高中物理必修二学历案

高中物理必修二（人教版）

物理学历案

克拉塔依市第六中学课程开发颉._

编著

均理教班室

高中物理必修二

总策划：罗小荣潘国庆

总主编：吴巍

副总主编：王绪云

主编：吴波

副主编：范银王江何建忠喻金龙任传辉

新疆克拉玛依市第六中学物理教研室

目录

第五章曲线运动

1.曲线运动

2.平抛运动

3.实验：研究平抛运动

4.圆周运动

5.向心加速度

6.向心力

7.生活中的圆周运动

第六章万有引力与航天

1.行星的运动

2.太阳与行星间的引力

3.万有引力定律

4.万有引力理论的成就

5.宇宙航行

6.经典力学的局限性

第七章机械能守恒定律

1.追寻守恒量--能量

2.功

3.功率

4.重力势能

5.探究弹性势能的表达式

6.实验：探究功与速度变化的关系

7.动能和动能定理

8.机械能守恒定律

9.实验：验证机械能守恒定律

10.能量守恒定律与能

课程纲要

【课程概况】

课程名称人教版必修2课程类型必修课程系列

课程开发克拉玛依市六中物理组授课对象高一年级

课程资源教材、网络、学科资料学习时数40课时

【课程目标】

通过本课程的学习应使学生在以下几个方面得到发展：

一、曲线运动

会用运动合成与分解的方法分析抛体运动。会描述匀速圆周运动.知道向心加速度。能

用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。分析生活和生产中的离心现象。

二、万有引力与航天

了解万有引力定律及其发现过程。会计算人造卫星的环绕速度。知道第二宇宙速度和第

三宇宙速度。初步了解经典时空观和相对论时空观,知道相对论的建立对人类认识世界的影

响。通过实例，认识经典力学的实用范围和局限性。

三、机械能

了解功是能量变化的量度,理解功和功率。通过实验,探究恒力做功与物体动能变化的关

系。理解动能和动能定理。理解重力势能.知道重力势能的变化与重力做功的关系。理解机

械能守恒定律。能用机械能守恒定律分析生活和生产中的问题。知道能量守恒是最基本、最

普遍的自然规律之一。

【课程内容】

物理必修2共有三个主题，分别是机械能和能源、抛体运动与圆周运动、经典力学的成

就与局限性。在第一个主题（即机械能和能源）下，一共有六条内容标准。这六条内容标准涉

及的知识概念、规律有:功、功率、动能、动能定理、重力势能、重力做功、机械能守恒等。

同时也有一些探究性的实验，比如通过实验探究恒力做功与物体动能变化的关系。在第二个

主题（即抛体运动与圆周运动）下，分别有这样一些内容:匀速圆周运动、向心加速度以及抛体

运动等。在第三个主题（即经典力学的成就与局限性）下,涉及万有引力定律、环绕速度、第

二宇宙速度、第三宇宙速度以及相对论、量子论的初步等.在物理必修2中的三个主题中，

每个主题下都涉及物理必修1的运动学和力学内容。而且我们还有一些样例和活动建议,学

习过程中我们要重视物理结论形成的过程,重视学生的体验,增进科学与生活、社会的联系，

培养学生的社会责任感和可持续发展观。通过物理必修1、必修2这两个模块的学习，掌握

必要的物理概念、物理规律，经历一些实验探究过程，学习一些物理的方法、物理的思想，体

会物理学在社会发展中的作用，为后续的选修模块做准备。

【课程实施】

本书共27课时,建议每课时用2~3节课完成,当然我们也可根据课时内容和学习过程中

的实际情况进行一定的调整。新知识的学习一般包括以下四个层级的认识。

第一层级:知识记忆与理解（预学区•不看不讲），每一堂新授课都要安排预习，学生要将

教材与预学案结合起来,带着问题自主学习，在自主学习中解决部分问题,统一要求所有学生

独立完成“知识体系梳理”，思考“基础学习交流”中的问题并可能与同伴结对交流;学历

案的其他部分内容在自主学习环节不作统一要求。

第二层级:思维探究与创新（导学区•不议不讲），课堂上主要是通过“重点难点探究”

来作探究,在此过程中体会物理学的思想和方法,获得知识的过程也是学会与他人合作的过

程，也是学会学习的过程。当然,学生课前如果了解到学生自主学习中存在一些普遍性的问题,

也可以安排在课堂上进行小组交流讨论,经过小组讨论、展示后,学生应作适当的点评。

第三层级:技能应用与拓展（固学区•不练不讲），这里一般都设计了两个层级的要求，要

求所有学生先独立完成“基础智能检测”再讲评，学生可根据实际情况来安排“全新视角拓

展”中练与讲的要求。如果学生基础较好,学生可要求学生先独立完成再作小组讨论,最后学

生进行讲评;如果学生基础较差,学生可进行部分分析、讲评。

第四层级:总结评价与反思（思学区•不思不复），课程学习完成后需要简单总结,学生可

根据实际情况让学生在讨论后以小组形式完成“思维导图构建”，也可学生直接引导学生总

结。在知识总结的过程中也要让学生进行反思,肯定自己的学习成果,发现学习过程中存在的

不足之处，探讨如何改进。

《固学案》针对本课的知识技能进行知识巩固、技能提高和思维拓展.它设计三个层次

的训练，“基础达标检测”是全体学生必需的训练，“基本技能检测”是学习能力较强的学

生需要完成的，“技能拓展训练”是针对少数学习能力很强、在完成各科学习后仍然有余力

的学生设计的训练,学生可根据本班学生实际情况提出所要达到的训练层次。建议条件允许

的情况下学生尽量安排限时训练，内容有所选择,先做后评,高效完成。

3第五章曲线运动

G----------------------------------------------------------------------------------

章首情景导航

在我们生活的广阔空间里,物体做着各种各样的运动,不仅有直线运动,而且有更普遍的

曲线运动。自然界中的日升日落，蜿蜒曲折的江河溪流，游乐场里转动的摩天轮，荡来荡去的

秋千,体育赛场上抛出的铅球铁饼,这些运动有的简单,有的比较复杂，但它们表现出一个共

同的特点，就是都做曲线运动，运动的轨迹是弯曲的。特别让人激动不已的是在精彩的足球比

赛场上，主罚运动员施展神技，凌空一脚，踢出一个漂亮的“香蕉球”，球在空中划过一条美

丽的弧线,犹如神助一般,越过对方防守人墙,直入球门，令人赏心悦目。

【总课题】第五章曲线运动

【课时】1课时

【设计者】吴波

【学习主题】5.1曲线运动

【课标要求】

2.2.1通过实验，了解曲线运动，知道物体做曲线运动的条件。

【学习目标】

I.知道曲线运动是一种变速运动。

2.初步认识运动的合成与分解。

3.知道曲线运动的位移和瞬时速度的方向，能在曲线运动的轨迹图上画出各点的速度方

向。

4.知道物体做曲线运动的条件,能运用牛顿第二定律分析做曲线运动的条件。

【学习资源与建议】

重点难点:理解曲线运动是变速运动,体会研究曲线运动的方法。

学法建议：“关于曲线运动的速度方向”，学生先提出自己的看法，然后通过看课本，学

生总结出结论。接着通过分析速度的矢量性及加速度的定义,得到曲线运动是变速运动。

“关于物体做曲线运动的条件”，可以按照教材的编排先做演示实验,学生提问题:物体

做曲线运动的条件是什么?得到结论,再从力和运动的关系角度加以解释。如果学生基础

较好,也可以运用逻辑推理的方法,先从理论上分析,然后做实验加以验证。

【学习过程】

导入新课:上学期必修1中学习了物体的直线运动，但日常生活中是直线运动普遍

还是曲线运动普遍呢？（学生回答：曲线运动）是直线运动复杂还是曲线运动复杂？（学生

回答：曲线运动），可以放一小段典型曲线运动的视频,然后开始研究曲线运动。

空已埸\冷知识记忆与理解

第一层级顼学区.不加奇力

如以系统化♦系H彩灰化

知识体系梳理

1.曲线运动的概念

物体（或质点）运动的轨迹是曲线的运动叫曲线运动。

2.曲线运动的位移

研究曲线运动的位移应建立（填“直线”或“平面直角”）坐标系。物体

从出发点到所研究位置的有向线段，是矢量。在一般情况下，往往需要用坐标轴的一

来表示位移。

3.曲线运动的速度

（1）曲线运动中，质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的方向。

（2）速度是矢量,既有大小又有方向，由于速度的方向是时刻④的,因此曲线

运动一定是⑤运动。曲线运动的速度（矢量）通常分解到两个相互垂直的方向

上，这两个分矢量叫分速度。

（3）如果速度y的方向与x轴夹角是夕，与y轴夹角是90°-氏则分速度匕=@,

分速度v尸⑦O

4.红蜡的运动

在用玻璃管和红蜡块演示“运动的合成与分解”实验中，将红蜡块沿玻璃管匀速上

升的速度设为匕,玻璃管向右匀速运动的速度设为灰红蜡块的速度v=(§)

求合运动的速度(位移、加速度)，遵循的定则是⑨。

5.物体做曲线运动的条件

如图所示,桌面上沿直线运动的钢球在磁铁的吸引力作用下做曲线运动。这说明物

体受力的方向与速度方向®(填“在”或“不在”)同一条直线上时，物体做

曲线运动。

知识问题化•问题层次化

基础学习交流

1.砂轮打磨下来的炽热微粒,沿着什么方向飞出？

解答：

2.对于一个圆来说,过某点的切线与割线有什么不同？

解答：

3.若玻璃管中红蜡块从底部竖直向上匀速运动，同时玻璃管水平向右做匀加速运动,

则红蜡块的实际运动轨迹是直线还是曲线？

解答：

4.做曲线运动的物体,合力总是指向其轨迹弯曲内侧还是外侧？

解答：

_A思维搽究与创新

第一层st导学区•不议不讲\

技能东统化化

重点难点探究

主题1：曲线运动中速度的方向

问题：阅读教材”思考与讨论”的内容，回答下列问题。

(1)图甲中，砂轮打磨下来的微粒在离开砂轮前做什么运动?微粒在/点离开砂轮后为什

么沿直线运动?这个直线运动与离开砂轮前的圆周运动有什么关系？

解答：

甲

(2)图乙中,运动员掷链球时,链球在运动员的牵引下沿圆周做曲线运动,一旦运动员放

手,链球立即飞出。链球如果要向运动员正前方场地飞出，则运动员应在什么位置放手?

解答:

7

场地

乙

(3)质点在做如图丙所示的曲线运动时，从4点运动到8点,时间为△£,位移为Ax,则在

At时间内平均速度为片—，方向从1-4即为位移方向。当A/fO时，位移由割

线变为切线，平均速度即趋于1点瞬时速度，方向变为切线方向。这说明一般做曲线运动

的质点的瞬时速度方向与曲线有什么关系？

解答:

(2)运动员应在链球转到位置1时放手,链球沿圆周切线方向飞出，能够落在场地内,

如图丁所示。

(3)质点瞬时速度方向为曲线切线方向。

知识链接:从很短的时间看，一切曲线运动都可以看作直线运动，因此，曲线运动的

瞬时速度与直线运动的瞬时速度的意义在本质上是相同的。

主题2:曲线运动的位移和速度

问题：阅读课本相关内容,结合如图所示的情景,质点从坐标原点0沿曲线运动到户时，

瞬时速度/的方向与x轴夹角为％发生的位移Z与x轴的夹角为。，通过分析回答下

列问题。

(1)怎样在坐标系中描述质点运动到户时的位置?

(2)如何求出速度r在x、y方向的分速度？

(3)。与0两个角度有没有可能相等?为什么？

解答：⑴质点的位置户可以用它的两个坐标x、y表示,x=,y=

即以，)o

(2)-为质点在尸点的实际运动速度,则质点在x、y方向上的分速度分别为

==

Vx,VyO

(3)

知识链接:极限是指无限趋近于一个固定的数值。数学中，这个概念绕过了用一个数

除以0的麻烦,而引入了一个过程任意小量。

主题3:运动的合成和分解

问题：如图甲所示，在竖直放置的长度为/的玻璃管底部放一只彩色小球，球用细线

系着,细线的另一端系在图钉上，向右以速度r匀速移动长玻璃管,小球从玻璃管底部到

管口。

甲

(1)小球实际的运动轨迹是直线还是曲线？

(2)小球实际的运动位移多大,方向如何？

(3)小球实际的运动速度多大,方向如何？

解答：(1)如图乙所示,可确定小球实际的运动轨迹是直线。

乙

(2)小球实际的运动位移大小，2L,位移与水平方向夹角为45°。

(3)小球实际的运动速度大小r'W2,速度与水平方向夹角为45°。

知识链接:细线水平方向长度增加多少,竖直方向长度就减少多少,故小球水平方向的分

速度与竖直方向的分速度大小必定相等。

主题4:物体做曲线运动的条件

问题：(D物体做直线运动的条件是什么？

(2)当物体所受的合力与它的速度方向不在同一条直线上时,物体为什么做曲线运动？

(3)如图甲所示,物体运动方向斜向右上方,所受合力斜向右下方,那么物体运动的轨迹

向哪个方向弯曲?物体的速度、运动轨迹及所受的合外力有怎样的分布特点？

甲

解答：（1）物体做匀速直线运动时,合力厂为零;物体做加速直线运动时,合力厂的方向与

速度y的方向一致;物体做减速直线运动时,合力尸的方向与速度「的方向相反。可见当物体

所受的合力的方向与它的速度方向在同一直线上时,物体就做直线运动。

（2）如图乙所示，当合力尸与速度v的方向之间有一定夹角时,可以把合力b分解为与速

度/平行的力£和与速度/垂直的力向£改变速度/的大小，内改变速度/的方向，所以物

体做曲线运动。

乙

（3）物体运动的轨迹向合外力的方向弯曲，物体的运动轨迹位于速度与合外力之间。

知识链接:物体做曲线运动的条件反映出了力对物体的“束缚”作用，正是在力的约束

下,物体才不停地转弯做曲线运动。

基础智能检测

1.物体做曲线运动时，一定变化的物理量是（）o

A.速率B.速度

C.加速度D.合外力

2.在弯道上高速行驶的赛车，突然后轮脱离赛车。关于脱离的后轮的运动情况,下列说法中正

确的是（）o

A.仍然沿着汽车行驶的弯道运动

B.沿着与弯道垂直的方向飞出

C.沿着脱离时后轮前进的方向做直线运动，离开弯道

D.上述情况都有可能

3.机械运动按轨迹分为直线运动和曲线运动,按运动的性质又分为匀速和变速运动。下列说

法正确的有（）。

A.匀速运动都是直线运动

B.匀变速运动都是直线运动

C.曲线运动都是变速运动

D.曲线运动不可能是匀变速运动

4.链球运动员用链子拉着铁球做速度逐渐增大的曲线运动,在此过程中,运动员的手和链球

的运动轨迹都可以近似为圆。关于手和球的位置关系，下面四幅图中正确的是（）。

球球手,

材料经典化•视角多元化

、全新视角拓展

拓展一、曲线运动中合力、速度、运动轨迹之间的关系

1.如图所示,赛车在一段需转弯的水平路面上匀速率行驶,关于它受到的水平方向的作

用力的示意图,可能正确的是（图中下为地面对车的静摩擦力,F为它行驶时所受的阻

力）（）。

ABCD

【分析】处理此题的关键：①曲线运动的条件，即合力方向和速度方向不在同一条直线

上;②合力的方向应该指向轨迹弯曲的一侧。

【解析】汽车行驶中受静摩擦力和阻力,其中，阻力应该和车的运动方向相反,所以选项

D错误;而汽车所受合力的方向应该指向轨迹凹的一侧，故选项A、B均错误。

【答案】C

【点评】判断和画曲线运动轨迹时应注意的问题如下：

①与运动轨迹相切的方向为速度方向，不是力的方向；

彝物体运动轨迹的弯曲情况,物体所受合外力的方向指向轨迹凹的一侧；

朗［迹曲线夹在合外力与轨迹切线（速度方向）之间；

④当合力方向与物体运动瞬时速度方向的夹角小于90°时,如图甲所示,物体运动速度

增大;当合力方向与物体运动瞬时速度方向的夹角等于90°时,物体运动速度大小不变；当

合力方向与瞬时速度方向的夹角大于90°时,如图乙所示,物体运动的速度减小。

拓展二、对合运动与分运动的理解和分析

2.如图所示，甲图表示某物体在x轴方向上分速度匕Y的图象，乙图表示该物体在y轴方向

上分速度的图象。求：

4

3

2

1

02468

乙J

(I)t=o时物体的速度。

(2)t=8s时物体的速度。

(3)t=4s时物体的位移。

【分析】由图象可知,物体在x轴方向上以3m/s的速度做匀速直线运动,在y轴方向上

做初速度为0、加速度为0.5m/s?的匀加速直线运动。

【解析】(1)20时物体的速度：

(2)t-8s时物体的速度：

(3)在4s的时间内物体在x轴方向上发生的位移

物体在y轴方向上发生的位移。

【答案】(1)3m/s(2)5m/s(3)4m

【点评】物理问题可以用文字说明加以描述，可以用数学表达式表示，也可用图象描述,

本题即用图象表示物体在二维空间运动的运动情况。

总结评价与反思

第四层级

思学区•不思不复J)

思维图形化•图形直观化

思维导图构建

位移:平面直角坐标系中，•般将曲线运动的位移分解到工轴方向和？轴方向上

’特点:切邕方向(方向时刻变化)f变速运动

速度X1工轴方向

分解：

ly轴方向

(合力方向与速度方向在一条直线上一►直线运动

分类

I合力方向与速度方向不在一条直线上一》曲线运动

特点：曲线运动偏转方向与物体受到的合力方向一致

曲线运动1(力-加速度-改变速度大小或方向)

固学案

◎基81达标检刈

1.若已知物体的速度方向和它所受合力的方向，如图所示,则可能的运动轨迹是（）。

AFBFCFDF

2.下列说法正确的是（）o

A.物体在恒力作用下可能做曲线运动

B.物体在变力作用下不可能做曲线运动

C.做曲线运动的物体,其速度方向与加速度的方向不在同一直线上

D.物体在变力作用下有可能做曲线运动

3.游泳运动员以恒定的速率垂直河岸横渡，当水速突然增大时,对运动员横渡所经历的路程、

时间产生的影响为（）。

A.路程增长、时间不变

B.路程增长、时间缩短

C.路程增长、时间增长

D.路程与时间均与水速无关

4.在曲线运动中，如果运动物体的速率保持不变,那么物体的加速度（）。

A.一定不为零

B.大小不变,方向与物体运动的方向一致

C.大小不变,某点的加速度的方向与该点的曲线的切线方向一致

D.大小和方向由物体所受到的合外力决定

5.做曲线运动的物体，在其轨迹上某一点处的加速度的方向（）o

A.为通过该点的曲线的切线方向

B.与物体在这一点时所受的合外力方向垂直

C.与物体在这一点的速度方向一致

D.与物体在这一点的速度方向的夹角一定不为零

6.如图所示,小铁球m以初速”在光滑水平面上运动后,受到磁极的侧向作用力而做如图所

示的曲线运动，且经过〃点，从图可知磁极的位置及极性可能是（）。

A.磁极在A位置,极性一定是N极”必

B.磁极在8位置,极性一定是S极叫头、....C

C.磁极在C位置,极性一定是N极・B\

D.磁极在8位置,极性无法确定也

7.飞机现已广泛应用于突发性灾难的救援工作当中。图示为交通部海上救助飞行队将一名在

海上身受重伤、生命垂危的渔民接到岸上的情景。为了达到最快速的救援效果，如图所示，

飞机常常一边匀速收拢缆绳提升伤员，一边沿着水平方向匀速飞向岸边。

（1）从运动合成的观点来看,在此情景中伤员同时参与了哪两个运动？

（2）伤员的哪个运动是合运动,哪个运动是分运动？

（3）如果已知飞机匀速飞行的速度为匕匀速收拢缆绳的速度为孙那么伤员的运动轨迹是怎

样的？（竖直向上为y轴正方向，水平向右为“轴正方向）

o基本技能检测

8.如图所示,红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升,若红蜡块在/点匀速上升的同时，使玻璃管

水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图中的（）。

A.直线PB.曲线0

C.曲线7?D.无法确定

9.质点以初速度的从1点开始在光滑水平面上运动，由于受水平斥力的作用，物体的运动轨

迹如图中的实线所示,6为该轨迹上的一点,虚线是过尔6两点并与该轨迹相切的切线,虚线

和实线将水平面划分为5个区域。对于施力物体位置的判断,下列说法正确的是（）。

A.施力物体在⑦②③⑤区域均有可能,■

B.施力物体可能在①②③区域---?./®

C.施力物体-定在夜域外港’

D.施力物体一定在②区域A

10.如图所示,一个劈形物体M各面均光滑,上表面水平,在其水平面上放一光滑小球m,现使

劈形物体从斜面上由静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（斜面足够长）（）。

A.沿斜面向下的直线B.竖直向下的直线

C.无规则曲线D.抛物线

11.水滴自高处由静止开始下落,在落地前的过程中遇到水平方向吹来的风,则（）o

A.风速越大,水滴下落的时间越长

B.风速越大,水滴下落的时间越短

C.水滴下落的时间与风速无关

D.水滴落地前的速度是沿风速方向的速度和自由下落速度两者的合速度

12.如图所示，塔吊臂上有一个可以沿水平方向运动的小车4小车下装有吊着物体6的吊钩。

当小车｛与物体6以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动时•，吊钩将物体6向上吊起,/!、B

之间的距离以^-2t2(SI)(SI表示国际单位制,式中〃为吊臂离地面的高度)的规律变化,则

物体8做()。

A.速度大小不变的曲线运动

B.速度逐渐增大的曲线运动

C.加速度的大小和方向均不变的曲线运动

D.加速度的大小和方向均变化的曲线运动

13.在飞机上空投物体时，飞机正在500m的高空以108km/h的速度水平匀速飞行。由于降

落伞的作用,物体离开飞机后很短时间内便在空中做匀速运动，降落伞和物体竖直下降的速

度为5m/so求：

(1)物体在空中运动的时间。

(2)物体在下降过程中水平方向移动的距离。

14.南滴竖直下落至地面的速度g耳m/s,一辆汽车以吃4m/s的速度匀速行驶,求车上的人

看到雨滴的速度的大小与方向。

【总课题】第五章曲线运动

【课时】2课时

【设计者】吴波

【学习主题】5.2平抛运动

【课标要求】

2.2.2通过实验，探究并认识平抛运动的规律。会用运动合成与分解的方法分析平抛运动。体会将复杂运

动分解为简单运动的物理思想。能分析生产生活中的抛体运动。

【学习目标】

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.理解平抛运动的规律,知道平抛运动的轨迹是一条抛物线。

4.知道一般抛体运动的分析方法一一运动的合成与分解。

5.学会确定平抛运动的速度。

【学习资源与建议】

重点难点:理解研究平抛运动的方法,感受运动的独立性，

能够运用运动的合成与分解解决简单的平抛运动问题。

学法建议:学生主动解决平抛物体运动规律这个新问题。学生探究体会未知问题的乐趣，领悟

怎样将复杂的问题化为简单的问题，将未知问题化为已知问题。学生应真正理解运动合成与

分解这种方法的意义，理解为什么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。

【学习过程】

导入新课:平抛运动是曲线运动的一个重要模型，生活中也比较常见。它是怎样的一种运

动?它有什么规律?我们又应当如何来研究它呢?今天我们就来解决这些问题。

工知识记忆与理解

第一层级预学区•不看不讲

知识系纬化・东姚彩象化

＞知识体系梳理

1.抛体运动：以一定的将物体抛出,在空气阻力可以忽略的情况下,物体只受重力

所做的运动。

2.常见抛体运动形式

(1)平抛运动:初速度方向为。

(2)斜抛运动:初速度方向为斜向上或斜向下。

(3)竖直上抛运动:初速度方向为。

3.抛体运动的性质：因物体只受作用，其加速度为，均为匀变速运动。

4.平抛运动

⑴特点:水平方向不受力，做运动;竖直方向受，做初速度为

零、加速度为g的匀加速直线运动。

(2)研究方法:将平抛运动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)运动规律

位移:水平方向的分运动x=vat,竖直方向的分运动

轨迹:从以上两式中消去t,可得丫=丸它是平抛运动物体在任意时刻的位置坐标X和y

所满足的方程,我们称之为平抛运动的轨迹方程。

速度:水平分速度匕=%,竖直分速度V根据运动的合成规律可知物体在某个时刻的

速度(即合速度)大小v=。设这个时刻物体的速度与水平方向的夹角为心则有

tan。=o

知识问题化•问题层次化

，基础学习交流

1.教材“做一做”中山夕两个小球同时开始运动，它们的受力特点和初状态有什么相同

或不同之处？

2.做平抛运动的小球落地前有没有可能变成直线运动?为什么？

解答：

重点难点探究

主题1:平抛运动概念

问题：阅读课本相关内容,回答下列问题。

(1)用手水平抛出的小钢球做什么运动?用手水平抛出的纸飞机的运动是平抛运动吗?根

据平抛运动的定义,你认为物体在什么情况下才能做平抛运动？

(2)物体做平抛运动时有何特点?根据平抛运动的轨迹和受力情况,分析平抛运动应属于

什么性质的运动。

主题2:平抛运动的规律

问题：(1)做平抛运动的物体的位置,即横、纵坐标由哪些因素确定?

(2)为什么说平抛物体的运动轨迹是一条抛物线？

(3)平抛物体的速度随时间变化的规律是什么？

解答：

(1)

⑵

主题3:平抛运动的速度与位移的关系

问题：(1)做平抛运动的物体在任意时刻任意位置处,设其末速度方向与水平方向的夹角

为夕，位移与水平方向的夹角为0。请探究tan。与tan。之间的关系。

（2）平抛物体速度反向延长线有怎样的特点？

解答：（1）如图中所示，位移与水平方向的夹角为0,

tan6=______________

末速度方向与水平方向的夹角为。tan0=

所以，tan9=2tan九

（2）如图乙所示，平抛运动的偏角0即为平抛运动的速度与水平方向的夹角

所以有

tan0-_______________

可见,平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中

技能应用与拓展

第三层圾固学区•不练不讲

检测智能化•智能数字化

基础智能检测

1.关于做平抛运动的物体,下列说法正确的是（）。

A.速度始终不变

B.加速度始终不变

C.受力始终与运动方向垂直

D.受力始终与运动方向平行

2.如图所示,某轰炸机在一次对敌作战中执行作战任务时,在某一高度沿直线匀速飞行,一共

释放3颗炸弹。若相邻两颗炸弹释放的时间间隔相同，不计空气阻力，则某一时刻在飞行员看

来这3颗炸弹在空中分布的情形为下图中的（）。

3.在平坦的垒球运动场上,击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球飞行一段时间后落地。若不

计空气阻力，则（）。

A.垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定

B.垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定

C.垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定

D.垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定

4.一个物体以速度因水平抛出，落地时速度的大小为23,不计空气的阻力,重力加速度为g,

则物体在空中飞行的时间为（）。

A.B.C.D.

材料经典化•视角多元化

＞全新视角拓展

拓展一、平抛运动规律的应用

1.做平抛运动的物体，在落地前的最后1s内，其速度方向由跟竖直方向成60°角变为

跟竖直方向成45°角,求物体抛出时的速度大小和高度。

拓展二、斜面约束下的平抛问题

O—

甲

2.一水平抛出的小球落到一倾角为0的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如

图甲中虚线所示。小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为（）。

A.tan0B.2tan0C.D.

总结评价与反思

第四层级思学区•不思不复

思维同海化•图号直观化

思维导图构建

抛

体

运

动

固学案

基HI达标检测

1.从水平匀速飞行的直升机上向外自由释放一个物体,不计空气阻力，在物体下落过程中，下

列说法正确的是（）。

A.从飞机上看,物体静止

B.从飞机上看,物体始终在飞机的后方

C.从地面上看,物体做平抛运动

D.从地面上看,物体做自由落体运动

2.从离地面〃高处投出/、B、C三个小球，使4球自由下落，夕球以速率丫水平抛出，。球以速

率2P水平抛出，设三个小球落地时间分别为匕、场、。不计空气阻力，则下列说法正确的是

（）。

A.B.

C.tMtli二tcD.tA=tB=tc

3.如图所示,在光滑的水平面上有一小球a以初速度的运动，同时刻在它的正上方有一小球b

也以出的初速度水平抛此并落于c点,则（）。

A.小球a先到达c点

B.小球8先到达c点

C.两球同时到达c点、

D.不能确定

4.平抛运动的物体，下列物理量仅仅由高度决定的是（）。

A.落地时瞬时速度的大小

B.物体运动的位移

C.落地时瞬时速度的方向

D.物体在空中运动的时间

5.物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角，的正切tan«随时间t的变化图

象是图甲中的（）.

甲

t»0

.....xV

乙

6.一个人水平抛出一小球,球离手时的初速度为%,落地时的速度是匕,空气阻力忽略不计,

下列图象正确地表示了速度矢量变化的过程的是()0

7.如图所示,离地面高方处有甲、乙两个小球，甲以初速度由水平射出，同时乙以大小相同的

初速度的沿倾角为45°的光滑斜面滑下,若甲、乙同时到达地面,求的的大小。

甲乙

「基本技能验消

8.如图所示,在同一竖直平面内，小球a、6从高度不同的两点分别以初速度%和“沿水平方

向抛出，且ha>hb,经时间和力,后落到与两抛出点水平距离相等的P点,若不计空气阻力，下

列关系式正确的是()。

A.ta>ti,va<Vb

B.ta>tbVa>Vb

C.ta<tbVa^Vb

D.ta<tbVa>Vb

9.水平抛出一小球，f秒末速度方向与水平方向的夹角为火,(£+△。秒末速度与水平方向的

夹角为外，忽略空气阻力作用，则小球的初速度是()。

A.gb>.t(cos%-cos02)B.gAt(tan<92-tan氏)

C.gXt/(cos"i-cos%)D.gXt/(tan4-tan/)

10.从某一高度以相同速度相隔1s先后水平抛出甲、乙两个小球,不计空气阻力，在乙球抛

出后,两球在空气中运动的过程中，下述说法正确的是()»

A.两球水平方向的距离越来越大

B.两球竖直高度差越来越大

C.两球竖直方向的速度差越来越大

D.两球每秒内的速度变化量相同,与其质量无关

H

11.如图所示,在一次空地演习中，离地〃高处的飞机以水平速度必发射一颗炮弹欲轰炸地面

目标A反应灵敏的地面拦截系统同时以速度吸竖直向上发射炮弹拦截。设拦截系统与飞机

的水平距离为S,不计空气阻力。若拦截成功，则小作的关系应满足()。

A.v\=viB,v\=vi

C.Vi~~VzD.V1—V2

12.从某一高度处水平抛出一物体,它着地时速度是50m/s,方向与水平方向成53°。取g=10

m/s2,cos53°R.6,sin53°R.8,求：

(1)抛出点的高度和水平射程。

(2)抛出后3s末的速度大小。

(3)抛出后3s内的位移大小。

13.如图甲所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角。石3°的光滑斜面

顶端,并沿光滑斜面下滑而不反弹。已知斜面顶端与平台的高度差8m,重力加速度g取

10m/s2,sin53°=0.8,cos53°R.6,问：

(1)小球水平抛出的初速度外是多少？

(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〃20.8m,则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端？

甲

◎技能桁展加练

14.如图所示,水平地面上有一个坑,其竖直截面为半圆,ab为沿水平方向的直径。若在a点

以初速度外沿瑟方向抛出一小球,小球会击中坑壁上的c点。已知c点与水平地面的距离

为圆半径的一半,求圆的半径。

【总课题】第五章曲线运动

【课时】1课时

【设计者】吴波

【学习主题】5.3实验:研究平抛运动

【课标要求】

2.2.2通过实验,探究并认识平抛运动的规律。会用运动合成与分解的方法分析平抛运动。

体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。能分析生产生活中的抛体运动。

【学习目标】

1.知道做平抛运动的条件及相应控制方法。

2.知道用实验获得平抛运动轨迹的方法。

3.知道判断运动轨迹是不是抛物线的方法。

4.知道测量初速度时需要测量的物理量。

5.会推导平抛运动初速度的表达式,会计算平抛运动的初速度。

【学习资源与建议】

重点难点:通过实验描绘平抛物体运动的轨迹，研究平抛运动的特点。

学习建议:本节是一个重要的学生实验，既是用牛顿运动定律解决问题的方法在曲线运

动中的具体应用，也是运动的合成与分解方法的延续和应用。由于是学生实验,为培养学生的

动手动脑能力和科学素养提供了很好的机会,学生应充分重视此节课。学习中,学生要努力创

造新的、简易可行的实验方法,有条件的话可以应用现代科技手段,如数码相机的方法。

【学习过程】

导入新课:数学中学过抛物线，它的基本方程是怎样的？

水平抛出的物体做平抛运动，它的轨迹是不是抛物线呢?今天我们就通过实验来探究。

.\&二知识记忆与理解

第一层级,学区•不.不讲

知识系威化•系统形象化

、知识体系梳理

1.平抛运动的特点

(1)做平抛运动的物体只受的作用。

(2)加速度恒为o

2.平抛运动的规律

平抛运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动。

(1)竖直方向上：运动。

(2)水平方向上：运动。

3.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线

(1)图示是某物体做平抛运动的轨迹,建立直角坐标系xOy,在x轴上作出等距离的几个

点4、4、4,把线的长度记为/，那么如尸/、OAzd、OAi^l...由4、4向下作垂线,

垂线与抛体轨迹的交点记为M、版、以如果轨迹的确是一条抛物线，那么各点的y坐标与x

坐标间的关系应该具有旦月的形式(a是一个待定的常量)。其中的产/、OAs^l……

这样做的目的是使度丑为,分嗖H……这样代入y=ax；可以方便求出a。

(2)用刻度尺测量某点的x、y两个坐标,代入片af中求出常量a,于是知道了代表这个

轨迹的一个可能的关系式。

(3)测量其他几个点的x、y坐标，通过这些测量值来判断这条曲线是否真的是一条抛物

线。

4.计算平抛物体的初速度

在忽略空气阻力的作用下,抛体在竖直方向上做自由落体运动,则有片盘。于是,测量某

点的下落距离，如眩点的下落距离为可算出下落时间卜=。为了得到初速度”,

还需测量水平距离不,则V0=X3o

知识何思化•问题层次化

)基础学习交流

1.平抛运动的轨迹与抛出点水平方向的X轴是相交的还是相切的？

解答：

2.以平抛运动抛出点为坐标原点，画出平抛运动的轨迹后,至少要几个点的坐标才能求

出初速度？

解答：

重点难点探究

主题1：平抛实验的目的和原理

问题:阅读课本相关内容,回答下列问题。

(1)研究平抛运动的实验目的是什么？

(2)研究平抛运动的实验原理是什么？为什么描绘出平抛物体的运动轨迹就可以求出平

抛物体的初速度？

解答：

主题2:平抛运动轨迹的获得方法

问题：阅读课本中本节参考案例一，回答下列问题。

(1)利用如图所示的装置实验时,怎样安装斜槽?斜槽的末端有什么要求?怎样确定平抛

小球的抛出点比较合理？

(2)实验时,对每次从斜槽上释放小球有什么要求?为什么？

(3)本实验是怎样描绘平抛物体的运动轨迹的？

主题3:根据平抛运动的轨迹求平抛运动的初速度

问题：阅读课本相关内容,回答下列问题。

(1)测量初速度时需要测量的物理量有哪些？

(2)如何推导平抛运动初速度的表达式？

(3)若实验中未记录初始位置，但取了两段相等的水平位移,如图所示,能否求出平抛运

动的初速度呢？

技能应用与拓展

固学区•不练不讲

检训智能化•智能数字化

基础智能检测

1.平抛物体的运动规律可概括为两条:第一条,水平方向做匀速直线运动;第二条，竖直方向

做自由落体运动。为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验,如图所示,用小锤打击弹性金

属片,4球水平飞出，同时6球被松开。两球同时落到地面，则这个实验()。

A.只能说明上述规律中的第一条

B.只能说明上述规律中的第二条

C.不能说明上述规律中的任何一条

D.能同时说明上述两条规律

2.数码相机大多具有摄像功能,每秒钟大约拍摄15帧照片•。一同学用它拍摄小球从水平面飞

出后做平抛运动的几张连续照片，下列处理正确的是()。

A.只要测出相邻两照片上小球的距离,就能判断平抛运动的特点

B.只要测出相邻两照片上小球的水平距离,就能判断平抛运动在水平方向上的运动特点

C.只要测出相邻两照片上小球的竖直距离,就能判断平抛运动在水平方向上的运动特点

D.只要测出相邻两照片上小球的竖直距离,就能判断平抛运动在竖直方向上的运动特点

3.下列会使“研究平抛运动”的实验误差增大的是()。

A.小球与斜槽之间有摩擦

B.安装斜槽时其末端不水平

C.建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点

D.根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点离原点。较远

4.(1)在做“研究平抛运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中

还需要的是。

A.游标卡尺B.秒表C.坐标纸

D.天平Eo弹簧秤F.重垂线

(2)实验中,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列

出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上。

A.通过调节使斜槽的末端保持水平

B.每次释放小球的位置可以不同

C.每次必须由静止释放小球

D.记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降

E.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触

F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线

(3)作出平抛运动的轨迹后,为算出其初速度，实验中需测量的数据有

①，②，其初速度”的表达式为.

材料经典化•视角多元化

、全新视角拓展

拓展一、根据运动轨迹求平抛运动初速度的方法

1.图示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分,图中方格每边长为5cm,取g=10m/s2,

求小球在水平方向上的分速度和小球在8点时竖直方向上的分速度。

2.在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置，实

验时采用了如图所示的装置。先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上白

纸和复写纸。将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞

到木板并在白纸上留下痕迹/；将木板向远离槽口的方向平移距离*,再使小球从斜槽上紧靠

挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹6；又将木板再向远离槽口的方向平移距离方

小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,得到痕迹心若测得木板每次移动距离x=10.00cm,/、

8间距离必=5.02cm,8、C间距离於=14.82cm。请回答以下问题：(gR.8m/sz)

(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释

放?。

(2)根据以上直接测量的物理量来求小球初速度的表达式为。(用题中所给

字母表示)。

(3)小球初速度的值为玲=m/s»

总结评价与反思

第四层级