷和改正的地方。比如,课堂语言混乱,应在课前对课上的语言有
参考答案
题型1:运动的合成与分解
1.运动特点
曲线运动的速度:曲线运动中速度的方向是在曲线上某点的切线方向,是时刻改变的,具有加速度,因此曲线运动一定是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动.
2.物体做曲线运动的条件
(1)从动力学角度看,如果物体所受合外力方向跟物体的速度方向不在同一条直线上,物体就做曲线运动.
(2)从运动学角度看,就是加速度方向与速度方向不在同一条直线上.经常研究的曲线运动有平抛运动和匀速圆周运动.
3.运动的合成与分解
已知分运动求合运动称为运动的合成;已知合运动求分运动称为运动的分解.两者互为逆运算.在对物体的实际运动进行分析时,可以根据实际效果分解,也可以采用正交分解.
4.遵循的法则
运动的合成与分解是指描述运动的各物理量,即位移、速度、加速度的合成与分解,由于它们都是矢量,故遵循平行四边形定则.
1.物体做曲线运动的受力特点
物体所受合外力与速度方向不在一条直线上,且指向轨迹的凹侧.
2.不同运动类型的分类分析
轨迹
分 类
条 件
直线运动
匀速直线运动
F合=0
匀变速直线运动
F合为恒力不等于零且与速度同线
非匀变速直线运动
F合为变力且与速度同线
曲线运动
匀变速曲线运动
F合≠0为恒力与速度不同线
非匀变速曲线运动
F合≠0为变力与速度不同线
3.合运动与分运动的关系
(1)等时性:合运动与分运动经历的时间相等,即合运动与分运动同时开始,同时结束.(2)独立性:物体在任何一个方向的运动,都按其本身规律进行,不会因为其他方向的运动是否存在而受影响.(如河水流速变化不影响渡河时间)
(3)等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果.1.一小船在河中xOy平面内运动的轨迹如图所示,下列判断正确的是()
①.若小船在x方向始终匀速,则y方向先加速后减速
②.若小船在x方向始终匀速,则y方向先减速后加速
③.若小船在y方向始终匀速,则x方向先减速后加速
④.若小船在y方向始终匀速,则x方向先加速后减速
A.①③正确
B.②④正确
C.①④正确
D.②③正确
解析:小船运动轨迹上各点的切线方向为小船的合速度方向,若小船在x方向始终匀速,由合速度方向的变化可知,小船在y方向的速度先减小再增加.故①错误,②正确;若小船在y方向始终匀速,由合速度方向的变化可知,小船在x方向的速度先增加后减小,故③错误,③正确,选B.
答案:B
2.一快艇要从岸边某一不确定位置处到达河中离岸边100
m远的一浮标处,已知快艇在静水中的速度vx图象和流水的速度vy图象如图甲、乙所示,则()
A.快艇的运动轨迹为直线
B.快艇的运动轨迹为曲线
C.能找到某一位置使快艇最快到达浮标处的时间为20
s
D.快艇最快到达浮标处经过的位移为100
m
解析:艇沿河岸方向的匀速运动与垂直于河岸的匀加速运动的合运动是类平抛
性质的曲线运动.最快到达浮标处的方式是使垂直于河岸的速度vx保持图甲所
示的加速度a=0.5
m/s2的匀加速运动,则
at2=x,代入x=100
m有t=20
s.但实际位移为S=>100
m,D项错.
答案:BC
1.此类题应用矢量合成与分解的方法,因为速度是矢量,在合成和分解时,采
用矢量合成与分解的平行四边形定则.将艇的运动分解为沿河岸的匀速运动
和垂直于河岸的匀加速运动.
2.研究曲线运动的思维过程
(欲知)曲线运动规律
(只需研究)两分运动规律
(得知)线运动规律.
3.如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度()
A.大小和方向均不变
B.大小不变,方向改变
C.大小改变,方向不变
D.大小和方向均改变
【解析】
设细线的长度为L,则经过时间t,橡皮在竖直方向上移动的距离为这说明橡皮的运动为匀速运动;又橡皮在水平方向上随铅笔做匀速运动,因此橡皮的合速度的大小和方向都不变,选项A正确.【答案】
A
4.5.如图所示,在河岸上用细绳拉船,为了使船匀速靠岸,拉绳的速度必须是()
A.加速拉
B.减速拉
C.匀速拉
D.先加速拉后减速拉
【解析】
设拉绳的速度为v,绳与水平方向的夹角为船的速度为将船的速度分解为沿绳方向和垂直绳方向的分速度,有cos船匀速靠岸过程不变增大,则v减小.【答案】
B
相互牵连的两物体的速度往往不相等,一般需根据速度分解确定两物体的速度关系.在分解速度时,要注意两点:①只有物体的实际运动才是合运动,如本题A向右运动,所以A向右的速度是合速度,也就是说供分解的合运动一定是物体的实际运动;②两物体沿绳或沿杆方向的速度(或分速度)相等.5.甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河,河宽为H,河水流速为v0,划船速度均为v,出发时两船相距为H,甲、乙两船船头均与河岸成60°角,如图4-1-19所示,已知乙船恰好能垂直到达对岸A点,则下列判断正确的是()
A.甲、乙两船到达对岸的时间不同
B.v=v0
C.两船可能在未到达对岸前相遇
D.甲船也在A点靠岸
解析:渡河时间均为,乙能垂直于河岸渡河,对乙船,由vcos
60°=v0,可得v=2v0,甲船在该时间内沿
水流方向的位移为(vcos
60°+v0)=H刚好到A点.综上所述,A、B、C错误,D正确.
答案:
D
6.小船从A码头出发,沿垂直于河岸的方向渡河,若小河宽为d,小船渡河速度恒定,河水中各点水流速大小与各点到较近河岸边的距离成正比是各点到近岸的距离/2,k为常量),要使小船能够到达距A正对岸为S的B码头.则下列说法中正确的是()
A.小船渡河的速度
B.小船渡河的速度
C.小船渡河的时间为
D.小船渡河的时间为
【解析】
/2时,垂直河岸方向匀速运动水流方向可知水流方向匀加速运动,加速度a=/2时,水流方向匀减速运动,当船运动到河中间时,即d///2,选项A正确。
【答案】
A
7.如图所示,一个长直轻杆两端分别固定一个小球A和B,两球的质量均为m,两球半径忽略不计,杆AB的长度为l,现将杆AB竖直靠放在竖直墙上,轻轻振动小球B,使小球B在水平地面上由静止向右运动,求当A球沿墙下滑距离为时,A、B两球的速度v和.(不计一切摩擦)
【解析】
A、B两球的速度分解情况如图所示,由题意知30,由运动的合成与分解得
sincos
①(3分)
又A、B组成的系统机械能守恒,所以.②(3分)
由①②解得.(4分)
【答案】
题型2:平抛运动
1.定义:水平方向抛出的物体只在重力作用下的运动.
2.性质:平抛运动是加速度为g的匀加速曲线运动,其运动轨迹是抛物线.
3.平抛物体运动条件:(1)v0≠0,沿水平方向,(2)只受重力作用.
4.研究方法
运动的合成与分解.把平抛运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动.
5.运动规律
以抛出点为坐标原点,水平初速度v0方向为x轴正方向,竖直向下的方向为y轴
正方向,建立如图所示的坐标系,则平抛运动规律如下表.
水平方向
vx=v0 x=v0t.竖直方向
vy=gt
y=
.合运动
合速度:vt=
合位移:s=
合速度与水平方向的夹角tan
α=
合位移与水平方向的夹角tan
θ=
1.平抛运动的主要特点有哪些?
(1)平抛运动是匀变速曲线运动,故相等的时间内速度的变化量相等.由
Δv=gt,速度的变化必沿竖直方向,如图4-1-3所示.
(2)物体由一定高度做平抛运动,其运动时间由下落高度决定,与初速度无关,由公式y=
gt2,可得t=
;落地点距抛出点的水平距离x=v0t,由水平速度和下落时间共同决定.
(3)水平方向和竖直方向的两个分运动同时存在,互不影响,具有独立性.
2.平抛运动的两个重要推论
推论Ⅰ:做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻任一位置处,设其末速度
方向与水平方向的夹角为α,位移与水平方向的夹角为θ,则tan
α=2tan
θ.证明:如图所示,由平抛运动规律得:,所以tan
α=2tan
θ.推论Ⅱ:做平抛(或类平抛)运动的物体,任意时刻的瞬时速度方向的反向延长线一定通过此时水平位移的中点.
证明:如图4-1-5所示,设平抛物体的初速度为v0,从原点O到A点的时间为t,A点坐标为(x,y),B点坐标为(x′,0),则x=v0t,y=,v⊥=gt,又tan
α=,解得x′=
.即末状态速度方向的反向延长线与x轴的交点B必为此时水平位移的中点.
(1)平抛运动是匀变速运动,但其合速度大小v=
并不随时间均匀增加.
(2)速度矢量和位移矢量与水平方向的夹角关系为tan
α=2tan
θ,不能误认为
α=2θ.8.如图所示,从倾角为θ的足够长的斜面顶端P以速度v0抛出一个小球,落在斜面上某处Q点,小球落在斜面上的速度与斜面的夹角α,若把初速度变为2v0,则下列说法错误的是()
A.空中的运动时间变为原来的2倍
B.夹角α将变大
C.PQ间距一定大于原来间距的3倍
D.夹角α与初速度大小无关
解析:由tan
θ=
得t=,故A正确;
=,所以若v0加倍,PQ间距将为原来的4倍,C正确;设小球落到斜面上时与水平方向
夹角为β,则tan
β=
=2tan
θ,可见β与v0无关,因此α=β-θ也与初速
度无关,B错误,D正确.
答案:B
类平抛运动的求解方法
(1)常规分解法:将类平抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向(即沿合力的方向)的匀加速直线运动,两分运动彼此独立,互不影响,且与合运动具有等时性.
(2)特殊分解法:对于有些问题,可以过抛出点建立适当的直角坐标系,将加速度分解为ax、ay,初速度v0分解为vx、vy,然后分别在x、y方向列方程求解.
9.如图所示,三个小球从同一高处的O点分别以水平初速度v1、v2、v3抛出,落在水平面上的位置分别是A、B、C,O′是O在水平面上的射影点,且O
′A∶AB∶BC=1∶3∶5.若不计空气阻力,则下列说法正确关系是()
A.v1∶v2∶v3=1∶3∶5
B.三个小球下落的时间相同
C.三个小球落地的速度相同
D.三个小球落地的动能相同
解析:本题考查平抛运动的规律.根据t=
可得,做平抛运动的物体在空中
运动的时间是由高度决定的,B项正确;根据平抛运动的速度公式
由于O
′A∶AB∶BC=1∶3∶5,所以O
′A∶O
′B∶O
′C=1∶4∶9,故v1∶v2∶v3=1∶4∶9,A项错误;落地
时的速度v=,由于三个小球高度相同,所以落地时它们的竖直分速度vy是
相等的,但是由于vx不相等,所以落地时的速度v不相等,C项错误;由于三小球
落地时的速度不相等,所以它们落地时动能也不相等,D项错误.
答案:B
10.一演员表演飞刀绝技,由O点先后抛出完全相同的三把飞刀,分别垂直打在竖直木板上M、N、P三点.假设不考虑飞刀的转动,并可将其看做质点,已知O、M、N、P四点距离水平地面高度分别为h、4h、3h、2h,以下说法正确的是()
A.三把刀在击中板时动能相同
B.三次飞行时间之比为1∶∶
C.三次初速度的竖直分量之比为3∶2∶1
D.设三次抛出飞刀的初速度与水平方向夹角分别为θ1、θ2、θ3,则有θ1>θ2>θ3
解析: 初速度为零的匀变速直线运动推论:(1)静止起通过连续相等位移所用时间之比t1∶t2∶t3∶…=1∶(-1)∶(-)∶…;(2)前h、前2h、前3h…所用的时间之比为1∶∶∶….对末速度为零的匀变速直线运动,可以相应的运用这些规律(从后往前用).三把刀在击中板时速度不等,动能不相同,选项A错误;飞刀击中M点所用的时间长一些,选项B错误;三次初速度竖直分量之比等于∶∶1,选项C错误.只有选项D正确.
答案: D
11.如图所示,在斜面顶端a处以速度va水平抛出一小球,经过时间ta恰好落在斜面底端P处;今在P点正上方与a等高的b处以速度vb水平抛出另一小球,经过时间tb恰好落在斜面的中点处.若不计空气阻力,下列关系式正确的是()
①.va=vb
②.va=vb
③.ta=tb
④.ta=tb
A.①③正确
B.②④正确
C.①④正确
D.②③正确
解析:做平抛运动的物体运动时间由竖直方向的高度决定t=,a物体下落的高度是b的2倍,有ta=tb,④正确;水平方向的距离由高度和初速度决定S=v0,由题意得a的水平位移是b的2倍,可知va=vb,②正确.
12.如图1所示,斜面上有a、b、c、d四个点,ab=bc=cd.从a点正上方的O点以速度v水平抛出一个小球,它落在斜面上的b点.若小球从O点以速度2v水平抛出,不计空气阻力,则它落在斜面上的()
A.b与c之间某一点
B.c点
C.c与d之间某一点
D.d点
答案:A
13.如右图所示,在斜面上某处A以初速度v水平抛出一个石块,不计空气阻力,在确保石块能落到斜面上的前提下,则()
A.只增大v,会使石块在空中飞行的时间变短
B.只增大v,会使石块的落地点更接近A点
C.只将A点沿斜面上移,石块飞行时间变长
D.只将A点沿斜面上移,石块飞行时间不变
解析: 由平抛运动规律x=vt,h=gt2,tan
θ=,可得t=.显然石块飞行时间只与平抛初速度v、斜面倾角θ有关,与A点位置无关,选项C错误,D正确.只增大v会使石块在空中飞行的时间变长,选项A错误.石块的落地点距A点的距离L==,显然,只增大v会使落地点更远离A点,选项B错误.
答案: D
14.在同一水平直线上的两位置分别沿水平方向抛出两小球A和B,其运动轨迹如图所示,不计空气阻力.要使两球在空中相遇,则必须()
A.先抛出A球
B.先抛出B球
C.同时抛出两球
D.A球初速度小于B球初速度
【解析】
由题图知,两球在空中相遇时,下落高度相同,A球的水平位移较大,因而下落时间相同,A球初速度大于B球初速度,选项C正确.
【答案】
C
15.如图所示,从某高度水平抛出一小球,经过时间t到达地面时,速度与水平方向的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g.下列说法正确的是…()
A.小球水平抛出时的初速度大小为
B.小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为
C.若小球初速度增大,则平抛运动的时间变长
D.若小球初速度增大,则θ减小
【解析】
小球在竖直方向上做自由落体运动,落地时速度的竖直分量,水平分量(初速度),可见,增大,减小,选项A错D对;设位移方向与水平方向的夹角为α,则,选项C错误;根据可知,平抛运动时间与高度有关,与初速度无关,选项C错误.
【答案】
D
16.如图所示,相对的左、右两个斜面的倾角分别为53°和37°,在斜面顶端把两个小球以同样大小的初速度分别向左右两边水平抛出,小球均落在斜面上,若不计空气阻力,则两小球在空中的飞行时间之比为()
A.1∶1
B.4∶3
C.16∶9
D.9∶16
【解析】
设斜面倾角为θ,小球落在斜面上时水平位移和竖直位移之间有,得,代入题中数据得.
【答案】
C
17.如图是简化后的跳台滑雪的雪道示意图.整个雪道由倾斜的助滑雪道AB和着陆雪道CD以及水平的起跳平台BC组成,AB与BC圆滑连接.运动员从助滑雪道AB上由静止开始下滑,到达C点后水平飞出,以后落到F点.E是运动轨迹上的某一点,在该点运动员的速度方向与轨道CD平行.设运动员从C到E与从E到F的运动时间分别为和,则它们的大小关系为()
A.一定大于
B.一定等于
C.一定小于
D.条件不足,无法确定
【解析】
因E点的速度方向与轨道CD平行,所以该点离CD距离最远,整个轨迹关于过E点垂直于CD的直线对称,有=.
【答案】
B
18.在广州亚运会上一位运动员进行射击比赛时,子弹水平射出后击中目标.当子弹在飞行过程中速度平行于射出点与目标的连线时,大小为v,不考虑空气阻力,已知射出点与目标的连线与水平面的夹角为θ,则在整个飞行过程中,子弹()
A.初速度
B.飞行时间
C.飞行的水平距离
D.飞行的竖直距离
【解析】
如图所示,将速度v沿水平和竖直方向分解得,初速度,选项错误;
此时的竖直分速度,飞行时间,
飞行的水平距离,
飞行的竖直距离,选项B、D错C对.
【答案】
C
19.如图所示,一小球从平台上水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为α=53°的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8
m,g=10
m/s2,sin
53°=0.8,cos
53°=0.6,则
(1)小球水平抛出的初速度v0是多大?
(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少?
(3)若斜面顶端高H=20.8
m,则小球离开平台后经多长时间t到达斜面底端?
解析:(1)由题意可知:小球落到斜面上并沿斜面下滑,说明此时小球速度方向与斜面平行,否则小球会弹起,所以vy=v0tan
53°,v=2gh,则vy=4
m/s,v0=3
m/s.(2)由vy=gt1得t1=0.4
s,x=v0t1=3×0.4
m=1.2
m.(3)小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度a=gsin
53°,初速度v=5
m/s.则
=vt2+at,解得t2=2
s.(或t2=-
s不合题意舍去)
所以t=t1+t2=2.4
s.答案:(1)3
m/s(2)1.2
m(3)2.4
s
20.如图所示,在距地面80
m高的水平面上做匀加速直线运动的飞机上每隔1
s依次放下M、N、P三物体,抛出点a、b与b、c间距分别为45
m和55
m,分别落在水平地面上的A、B、C处.求:
(1)飞机飞行的加速度;
(2)刚放下N物体时飞机的速度大小;
(3)N、P两物体落地点B、C间的距离.
解析:(1)飞机在水平方向上,由a经b到c做匀加速直线运动,由Δx=a0T2得,a0===10
m/s2.(2)因位置b对应a到c过程的中间时刻,故有
vb==50
m/s.(3)设物体落地时间为t,由h=gt2得:t=
=4
s
BC间的距离为:BC=bc+vct-vbt
又vc-vb=a0T
得:BC=bc+a0Tt=95
m.答案:(1)10
m/s2(2)50
m/s(3)95
m
21.如图所示,小球由静止开始沿光滑轨道滑下,接着水平抛出.小球抛出后落在斜面上.已知斜面的倾角为θ,斜面底端在抛出点正下方,斜面顶端与抛出点在同一水平面上,斜面长度为L,斜面上M、N两点将斜面长度等分为3段,小球可以看做质点,空气阻力不计.为使小球能落在M点以上,小球开始时释放的位置相对于抛出点的高度h应满足什么条件?
【解析】
小球沿轨道滑下,由动能定理得:
(3分)
小球离开桌面后做平抛运动:(1分)
(1分)
得:(1分)
为使小球落在M点以上,应满足:当时
2分)
故要使小球落在M点以上,则h满足的条件:
.(2分)
图1
实现平抛运动的程序框架如图1所示。分为三部分:实验支架和碰撞小球的制作、交互控制过程的制作和碰撞动画的制作。
制作实验支架和小球
启动Authorware 5.0,新建一文件,命名为“pingpao3.a5p”。点击菜单“Modify”,选“File”、“Properties”,选取背景色(Background)为“浅绿色”,分辨率(Size)为640×480,将选项“Options”中的“√”都去掉,点击[OK]退出。
实验支架和碰撞小球的制作可使用显示图标工具箱里“椭圆”、“矩形”等工具完成,也可使用其他绘图软件画好后,再在Authorware中导入。为了能够实现动画效果,两个碰撞小球必须分别放入两个显示图标之中。假如一个取名为“redball0”,另一个取名为“blueball0”。最后,形成的实验支架如图2所示。
制作交互控制过程
1、在“pingpao3”主窗口中,将交互图标拖到流程线上,命名为“热区”。将组件图标拖到交互图标的右侧,选择热区响应(Hot Spot),取名为“演示”。从图标板上再将组件图标拖到“演示”图标的右侧,取名为“退出”。
图2
2、双击“演示”图标上方的响应属性虚线框,在弹出的窗口中点击“Hot Spot”标签,选中“Highlight on match”,鼠标形状(Cursor)为“手”状,点击[OK]退出。对“退出”图标的响应属性也做如上设置,不同之处是其“Response”标签,设置“Branch”为“Exit Interaction”。
3、双击打开“热区”图标,在窗口右上角分别输入“演示”、“退出”字样,将字体设为黑体、18号、粉红色,并分别调整热区至“演示”、“退出”处。双击打开“退出”图标,将计算图标拖到流程线上,命名为“quit”。双击打开“quit”图标,输入“quit()”后返回。
制作碰撞动画
1、在“pingpao3”主窗口中,双击“演示”图标,从图标板上拖动计算图标到“演示”图标窗口,将计算图标取名为“xy初值”,并在“xy初值”计算图标中输入“x:=1↓ y:=1”。将删除图标拖到“演示”图标窗口,取名为“delete1”,设置其要删除的对象为“redball0”和“blueball0”。将“redball0”和“blueball0”复制到“演示”图标窗口,并分别改名为“redball1”和“blueball1”(如图3),
2、拖动组件图标到“演示”图标窗口,取名为“平抛运动演示动画”。打开“平抛运动演示动画”图标窗口,拖入动画图标,并命名为“moveredball1”。双击打开“moveredball1”图标窗口,点“Layout”标签,设置“Object”为“redball1”,“Type”为“Path to End”,移动路径为圆形轨道面;点击“Motion”标签,设置“Layer”为3,“Timing”为“Time 3”。
图3
3、在“平抛运动演示动画”窗口中,拖入删除图标,取名为“delete2”。设置其要删除的对象为“redball1”、“blueball1”。拖入显示图标,并命名为“redball2”。从“redball1”中把红球复制过来,并调整红球处于与蓝球相碰的位置,点开菜单“Modify”,选“Icon”、“Properties”,将“layer“设为2;把“blueball1”复制过来并改名为“blueball2”。
4、在“平抛运动演示动画”窗口中,拖入动画图标,并命名为“moveblueball2”。双击打开“moveblueball2”图标窗口,点“Layout”标签,设置“Object”为“blueball2”,“Type”为“direct to Grid”,“Base”为“0,0”,“Destination”为“x,y”,“End”为“10,100”;点击“Motion”标签,设置“Layer”为3,“Timing”为“Time 0.08”,“Concurrency”为“Concurrent”。再拖入一个动画图标,并命名为“moveredball2”。双击打开“moveredball2”图标窗口,设置“Object”为“redball2”,“Concurrency”为“Wait Until Done”,其他同上。
图4
5、在“平抛运动演示动画”窗口中,拖入计算图标,并命名为“goto”。在“goto”计算图标中输入“x:=x+1↓ y:=x**2↓ if x<=10 then GoTo(IconID@”moveblueball2")”。拖入声音图标,并命名为“sound2”。双击打开“sound2”图标窗口,引入Windows 自带声音“Switch2.wav”。
★教学目标
1.知道平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自由落体运动。2.设计实验来验证这个结论,加强感官印象,加深对平抛运动特点的理解。3.能够设计实验得到物体做平抛运动的轨迹,能够对平抛运动轨迹进行研究得到结论。
4.能够通过对平抛运动轨迹的研究计算平抛运动物体的初速度。★教学重点
A.如何设计实验。B.如何处理实验数据。
C.通过实验处理结果加深对平抛运动的理解
三、通过实验获得平抛运动轨迹 师:刚才的演示实验中,我们进行的都是定性的观察,如果要定量地对平抛运动进行研究,我们首先必须设法描绘物体做平抛运动的轨迹。师:为了获得平抛运动的轨迹,我这里提供几种方法供同学们自己选择
方法1:用水流研究平抛物体的运动
如图,倒置的饮料瓶内装着水,瓶塞内插着两根两端开口的细管,其中一根弯成水平,且水平端加接一段更细的硬管作为喷嘴。水从喷嘴中射出,在空中形成弯曲的细水柱,它显示了平抛运动的轨迹。设法把它描在背后的纸上就能进行分析处理了。
插入瓶中的另一根细管的作用,是保持从喷嘴射出水流的速度不变,使其不随瓶内水面的下降而减小。这是因为该管上端与空气相通,A处水的压强始终等于大气压,不受瓶内水面高低的影响。因此,在水面降到A处以前的很长一段时间内,都可以得到稳定的细水柱。
方法2:用数码照相机或数码摄像机记录平抛运动的轨迹
数码相机大多具有摄像功能,每秒钟拍摄约15帧照片。可以用它拍摄小球从水平桌面
飞出后做平抛运动的几张连续照片。如果用数学课上画函数图象的方格黑板做背景,就可以根据照片上小球的位置在方格纸上画出小球的轨迹。方法3:斜面、小槽、小球等实验仪器(实验室最常用的一种方法)实验图如下:
1、将平抛运动实验器置于桌面,装好平抛轨道,使轨道的抛射端处于水平位置。调节调平螺丝,观察重垂线或气泡水准,使面板处于竖直平面内,卡好定位板。
2、将描迹记录纸衬垫一张复写纸或打字蜡纸,紧贴记录面板用压纸板固定在面板上,使横坐标x轴在水平方向上,纵坐标y轴沿竖直方向向下(若用白纸,可事先用铅笔在纸上画出x、y坐标轴线),并注意使坐标原点的位置在平抛物体(钢球)的质心(即球心)离开轨道处。
3、把接球挡板拉到最上方一格的位置。
4、将定位板定在某一位置固定好。钢球紧靠定位板释放,球沿轨道向下运动,以一定的初速度由轨道的平直部分水平抛出。
5、下落的钢球打在向面板倾斜的接球挡板上,同时在面板上留下一个印迹点。
6、再将接球挡板向下拉一格,重复上述操作方法,打出第二个印迹点,如此继续下拉接球挡板,直至最低点,即可得到平抛的钢球下落时的一系列迹点。
7、变更定位板的位置,即可改变钢球平抛的初速度,按上述实验操作方法,便可打出另一系列迹点。
8、取下记录纸,将各次实验所记录的点分别用平滑曲线连接起来,即可得到以不同的初速度做平抛运动的轨迹图线。如图所示。
实验注意事项:
(1)必须保证记录面板处于竖直平面内,使平抛轨道的平面靠近板面。
(2)调节斜槽末端水平,使小球飞出时的速度是水平方向。可将小球放于此处调节到小球不会左右滚动即可。
(3)贴坐标纸时,可以用重锤线帮助完成,使重锤线与坐标纸的一条线重合,则这条线就是纵坐标。
(4)坐标原点是斜槽末端处小球球心的位置。(5)每次从同一高度无初速释放小球。
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