2024-2025学年高中物理 第5章 习题课2 平抛运动规律的应用教学设计 新人教版必修2

2024-2025学年高中物理第5章习题课2平抛运动规律的应用教学设计新人教版必修2科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2024-2025学年高中物理第5章习题课2平抛运动规律的应用教学设计新人教版必修2课程基本信息1.课程名称：2024-2025学年高中物理第5章习题课2平抛运动规律的应用教学设计

2.教学年级和班级：高一年级（1）班

3.授课时间：2024年10月26日星期五第3节课

4.教学时数：1课时

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同学们，大家好！今天我们这节课要来一起解决一些关于平抛运动规律的习题，让我们的物理知识在实践中得到巩固和提升。让我们一起走进今天的课堂，感受物理的乐趣吧！🎉🎉🎉核心素养目标同学们，今天我们要通过习题课，提升物理思维中的科学探究与实验能力，理解平抛运动背后的物理原理，发展逻辑推理和问题解决技能。同时，培养我们严谨求实的科学态度和合作学习的精神，让物理学习不仅限于书本，更融入我们的日常生活。重点难点及解决办法重点：

1.理解平抛运动中水平方向和竖直方向的运动规律。

2.应用分解法将平抛运动分解为水平和竖直两个独立运动。

难点：

1.将实际问题中的平抛运动分解为水平和竖直两个方向，并正确应用运动学公式。

2.解决复杂场景下平抛运动的轨迹问题。

解决办法：

1.通过实际案例和演示实验，帮助学生直观理解平抛运动的特点。

2.采用小组讨论和合作学习，让学生在解决问题的过程中共同探索和总结规律。

3.通过逐步引导和逐步增加难度的方式，帮助学生逐步克服难点，提高解决复杂问题的能力。教学资源-软硬件资源：笔记本电脑、投影仪、电子白板、秒表、量角器、弹性球（用于演示平抛运动）

-课程平台：学校内部网络教学平台

-信息化资源：平抛运动规律的相关教学视频、在线习题库

-教学手段：实物演示、多媒体课件展示、小组合作探究、课堂互动提问教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：同学们，今天我们将要学习平抛运动规律的应用，请大家利用课余时间观看我为大家准备的平抛运动规律视频，并思考以下几个问题：平抛运动的特点是什么？如何将平抛运动分解为水平和竖直两个方向的运动？

设计预习问题：请大家尝试自己解决一个简单的平抛运动问题，比如：一个物体以10m/s的水平速度抛出，落地时与水平方向成30°角，求物体抛出的高度。

监控预习进度：我会通过班级微信群查看大家的预习进度，确保每个人都能跟上课程进度。

学生活动：

自主阅读预习资料：我已经预习了相关内容，对平抛运动有了初步的了解。

思考预习问题：我已经尝试解决了类似的问题，发现分解运动的方法很有效。

提交预习成果：我已经将我的解题过程和思考记录下来，准备在课堂上分享。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：通过视频和问题引导，让学生自主学习平抛运动规律。

信息技术手段：利用微信群进行预习进度的监控和交流。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：同学们，还记得我们之前学的抛物线运动吗？今天我们要进一步探讨的是平抛运动，它有什么特别之处呢？

讲解知识点：我将结合实例，详细讲解平抛运动的分解方法，比如如何计算物体的水平位移和竖直位移。

组织课堂活动：我将设计一个小组讨论环节，让大家一起解决一个复杂的平抛运动问题。

学生活动：

听讲并思考：我会认真听讲，思考老师讲解的方法是否适用于其他类似的物理问题。

参与课堂活动：我会积极参与小组讨论，与同学们一起探讨解决方案。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过讲解，帮助学生理解平抛运动的分解方法。

实践活动法：通过小组讨论，让学生在实践中应用所学知识。

合作学习法：通过小组合作，培养学生的团队协作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：请大家课后完成一份关于平抛运动规律的习题，巩固今天所学的内容。

提供拓展资源：我会提供一些额外的习题和参考资料，供大家课后练习和深入学习。

反馈作业情况：我会及时批改作业，并对学生的解答进行点评和指导。

学生活动：

完成作业：我会认真完成作业，通过练习来巩固所学知识。

拓展学习：我会利用老师提供的资源，进一步拓展我的物理知识。

反思总结：我会对自己的学习过程和成果进行反思，思考如何提高自己的物理思维能力。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：通过完成作业和拓展学习，提高学生的自主学习能力。

反思总结法：通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议。知识点梳理1.平抛运动的基本概念

-平抛运动：物体以一定初速度水平抛出，仅在重力作用下运动的运动。

-运动特点：水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。

-分解运动：将平抛运动分解为水平和竖直两个独立运动。

2.平抛运动的速度分析

-水平方向速度：物体抛出时的初速度，保持不变。

-竖直方向速度：物体在竖直方向上做自由落体运动，速度随时间增加。

3.平抛运动的位移分析

-水平方向位移：物体在水平方向上做匀速直线运动，位移与时间成正比。

-竖直方向位移：物体在竖直方向上做自由落体运动，位移与时间的平方成正比。

4.平抛运动的轨迹分析

-轨迹方程：平抛运动的轨迹是一个抛物线，其方程为y=ax^2+bx+c。

-抛物线参数：a、b、c分别代表抛物线的开口方向、开口大小和顶点坐标。

5.平抛运动的时间分析

-竖直方向时间：物体在竖直方向上落地的时间，与竖直方向位移有关。

-水平方向时间：物体在水平方向上运动的时间，与水平方向位移和水平方向速度有关。

6.平抛运动的能量分析

-动能：物体在运动过程中具有的动能，与物体的质量和速度有关。

-重力势能：物体在竖直方向上具有的重力势能，与物体的质量和高度有关。

-机械能守恒：在无空气阻力的情况下，平抛运动的机械能守恒。

7.平抛运动的应用

-射击问题：计算射击角度、距离和高度等。

-空中抛物运动：研究物体在空中运动轨迹和落地时间等。

-水平抛出物体的落地时间：计算物体落地时间，解决实际问题。

8.平抛运动的解题方法

-分解法：将平抛运动分解为水平和竖直两个独立运动，分别求解。

-能量法：利用机械能守恒定律，计算物体的速度、位移等。

-图像法：利用抛物线方程，求解物体的运动轨迹和关键参数。

9.平抛运动的误差分析

-空气阻力：考虑空气阻力对平抛运动的影响，计算实际运动轨迹和落地时间。

-测量误差：分析测量过程中可能出现的误差，提高实验结果的准确性。

10.平抛运动与其他运动的关系

-抛体运动：平抛运动是抛体运动的一种特殊情况，具有一定的普遍性。

-弹性碰撞：平抛运动与弹性碰撞具有相似的运动规律，可以相互借鉴。板书设计①平抛运动基本概念

-定义：物体以一定初速度水平抛出，仅在重力作用下运动的运动。

-特点：水平匀速，竖直加速。

-分解：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动。

②速度分析

-水平方向速度：\(v_x=v_0\)（初速度）

-竖直方向速度：\(v_y=gt\)（随时间增加）

③位移分析

-水平方向位移：\(x=v_0t\)（与时间成正比）

-竖直方向位移：\(y=\frac{1}{2}gt^2\)（与时间的平方成正比）

④轨迹方程

-抛物线方程：\(y=ax^2+bx+c\)

-参数解释：\(a\)（开口方向与大小），\(b\)（抛物线对称轴），\(c\)（顶点坐标）

⑤时间分析

-竖直方向时间：\(t=\sqrt{\frac{2y}{g}}\)

-水平方向时间：\(t=\frac{x}{v_0}\)

⑥能量分析

-动能：\(E_k=\frac{1}{2}mv^2\)

-重力势能：\(E_p=mgh\)

-机械能守恒：\(E_k+E_p=\text{常数}\)

⑦解题方法

-分解法：分别求解水平和竖直方向的运动。

-能量法：利用机械能守恒定律求解。

-图像法：利用抛物线方程求解轨迹和关键参数。

⑧误差分析

-空气阻力：考虑空气阻力对运动的影响。

-测量误差：分析测量误差，提高实验准确性。

⑨应用实例

-射击问题：计算射击角度、距离和高度。

-空中抛物运动：研究物体在空中运动轨迹和落地时间。

⑩关系与联系

-抛体运动：平抛运动是抛体运动的一种特殊情况。

-弹性碰撞：与弹性碰撞具有相似的运动规律。课堂小结，当堂检测课堂小结：

今天我们学习了平抛运动规律的应用，这是一个非常重要的物理概念，它涉及到物体在水平方向和竖直方向上的运动规律。以下是我们今天学习的主要内容：

1.**平抛运动的基本概念**：我们明确了平抛运动的定义，即物体以一定初速度水平抛出，仅在重力作用下运动的运动。这种运动的特点是水平方向匀速，竖直方向匀加速。

2.**速度分析**：我们学习了如何分析平抛运动的速度，包括水平方向的速度保持不变，而竖直方向的速度随时间增加。

3.**位移分析**：我们了解了平抛运动的位移如何随时间变化，水平方向的位移与时间成正比，竖直方向的位移与时间的平方成正比。

4.**轨迹方程**：我们推导了平抛运动的轨迹方程，这是一个抛物线方程，它帮助我们描述物体的运动轨迹。

5.**时间分析**：我们学习了如何计算平抛运动的时间，包括竖直方向落地时间和水平方向运动时间。

6.**能量分析**：我们探讨了平抛运动中的动能和重力势能，以及机械能守恒定律在平抛运动中的应用。

7.**解题方法**：我们学习了如何使用分解法、能量法和图像法来解决问题。

8.**误差分析**：我们讨论了空气阻力和测量误差对平抛运动的影响。

当堂检测：

为了检测大家对今天所学内容的掌握情况，我们将进行以下几道练习题：

1.一个物体以10m/s的水平速度抛出，落地时与水平方向成30°角，求物体抛出的高度。

2.一颗子弹以100m/s的水平速度射出，求子弹在空中飞行2秒时的速度大小和方向。

3.一个球从高度h处水平抛出，落地时与水平方向成θ角，求球的初速度。

4.一颗炮弹以v0的初速度从地面水平射出，求炮弹的飞行时间、最大高度和水平射程。

5.在一个没有空气阻力的真空中，一个物体以v0的初速度水平抛出，求物体落地时的速度大小。

请同学们在规定时间内完成上述练习题，下节课我们将一起讨论答案。希望大家能够认真思考，积极动脑，巩固今天所学知识。课后作业1.**题目**：一个物体以15m/s的水平速度从地面抛出，如果物体落地时与水平方向成45°角，求物体抛出的高度。

**答案**：由于落地时角度与水平方向成45°，可以推断水平位移等于竖直位移。因此，竖直位移\(y=x\)。水平位移\(x=v_0\cdott\)，竖直位移\(y=\frac{1}{2}gt^2\)。联立方程得\(v_0\cdott=\frac{1}{2}gt^2\)，解得\(t=\frac{2v_0}{g}\)。代入竖直位移公式\(y=\frac{1}{2}g(\frac{2v_0}{g})^2=2v_0^2/g\)。代入\(v_0=15m/s\)和\(g=9.8m/s^2\)得\(y=22.5m\)。

2.**题目**：一个子弹以300m/s的水平速度射出，如果子弹在空中飞行5秒后落地，求子弹的水平射程和竖直下落高度。

**答案**：水平射程\(x=v_0\cdott=300m/s\cdot5s=1500m\)。竖直下落高度\(y=\frac{1}{2}gt^2=\frac{1}{2}\cdot9.8m/s^2\cdot(5s)^2=122.5m\)。

3.**题目**：一个球从10米高的地方水平抛出，求球落地时的速度大小。

**答案**：竖直下落时间\(t=\sqrt{\frac{2y}{g}}=\sqrt{\frac{2\cdot10m}{9.8m/s^2}}\approx1.43s\)。竖直速度\(v_y=gt=9.8m/s^2\cdot1.43s\approx14m/s\)。水平速度\(v_x=\text{恒定}=0\)（假设水平初速度为0）。合速度\(v=\sqrt{v_x^2+v_y^2}=\sqrt{0^2+14^2}=14m/s\)。

4.**题目**：一个运动员以20m/s的水平速度将一个物体抛出，如果物体落地时与水平方向成60°角，求物体的初速度和落地高度。

**答案**：由于落地时角度与水平方向成60°，可以推断\(\tan(60°)=\frac{v_y}{v_x}\)。因为\(v_x=20m/s\)，所以\(v_y=20m/s\cdot\tan(60°)=20m/s\cdot\sqrt{3}\approx34.64m/s\)。落地高度\(y=\frac{v_y^2}{2g}=\frac{(34.64m/s)^2}{2\cdot9.8m/s^2}\approx61.4m\)