高一物理必修2教案(新人教版全册)

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到的力大小仍为F，但方向相反，则它从B点开始的运动轨迹可能是图中的AA曲线AB曲线BC曲线CD以上三条曲线都不可能6关于曲线运动，下列说法中正确的是CDA加速度方向一定不变B加速度方向和速度方向始终保持垂直C加速度方向跟所受的合外力方向始终一致D加速度方向总是指向圆形轨迹的圆心7一个质点受到两个互成锐角的力F1和F2的作用，由静止开始运动，若运动中保持两阅读材料答同步卫星三问现在，可以用同步卫星传送微波。由于同步卫星静止在赤道上空36000KM高的地方，用它来做中继站，可以使无线电信号跨越大陆和海洋。只要有三颗卫星，广播就可以传遍全世界。请问为什么同步卫星要发射在赤道上方同步卫星是指运行期与地球自转周期相等的地球卫星。这里所说的“静止”是相对地球静止。如图518所示，若同步卫星位于赤道平面的上方或下方，则地球对它的万有引力FA或FB的一个分力FA1或FB1是它环绕地球的向心力，另一个分力FA2或FB2将使卫星向赤道平面运动。这样，同步卫星在环绕地球运动的同时，将会在赤道附近振动，从而卫星与地球不能同步。若个力的方向不变，但F1突然增大F，则质点此后AA一定做匀变速曲线运动B可能做匀速直线运动C可能做变加速曲线运动D一定做匀变速直线运动3将卫星发射到赤道上方的C点，则地球对它的万有引力FC全部用来充当它做圆周运功的向心力。所以卫星就能与地球同步，因此，同步卫星一定要发射在赤道上方。因同步卫星的周期等于地球自转的周期是一定的，所以同步卫星离地面的高度也是一定的。设地球表面的重力加速度为G，地球的半径为R，卫星的质量为M，离地面的高度为H36000KM。因同步卫星传送的是微波，它是沿直线传播的，所以一颗卫星传送的电磁波能覆盖的赤道范围是图519所示的圆MN弧。因此，由图519可知覆盖整个地球至少需要的卫星数为360/2813223个。【课后反思】本课分析较透，内容处理较为恰当。教学操作体现了教学设计，但时间把握不太好（留下了一些尾巴），今后要注意时间的分配。教师的主导作用、学生的主体作用都发挥较好。理论分析到位，学生掌握较好。553抛体运动的规律教学目标1知道什么是抛体运动，什么是平抛运动。知道平抛运动是匀变速曲线运动，加速度为G。2用运动的分解合成结合牛顿定律研究抛体运动的特点，知道平抛运动可分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能应用平抛运动的规律交流讨论并解决实际问题在得出平抛运动规律的基础上进而分析斜抛运动。掌握研究抛体运动的一般方法。教学过程一、引入师刚刚我们学习了运动的合成与分解。在今后的学习中我们要学会用分解合成的方法来处理实际生活中的一些复杂的运动。师本节课我们一起来研究一种常见的运动抛体运动。那什么是抛体运动大家在日常生活中肯定经常见到下面的这些运动。将物体以任意角度抛出，比如垒球，铁饼，标枪等。师要研究这们的运动，就必须对物体进行受力分析，这些被抛出的物体在空中运动时受到几个力的作用生重力、空气阻力。师回答得很好空气阻力一般情况下与速度有关，那这样的运动是匀变速运动吗生不是，重力是恒定不变的，但阻力却随着速度在变化，所以肯定不是匀变速。师既然不是匀变速，这就给我们的研究带来了困难。加速度变化的运动是很复杂的运动。现在研究的难点就在于阻力的影响，如果没有阻力，那物体在空中只受重力，就是一个匀变速运动。对于研究匀变速运动我们还是很有经验的。那空气阻力的影响能忽略吗，研究表明，如果物体的密度大一点，体积小一点，这时空气阻力对物体运动的影响就很小，可以忽略。像刚才讲的垒球，以一定速度抛出的物体，如果忽略空气阻力，物体只受重力，这样的运动就叫做抛体运动。【定义】以一定的速度将物体抛出，忽略空气阻力，只受重力，这样的运动叫做抛体运动。所以抛体运动也是一个理想的模型。现实中如果物体的密度大一点，体积小一点，以一定的速度将它们抛出，它们在空中的运动可以近似成抛体运动。对比自由落体运动，体会理想模型的建立观看视频，感受生活中的抛体运动二、平抛运动师接着我们来研究抛体运动中比较有代表性的一个运动，叫平抛运动。顾名思义就是说将物体以一定的速度V0水平抛出，不计空气阻力。师平抛运动物体的运动轨迹是怎样的呢要研究物体的运动就要研究物体的受力。师平抛运动受力情况怎样生只受重力。师是匀变速吗生是的。师加速度是多少AF合MMGMG生大小为G，方向竖直向下。师直线运动还是曲线运动生速度和合外力不在同一条直线上，做曲线运动。师所以平抛运动是匀变速曲线运动。【牢记】平抛运动是匀变速曲线运动。铁饼，标枪等在空中运动时空气阻力的影响就可以忽略。让学生体会匀变速曲线运动。不要一直认为匀变速运动就是匀变速曲线运动。匀变速运动包括匀变速师既然一定条件下空气阻力影响可以忽略，那我们就可以忽略次要因素，抓住主要因素。对于6直线运动和匀变速曲线运动。师对于一个曲线运动，我们可以用分解合成的方法将它分解成两个直线运动。分析合运动对应的初速度和加速度V0G选择适当的参考系，将速度及加速度进行分解根据上面分析结果，沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系是最合适的。有如图出发点为原点OYV0XG向各自的速度及加速度分析两个分运动方向各自对应的运动状态加速度A水平方向XV0速度为V0的匀速直线运动竖直方向YG自由落体运动【牢记】分运动间各自独立，互不干扰。三、平抛运动物体的位置师平抛运动任一时刻的位置如何确定生水平方向匀速，T时间内的位移为XV0T，竖直方向为自由落体运动，T时间内位移为Y12GT2，所以任一时刻的位置坐标为（V0T，12GT2）师T时间内的位移如何计算1GT2生SX2Y2V0T21GT22与水平方向夹角TAN2V0TGT2V四、平抛运动的轨迹师我们已经知道平抛运动物体任一时刻的位置坐标，那XY间的关系式是怎样的，它们描述的函数图象即物体的运动轨迹又是怎样的生任一时刻有XV0TYG2V2X2函数图象是一条抛物线Y12GT2师其实数学中抛物线的名称就是这样得来的。【牢记】平抛物体运动轨迹是一条抛物线。五、平抛运动的速度师物体任一时刻的速度如何确定某一时刻有三个速度量该时刻水平方向的速度、竖直方向7的速度及合速度。我们要求解物体某一时刻的速度，求解的是哪一个呢生是指物体的真实速度，合速度。师那合速度如何求解呢生将该时刻下水平方向分速度和竖直方向分速度用平行四边形定则进行合成。有VXV0VYGTV2220M的高度水平抛出，不计空气阻力。AB两物体1秒末的位移大小分别为多少与水平方向夹角多大【解析】AB均为平抛运动，水平方向匀速，速度为物体抛出速度；竖直方向自由落体，与质量无关，所以A1秒后XV0T10MY12GT5MS2VXVYV0GTTAN22VYVXGTV0XY2255MTANGT2V0GT2V012B1秒后XV0T5MY12GT5MS2XY2252MTAN11秒末AB的速度大小分别是多少与水平方向夹角多大【解析】AVX10M/SVYGT10M/SV师速度所在的直线方向与平抛运动轨迹是怎样的几何关系生相切，因为曲线运动上某点的速度方向为该点的切线方向。【体会】曲线运动上某点的速度方向为该点的切线方向。AB的落体时间哪个大落地时它们的水平位移分别是多少【解析】因为只要高度确定了，平抛运动的时间就确定了。AB的高度一样，所以它们的落体时间是一样的师若将一物体以速度V0从高度为H的某点水平抛出，则物体的落体时间如何确定生根据分运动与合运动的等时性，我们可以从X方向的匀速运动规律中求时间，也可以从Y方向的自由落体运动规律中求时间，求出来的时间是一样的。水平方向匀速运动竖直方向自由落体Y12GT2VV2X2Y102M/STANVYVX1BVX5M/SVYGT10M/SVVV2X2Y55M/STANVYVX2六、平抛运动落地时间T2HG2SXV0TTXV02HGA水平方向位移为XV0T20M需要知道X和V0B水平方向位移为XV0T10M只要知道H就行七、观看视频文件，加强感官印象1、平抛条件分解规律；2、平抛物体的运动8T【牢记】H和初速度V0共同决定。例1、A、B两个物体质量分别为1KG、2KG，分别以初速度10M/S，5M/S的速度从VV0GT224TANV02例5、以速度V0水平抛出一物体，当其竖直分位移与水平分位移相等时，此物体的（BC）A竖直分速度等于水平分速度师速度方向的反向延长线与X轴的交点O有什么特点。1TANPAAOB瞬时速度为5V02V0VYVXGTV0TANGT2C运动时间为GGT2V0V0TTAN2TAND运动的位移是2V0G22PAAOAO2AOO是AO中点。12GTV0T2【牢记】速度方向的反向延长线与X轴的交点为水平位移的中点例2、一架飞机在高H处以V0匀速飞行，为使炸弹落在指定目标，则应在与目标水平距离多远的时候投弹带领学生玩飞机投弹游戏例3、一架飞机在空中一定高度匀速飞行，每隔一秒放一货物，则一段时间后，物体在空中的排列是什么图形随时间变化，相邻两个货物之间的距离如何落体后相邻货物的落地点间有什么关系带领学生观看视频文件（1、飞机投弹问题1；2、飞机投弹问题2）例4、一个小球从倾角为的斜面上A点以水平速度V0抛出，不计空气阻力，它落到斜面上B点所用的时间为多少落到斜面上时速度大小方向如何1GTV0T21T2V0GVVGT224V05V0S2V0T22V0G2例6、玩具枪管AB对准小球C，A、B、C在同一水平线上，已知BC100M，当子弹射出枪口B时，C球自由落下，子弹出枪口的速度为50M/S。忽略空气阻力，子弹能打中小球吗如果能，则在小球下降多少时被打中能，子弹做平抛运动，小球做自由落体运动，它们竖直方向的运动均是自由落体运动，所以它们竖直方向相对静止，这就等效于子弹不下落，水平飞行，小球不下落，静止不动，则必能打中。打中的时间为100/502S。2S内小球自由落体20M。例7、我们看书本上的一个简易实验。装水的塑料瓶底放一管子，喷出的水柱显示了平抛运动的轨迹，大家仔细观察图片，能给自己提个问题吗问题为什么开始是水柱，后来是水珠（参照第四例，因为随时间变化，相邻货物距离变大）八、斜抛运动师如果物体抛出时速度不是沿水平方向，而是斜向上或斜向下，我们把这种运动叫做斜抛运动。V0GT2V0TANT2V0TANG29下面我们以斜上抛运动为例进行研究。师斜抛运动物体的运动轨迹是怎样的呢同样我们必须对做斜抛运动的物体进行受力分析师斜抛运动受力情况怎样生只受重力。师是匀变速吗生是的。师加速度是多少AF合生MMGMG大小为G，方向竖直向下。师直线运动还是曲线运动生速度和合外力不在同一条直线上，做曲线运动。师所以平抛运动是匀变速曲线运动。师因为是曲线运动，我们可以用分解合成的方法将它分解成两个直线运动。以下步骤留给你生自己推导，教师巡视分析合运动对应的初速度和加速度选择适当的参考系，将速度及加速度进行分解同样可以沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系如图出发点为原点O根据两分运动方向各自的速度及加速度分析两个分运动方向各自对应的运动状态初速度加速度A水平方向XV0COS速度为V0COS的匀速直线运动竖直方向YV0SING初速度为V0SIN的竖直上抛运动任一时刻的位置水平方向匀速，T时间VYV0SINGTVV2XVYTANVYVX最大高度及落地时间水平方向匀速XV0COSTTXV0COS竖直方向竖直上抛。竖直上抛运动是一个对称的运动，最大高度HV0SIN22G，时间10T2V0SING加速度为GCOS时间由竖直方向求解T2V0SINGCOS2V0TANG【牢记】斜上抛运动是对称的A斜向上运动与斜向下运动的轨迹对称。B斜向上运动与斜向下运动的时间相等。C同一高度上的两点，速度大小相等，速度方向与水平线的夹角相同师那是不是一定要建立直角坐标系呢师也不是，比如斜上抛运动我们就可以沿初速度方向和竖直方向建立坐标系，则斜抛运动分解为沿初速度方向的斜向上的匀速直线运动和自由落体运动两个分运动，用矢量合成法则求解。十、匀变速公式应用的思想纠正师前面我们学习匀变速直线运动时学习了很多匀变速运动公式，像VTV0AT、SV0T等。那这些公式的适用范围你们知道吗它们能用于求解抛体运动吗生不能，那只适用于直线运动。生能这些公式的适用范围不仅仅是匀变速直线运动，而是所有的匀变速运动，包括匀变速直线运动和匀变速曲线运动。抛体运动是匀变速曲线运动，所以也能用这些公式求解。师回答得很好这些公式的适用范围是匀变速运动，大家仔细看看公式里每一部分的量均是矢量，这些公式的计算应该遵循矢量计算法则三角形定则或平行四边形定则。那有同学肯定会想12AT2九、关于坐标系的建立师在刚才我们的研究中，我们都是选择沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系，那是不是我们一定要研究水平方向和竖直方向建立坐标系呢师不是的，坐标系的建立是以方便研究问题为原则。参考系的建立是任意的。只要牢记，建立参考系分解运动后两分运动是各自独立，互不干扰。例8、一个小球从倾角为的斜面上A点以水平速度V0抛出，不计空气阻力，它落到斜面上B点所用的时间为多少落到斜面上时速度大小方向如何一、沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系1GTV0T2V0我们前面学习应用这些公式时为什么没有用三角形定则或平行四边形定则呢因为前面我们学习的是直线运动，对于同一直线上的矢量加减我们可以用设正方向，同向为正，反向为负，把矢量计算变为标量计算的简便方法。其实这个方法的本质还是矢量加减。【牢记】我们前面学习的运动学公式的适用范围不仅仅是匀变速直线运动，而是所有的匀变速运动例9、将一个物体以10M/S的速度从10M高度水平抛出，求1秒末物体的速度及1秒内物体的位移。（用运动学公式求解）GT2V0TANT2V0TANG2VV0GT224TANV0二、若沿斜面方向（XX初速度为V0COS加速度为GSIN的匀加速直线运动Y类竖直上抛。初速度为V0SIN1154实验研究平抛运动教学目标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。师根据这个思想，我这里有个实验案例供大家参考。两个相同的弧形轨道上面分别装有电磁铁，将小球分别吸在电磁铁上，然后切断电源，两球同时开始运动，教学重点E如何设计实验。F如何处理实验数据。G通过实验处理结果加深对平抛运动的理解仔细体会这个实验的设计原理，大家都来说说这个实验观察到的实验结果应该又是什么生观察到的结果应该是两球相撞。有条件的带领学生做实验，验证学生的猜想。无条件的带领学生观看视频动画。（平抛与匀速直线运动的比较）【实验表明】平抛运动水平方向的运动规律是匀速直线运动。教学过程师在上节课的学习中我们通过理论研究了解到平抛运动可以分解水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。本节课我们的学习目标就是通过设计实验来验证我们通过理论分析得到的结论是否正确。一、水平方向的运动规律师首先我们先来研究平抛运动水平方向的运动规律。理论分析知平抛运动水平方向的运动规律是匀速直线运动。那么请同学们设计一个实验方案来验证这个结论。学生思考讨论，5分钟后，请各组派一个代表发言。大家共同讨论。师综合大家的思想，为了验证这个结论，实验设计的方向是能够观察到初速度为V0的平抛运动水平方向的运动与速度为V0的水平方向的匀速直线运动运动情况相同。为此我们取两个物体，一个物体A以某一V0速度在水平方向做匀速直线运动，另一个物体B以同样速度V0为初速度做平抛运动，根据理论，结果应该是AB两物体水平方向的相对位置不变，如果两物体出发点的水平坐标二、竖直方向的运动规律师接着我们研究平抛运动竖直方向的运动规律。理论分析知平抛运动竖直方向的运动规律是自由落体运动。两样请同学们设计一个实验方案来验证这个结论。学生思考讨论，5分钟后，请各组派一个代表发言。大家共同讨论。师综合大家的思想，为了验证这个结论，实验设计的方向是能够观察到从某高度H做平抛运动的物体竖直方向的运动跟从同一高度H自由下落的物体的运动情况相同。为此我们取两个物体，主要就是取两个物体，一个物体A从某一高度H做自由落体运动，另一个物体B以某一速度V0从同一高度H做平抛运动，如果它们同时出发，根据理论，结果应该它们竖直方向运动情况一样，AB两物体竖直方向的相对位置不变，运动过程中AB两物体始终处于同一水平方向，即竖直位置始终相同。师根据这个思想，我这里有个实验案例供大家参考。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B球被松开，自由下落。A、B两球同时开始运动。相同，则在运动过程中AB两物体始终处于同一竖直方向，即水平位置始终相同。12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。仔细体会这个实验的设计原理，大家都来说说这个实验观察到的实验结果应该又是什么生观察到的结果应该是两球同时落体，因为对于“同时”用眼睛不容易确定，但我们可以听声音，如果是一个声音，说明同时落地。有条件的带领学生做实验，验证学生的猜想。无条件带领学生看视频文件平抛竖起方向运动；观看动画平抛与自由落体综合观看动画平抛物体的运动【实验表明】平抛运动竖直方向的运动自由落体运动。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水平喷出的细水柱显示平抛运动轨迹。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