高中物理老師，必須具備優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)教學(xué)素質(zhì)，才能將物理實(shí)驗(yàn)的作用實(shí)質(zhì)體現(xiàn)。你知道2021高中物理優(yōu)質(zhì)課教案怎么寫嗎?這次小編給大家整理了2021高中物理優(yōu)質(zhì)課教案，供大家閱讀參考，希望大家喜歡。

2021高中物理優(yōu)質(zhì)課教案1

教學(xué)目標(biāo)：

1、掌握曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向，理解曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)。

2、掌握物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及分析方法。

教學(xué)重點(diǎn)：

1、分析曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向。

2、分析曲線運(yùn)動(dòng)的條件及分析方法。

教學(xué)手段及方法：

多媒體，啟發(fā)討論式。

教學(xué)過程：

一、什么是曲線運(yùn)動(dòng)

1、現(xiàn)象分析：

(1)演示自由落體運(yùn)動(dòng)。(實(shí)際做與動(dòng)畫演示)

提問并討論：該運(yùn)動(dòng)的特征是什么?

結(jié)論：軌跡是直線

(2)演示平拋運(yùn)動(dòng)(實(shí)際做與動(dòng)畫演示)

提問并討論：該運(yùn)動(dòng)的特征是什么?

結(jié)論：軌跡是曲線

2、結(jié)論：

(1)概念：軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫曲線運(yùn)動(dòng)。

(2)范圍：曲線運(yùn)動(dòng)是普遍的運(yùn)動(dòng)情形。小到微觀世界(如電子繞原子核旋轉(zhuǎn));大到宏觀世界(如天體運(yùn)行)都存在。生活中如投標(biāo)槍、鐵餅、跳高、跳遠(yuǎn)等均為曲線運(yùn)動(dòng)。

(說明)為什么有些物體做直線運(yùn)動(dòng)，有些物體做曲線運(yùn)動(dòng)呢?那我們必須掌握曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及產(chǎn)生的條件。

二、曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向

1、三個(gè)演示實(shí)驗(yàn)

(1)演示在旋轉(zhuǎn)的砂輪上磨刀具。

觀察并思考問題：磨出的火星如何運(yùn)動(dòng)?為什么?

分析：磨出的火星是砂輪與刀具磨擦出的微粒，由于慣性，以脫離砂

輪時(shí)的速度沿切線方向飛出，切線方向即為火星飛出時(shí)的速度方向。

(2)演示撐開帶有雨滴的雨傘繞柄旋轉(zhuǎn)，傘邊緣上的水滴如何運(yùn)動(dòng)?

觀察并思考：水滴為什么會(huì)沿脫離時(shí)的軌跡的切線飛出?

分析：同上

(3)演示鏈球運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)到最快時(shí)突然松手，在脫手處小球如何飛出?

觀察并思考：鏈球?yàn)槭裁磿?huì)沿脫手處的切線飛出?

分析：同上

2、理論分析：

思考并討論：

(1)在變速直線運(yùn)動(dòng)中如何確定某點(diǎn)心瞬時(shí)速度?

分析：如要求直線上的某處A點(diǎn)的瞬時(shí)速度，可在離A不遠(yuǎn)處取一B點(diǎn)，求AB的平均速度來近似表示A點(diǎn)的瞬時(shí)速度，如果時(shí)間取得更短，這種近似更精確，如時(shí)間趨近于零，那么AB間的平均速度即為A點(diǎn)的瞬時(shí)速度。

(2)在曲線運(yùn)動(dòng)中如何求某點(diǎn)的瞬時(shí)速度?

分析：用與直線運(yùn)動(dòng)相同的思維方法來解決。

先求AB的平均速度，據(jù)式：可知：的方向與的方向一致，越小，越接近A點(diǎn)的瞬時(shí)速度，當(dāng)時(shí)，AB曲線即為切線，A點(diǎn)的瞬時(shí)速度為該點(diǎn)的切線方向。可見，速度的方向?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)在該處的切線方向，且方向是時(shí)刻改變的。因此，曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。

3、結(jié)論：

曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是時(shí)刻改變的，質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)的速度方向在曲線的這一點(diǎn)的切線方向上。

四、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件

1、觀察與思考三個(gè)對比實(shí)驗(yàn)

說明：以下三個(gè)實(shí)驗(yàn)是在實(shí)物展示臺面上做的，由于展示臺是玻璃面，而運(yùn)動(dòng)的物體是小鋼球，摩擦力很小，可看成光滑的平面。初速度是從一斜槽上滑到臺面上實(shí)現(xiàn)。

(1)在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在不受外力時(shí)將如何運(yùn)動(dòng)?

討論結(jié)果：由于小球在運(yùn)動(dòng)方向上不受外力，合外力為零，根據(jù)牛頓第一定律，小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)。(動(dòng)畫演示受力分析)

(2)在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在運(yùn)動(dòng)方向的正前方向或正后方向放一條形磁鐵將如何運(yùn)動(dòng)?

討論結(jié)果：由于小球在運(yùn)動(dòng)方向受磁鐵作用，會(huì)使小球加速或減速，但仍做直線運(yùn)動(dòng)。(動(dòng)畫演示受力分析)

(3)在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在運(yùn)動(dòng)方向一側(cè)放一條形磁鐵時(shí)小球?qū)⑷绾芜\(yùn)動(dòng)?

討論結(jié)果：由于小球在運(yùn)動(dòng)過程中受到一個(gè)側(cè)力，小球?qū)⒏淖冘壽E而做曲線運(yùn)動(dòng)。(動(dòng)畫演示受力分析)

2、從以上實(shí)驗(yàn)得出三個(gè)啟示：

啟示一：物體有初速度但不受外力時(shí)，將做什么運(yùn)動(dòng)?(提問)

答：勻速直線運(yùn)動(dòng)(如實(shí)驗(yàn)一)

啟示二：物體沒有初速度但受外力時(shí)，將做什么運(yùn)動(dòng)?(提問)

答：做加速直線運(yùn)動(dòng)(如自由落體運(yùn)動(dòng)等)

啟示三：物體既有初速度又有外力時(shí)，將做什么運(yùn)動(dòng)?

答：a、當(dāng)初速度方向與外力方向在同一直線上(方向相同或相反)時(shí)將做直線運(yùn)動(dòng)。(如豎直上拋、實(shí)驗(yàn)二等)

b、當(dāng)初速度與外力不在同一直線上時(shí)，做曲線運(yùn)動(dòng)。(如實(shí)驗(yàn)三、水平拋物體等)

提問：根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)及啟示，分析做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是什么?

3、結(jié)論：

做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是：

(1)要有初速度(2)要有合外力(3)初速度與合外力有一個(gè)角度

三、思考與討論練習(xí)：

1、飛機(jī)扔炸彈，分析為什么炸彈做曲線運(yùn)動(dòng)?

分析：炸彈離開飛機(jī)后由于慣性，具有飛機(jī)同樣的水平初速度，且受重力，初速度與重力方向有角，所以做曲線運(yùn)動(dòng)。(動(dòng)畫演示受力分析與初速度的關(guān)系)

引申：

(1)、我們騎摩托車或自行車通過彎道時(shí)，我們側(cè)身騎，為什么?討論后動(dòng)畫演示受力分析與初速度的關(guān)系。

(2)山公路路面有何特點(diǎn)?火車鐵軌在彎道有何特點(diǎn)?(回家思考)

F2

F1

F3

2、物體在光滑水平桌面受三個(gè)水平恒力(不共線)處于平衡狀態(tài)，當(dāng)把其中一個(gè)水平恒力撤去時(shí)，物體將：

A、物體一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B、物體一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

C、物體有可能做曲線運(yùn)動(dòng)

D、物體一定做曲線運(yùn)動(dòng)

討論：

1、物體的初始狀態(tài)如何?

答：靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)(說明：題目沒有明確)

2、合外力情況如何?

答：開始合外力為零，當(dāng)撤去一個(gè)力時(shí)，物體將受到與撤去的力大小相等，方向相反的合外力。((動(dòng)畫演示受力分析過程)

3、物體將如何運(yùn)動(dòng)?

答：a、當(dāng)初速度為零時(shí)，一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

b、當(dāng)初速度不為零時(shí)，當(dāng)初速度方向與合外力方向相同或相反時(shí)，做勻變速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)初速度與合外力方向有角度時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)。

因此本題答案是：C。

2021高中物理優(yōu)質(zhì)課教案2

《萬有引力定律》

教學(xué)目標(biāo)

知識目標(biāo)：

1、了解萬有引力定律得出的思路和過程。

2、理解萬有引力定律的含義并會(huì)推導(dǎo)萬有引力定律。

3、知道任何物體間都存在著萬有引力，且遵守相同的規(guī)律

能力目標(biāo)：

1、培養(yǎng)學(xué)生研究問題時(shí)，抓住主要矛盾，簡化問題，建立理想模型的處理問題的能力。

2、訓(xùn)練學(xué)生透過現(xiàn)象(行星的運(yùn)動(dòng))看本質(zhì)(受萬有引力的作用)的判斷、推理能力

德育目標(biāo)：

1、通過牛頓在前人的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程，說明科學(xué)研究的長期性，連續(xù)性及艱巨性，滲透科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方_教育。

2、培養(yǎng)學(xué)生的猜想、歸納、聯(lián)想、直覺思維能力。

教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：

月——地檢驗(yàn)的推倒過程

教學(xué)難點(diǎn)：

任何兩個(gè)物體間都存在萬有引力

教學(xué)過程

(一) 引入：

太陽對 行星的引力是行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，這個(gè)力使行星不能飛離太陽;地面上的物體被拋出后總要落到地面上;是什么使得物體離不開地球呢?是否是由于地球?qū)ξ矬w的引力造成的呢?

若真是這樣，物體離地面越遠(yuǎn)，其受到地球的引力就應(yīng)該越小 ，可是地面上的物體距地面很遠(yuǎn)時(shí)受到地球的引力似乎沒有明顯減小。如果物體延伸到月球那里，物體也會(huì)像月球那樣圍繞地球運(yùn)動(dòng)。地球?qū)υ虑虻囊Γ厍驅(qū)Φ孛嫔系奈矬w的引力，太陽對行星的引力，是同一 種力。你是這樣認(rèn)為的嗎?

(二)新課教學(xué)：

一.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程

(引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材找出發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思路)

假想、理論推導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)

(1) 牛頓對引力的思考

牛頓看到了蘋果落地發(fā)現(xiàn)了萬有引力，這只是一種傳說。但是，他對天體和地球的引力確實(shí)作過深入的思考。牛頓經(jīng)過長期觀察研究，產(chǎn)生如下的假想：太陽、行星以及離我們很遠(yuǎn)的恒星，不管彼此相距多遠(yuǎn)，都是互相吸引著，其引力隨距離的增大而減小，地球和其他行星繞太陽轉(zhuǎn)，就是靠劂的引力維持。同樣，地球不僅吸引地面上和表面附近的物體，而且也可以吸引很遠(yuǎn)的物體(如月亮)，其引力也是隨距離的增大而減弱。牛頓進(jìn)一步猜想，宇宙間任何物體間都存在吸引力，這些力具有相同的本質(zhì)，遵循同樣的力學(xué)規(guī)律，其大小都與兩者間距離的平方成反比。

(2) 牛頓對定律的推導(dǎo)

首先，要證明太陽的引力與距離平方成反比，牛頓憑著他對于數(shù)學(xué)和物理學(xué)證明的驚人創(chuàng)造才能，大膽地將自己從地面上物體運(yùn)動(dòng)中總結(jié)出來的運(yùn)動(dòng)定律，應(yīng)用到天體的運(yùn)動(dòng)上，結(jié)合開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，從理論上推導(dǎo)出太陽對行星的引力F與距離r的平方成反比，還證明引力跟太陽質(zhì)量M和行星質(zhì)量m的乘積成正比，牛頓再研究了衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，結(jié)論是：

它們間的引力也是與行星和衛(wèi)星質(zhì)量的乘積成正比，與兩者距離的平方成反比。

(3)。牛頓對定律的檢驗(yàn)

以上結(jié)論是否正確，還需經(jīng)過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。牛頓根據(jù)觀測結(jié)果，憑借理想實(shí)驗(yàn)巧妙地解決了這一難題。

牛頓設(shè)想，某物體在地球表面時(shí)，其重力加速度為g，若將它放到月球軌道上，讓它繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)，其向心加速度為a。如果物體在地球上受到的重力F1，和在月球軌道上運(yùn)行時(shí)受到的作用力F2，都是來自地球的吸引力，其大小與距離的平方成反比，那么，a和g之間應(yīng)有如下關(guān)系：

已知月心和地心的距離r月地是地球半徑r地的60倍，得。

從動(dòng)力學(xué)角度得出的這一結(jié)果，與前面用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式算出的數(shù)據(jù)完全一致，

牛頓證實(shí)了關(guān)于地球和物體間、各天體之間的引力都屬于同一種性質(zhì)力，都遵循同樣的力學(xué)規(guī)律的假想是正確的。牛頓把這種引力規(guī)律做了合理的推廣，在1687年發(fā)表了萬有引力定律。可以用下表來表達(dá)牛頓推證萬有引力定律的思路。

(引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)問題看書，教師引導(dǎo)總結(jié))

(1)什么是萬有引力?并舉出實(shí)例。

(2)萬有引力定律怎樣反映物體之間相互作用的規(guī)律?其數(shù)學(xué)表達(dá)式如何?

(3)萬有引力定律的適用條件是什么?

二.萬有引力定律

1、內(nèi)容:

自然界中任何兩個(gè)物體都是互相吸引的,引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比;引力的方向沿著二者的連線。

2.公式：

3.各物理量的含義及單位：

F為兩個(gè)物體間的引力，單位：N.

m1、m2分別表示兩個(gè)物體的質(zhì)量，單位：kg

r為它們間的距離，單位：m

G為萬有引力常量：G=6.67×10-11 N·m2/kg2，單位：N·m2/kg2.

4.萬有引力定律的理解

①萬有引力F是因?yàn)橄嗷プ饔玫奈矬w有質(zhì)量而產(chǎn)生的引力，與初中學(xué)習(xí)的電荷間的引力、磁極間的引力不同。

強(qiáng)調(diào)說明：

A.萬有引力的普遍性.萬有引力不僅存在于星球間，任何客觀存在的有質(zhì)量的物體間都存在這種相互吸引的力.

B.萬有引力的相互性.兩個(gè)物體相互作用的引力是一對相互作用的作用力與反作用力，它們大小相等，方向相反，分別作用在兩個(gè)物體上.

C.萬有引力的宏觀性.在通常情況下，萬有引力非常小，只有在質(zhì)量巨大的星球間或天體與天體附近的物體間，它的存在才有實(shí)際的物理意義.

D.萬有引力的獨(dú)立性.兩物體間的萬有引力只與它們本身的質(zhì)量有關(guān)，而與所在空間的性質(zhì)無關(guān)，也與周圍有無其他物體無關(guān).

② r為兩個(gè)物體間距離：

A、若物體可以視為質(zhì)點(diǎn)，r是兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離。

B、若是規(guī)則形狀的均勻物體相距較近，則應(yīng)把r理解為它們的幾何中心的距離。

C、若物體不能視為質(zhì)點(diǎn)，則可把每一個(gè)物體視為若干個(gè)質(zhì)點(diǎn)的集合，然后按萬有引力定律求出各質(zhì)點(diǎn)間的引力，再按矢量法求它們的合力。

③ G為萬有引力常量，在數(shù)值上等于質(zhì)量都是1kg的兩物體相距1m時(shí)的相互作用的引力

隨堂練習(xí)：

1、探究：叫兩名學(xué)生上講臺做兩個(gè)游戲：一個(gè)是兩人靠攏后離開三次以上，二個(gè)是叫兩人設(shè)法跳起來停在空中看是否能做到。然后設(shè)問：既然自然界中任何兩個(gè)物體間都有萬有引力，那么在日常生活中，我們各自之間或人與物體之間，為什么都對這種作用沒有任何感覺呢?

具體計(jì)算：地面上兩個(gè)50kg的質(zhì)點(diǎn)，相距1m遠(yuǎn)時(shí)它們間的萬有引力多大?已知地球的質(zhì)量約為6.0×1024kg，地球半徑為6.4×106m，則這個(gè)物體和地球之間的萬有引力又是多大?(F1=1.6675×10-7N，F(xiàn)2=493N)

(學(xué)生計(jì)算后回答)

本題點(diǎn)評：由此可見通常物體間的萬有引力極小，一般不易感覺到。而物體與天體間的萬有引力(如人與地球)就不能忽略了。

2、要使兩物體間萬有引力減小到原來的1/4,可采用的方法是( )

A.使兩物體的質(zhì)量各減少一半,距離保持不變

B.使兩物體間距離增至原來的2倍,質(zhì)量不變

C.使其中一個(gè)物體質(zhì)量減為原來的1/4,距離不變

D.使兩物體質(zhì)量及它們之間的距離都減為原來的1/4

答案：ABC

3.設(shè)地球表面重力加速度為，物體在距離地心4R(R是地球的半徑)處，由于地球的作用而產(chǎn)生的加速度為g，則為(　)

A. 1 B 1/9 C. 1/4 D. 1/16

提示：兩處的加速度各由何力而產(chǎn)生?滿足何規(guī)律?

答案：D

三.引力恒量的測定

牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卻沒有給出引力恒量的數(shù)值。由于一般物體間的引力非常小，用實(shí)驗(yàn)測定極其困難。直到一百多年之后，才由英國的卡文迪許用精巧的扭秤測出。

(1)用扭秤測定引力恒量的方法

卡文迪許解決問題的思路是：將不易觀察的微小變化量，轉(zhuǎn)化為容易觀察的顯著變化量，再根據(jù)顯著變化量與微小量的關(guān)系，算出微小變化量。

問：卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)中如何實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)化?

測引力(極小)轉(zhuǎn)化為測引力矩，再轉(zhuǎn)化為測石英絲扭轉(zhuǎn)角度，最后轉(zhuǎn)化為光點(diǎn)在刻度尺上移動(dòng)的距離(較大)。根據(jù)預(yù)先求出的石英絲扭轉(zhuǎn)力矩跟扭轉(zhuǎn)角度的關(guān)系，可以證明出扭轉(zhuǎn)力矩，進(jìn)而求得引力，確定引力恒量的值。

卡文迪許在測定引力恒量的同時(shí)，也證明了萬有引力定律的正確性。

(四)、小結(jié)

本節(jié)課重點(diǎn)學(xué)習(xí)了萬有引力定律的內(nèi)容、表達(dá)式、理解以及簡單的應(yīng)用重點(diǎn)理解定律的普遍性、普適性，對萬有引力的性質(zhì)有深層的認(rèn)識

對萬有引力定律的理解應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1) 萬有引力的普遍性。它存在于宇宙中任何有質(zhì)量的物體之間，不管它們之間是否還有其他作用力。

(2) 萬有引力恒量的普適性。它是一個(gè)僅和m、r、F單位選擇有關(guān)，而與物體性質(zhì)無關(guān)的恒量。

(3) 兩物體間的引力，是一對作用力和反作用力。

(4) 萬有力定律只適用于質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)量分布均勻球體間的相互作用。

課后習(xí)題

課本71頁：2、3

板書

萬有引力定律

1、萬有引力定律的推導(dǎo)：

2、萬有引力定律

①內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。

②公式：

G是引力常量，r為它們間的距離

③各物理量的含義及單位：

④萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的重要意義：

3.引力恒量的測定

4.萬有引力定律的理解

①萬有引力F是因?yàn)橄嗷プ饔玫奈矬w有質(zhì)量而產(chǎn)生的引力，與初中學(xué)習(xí)的電荷間的引力、磁極間的引力不同。

強(qiáng)調(diào)說明：

A.萬有引力的普遍性.萬有引力不僅存在于星球間，任何客觀存在的有質(zhì)量的物體間都存在這種相互吸引的力.

B.萬有引力的相互性.兩個(gè)物體相互作用的引力是一對相互作用的作用力與反作用力，它們大小相等，方向相反，分別作用在兩個(gè)物體上.

C.萬有引力的宏觀性.在通常情況下，萬有引力非常小，只有在質(zhì)量巨大的星球間或天體與天體附近的物體間，它的存在才有實(shí)際的物理意義.

D.萬有引力的獨(dú)立性.兩物體間的萬有引力只與它們本身的質(zhì)量有關(guān)，而與所在空間的性質(zhì)無關(guān)，也與周圍有無其他物體無關(guān).

② r為兩個(gè)物體間距離：

A、若物體可以視為質(zhì)點(diǎn)，r是兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離。

B、若是規(guī)則形狀的均勻物體相距較近，則應(yīng)把r理解為它們的幾何中心的距離。

C、若物體不能視為質(zhì)點(diǎn)，則可把每一個(gè)物體視為若干個(gè)質(zhì)點(diǎn)的集合，然后按萬有引力定律求出各質(zhì)點(diǎn)間的引力，再按矢量法求它們的合力。

③ G為萬有引力常量，在數(shù)值上等于質(zhì)量都是1kg的兩物體相距1m時(shí)的相互作用的引力

2021高中物理優(yōu)質(zhì)課教案3

教學(xué)準(zhǔn)備

教學(xué)目標(biāo)

知識與技能

1.知道影響物體下落

快慢的因素，理解自由落體運(yùn)動(dòng)是在理想條件下的運(yùn)動(dòng).

2.能用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡，并能自主分析紙帶上記錄的位移與時(shí)間等運(yùn)動(dòng)信息.

3.了解伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究思路和方法.

過程與方法

1.通過對落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究，初步學(xué)習(xí)使用變量控制法.

2.經(jīng)歷伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究方法，感悟科學(xué)探究的方法.

情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.滲透物理方法的教育，在研究物理規(guī)律的過程中抽象出一種物理模型——自由落體.

2.培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng).

教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)

1.自由落體加速度的大小和方向

2.自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并運(yùn)用規(guī)律解決實(shí)際問題

教學(xué)難點(diǎn)

1.自由落體運(yùn)動(dòng)的條件及規(guī)律

2.應(yīng)用自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解決實(shí)際問題

教學(xué)過程

一、自由落體運(yùn)動(dòng)

1.基本知識

(1)定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng).

(2)做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件：①只受重力作用.②初速度等于零.

(3)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).

2.思考判斷

(1)物體豎直向下的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng).(×)

(2)物體僅在重力作用下的運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng).(×)

(3)物體由靜止釋放，當(dāng)空氣阻力很小，可忽略不計(jì)時(shí)可以看做自由落體運(yùn)動(dòng).(√)

探究交流

(1)一張紙片下落和該紙片揉成團(tuán)下落快慢不同是什么原因造成的?

(2)為什么在抽成真空的牛頓管中金屬片和羽毛下落的快慢相同?

【提示】

(1)紙片受到的空氣阻力較大，而紙團(tuán)受到的空氣阻力較小，造成二者下落快慢不同.

(2)由于抽成真空的牛頓管對金屬片和羽毛均沒有空氣阻力，它們只在重力作用下做自由落體運(yùn)動(dòng).

二、自由落體加速度及運(yùn)動(dòng)規(guī)律

1.基本知識

(1)定義：在同一地點(diǎn)，一切物體自由下落的加速度都相同，這個(gè)加速度叫做自由落體加速度，也叫做重力加速度，通常用g表示.

(2)方向：豎直向下.

(3)大小：在地球上不同的地方，g的大小是不同的，一般計(jì)算中，g取9.8_m/s2或g=10_m/s2.

(4)運(yùn)動(dòng)規(guī)律

①自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)上是初速度v0=0，加速度a=g的勻加速直線運(yùn)動(dòng).

②基本公式位移速度關(guān)系式：v2=2gh.(gt2.)

2.思考判斷

(1)自由落體運(yùn)動(dòng)加速度的大小與物體質(zhì)量有關(guān).(×)

(2)重力加速度的方向豎直向下.(√)

(3)在地球上不同的地方，g的大小略有不同.(√)

三、伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究

1.基本知識

(1)問題發(fā)現(xiàn)

亞里士多德觀點(diǎn)：重物下落得快，輕物下落得慢.

矛盾：把重物和輕物捆在一起下落，會(huì)得出兩種矛盾的結(jié)論.

伽利略觀點(diǎn)：重物與輕物下落得一樣快.

(2)猜想與假說

伽利略猜想落體運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是一種最簡單的加速運(yùn)動(dòng)，并指出這種運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)該是均勻變化的假說.

(3)理想斜面實(shí)驗(yàn)

①如果速度隨時(shí)間的變化是均勻的，初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移_與運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間t的平方成正比，即_∝t2.

②讓小球從斜面上的不同位置由靜止?jié)L下，測出小球從不同起點(diǎn)滾動(dòng)的位移_和所用的時(shí)間t.

③斜面傾角一定時(shí)，判斷_∝t2是否成立.

④改變小球的質(zhì)量，判斷_∝t2是否成立.

⑤將斜面傾角外推到θ=90°時(shí)的情況——小球自由下落，認(rèn)為小球仍會(huì)做勻加速運(yùn)動(dòng)，從而得到了落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.

(4)伽利略研究自然規(guī)律的科學(xué)方法：把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)推演)和諧地結(jié)合起來.他給出了科學(xué)研究過程的基本要素：對現(xiàn)象的一般觀察→提出假設(shè)→運(yùn)用邏輯得出推論→通過實(shí)驗(yàn)對推論進(jìn)行檢驗(yàn)→對假說進(jìn)行修正和推廣.

2.思考判斷

(1)亞里士多德的觀點(diǎn)是：重物、輕物下落得一樣快.(×)

(2)伽利略通過實(shí)驗(yàn)證明了，只要斜面的傾角一定，小球自由滾下的加速度是相同的.(√)

(3)伽利略科學(xué)思想方法的核心是做實(shí)驗(yàn).(×)

探究交流

在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，伽利略進(jìn)行了猜想，亞里士多德進(jìn)行了猜測，兩種研究方法有何不同?

【提示】　伽利略的科學(xué)猜想是根據(jù)所觀察、發(fā)現(xiàn)的事實(shí)，把客觀事實(shí)與原有的知識結(jié)合起來，科學(xué)猜想不能直接當(dāng)做結(jié)論使用，只有經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，才能作為結(jié)論使用.

四、自由落體運(yùn)動(dòng)及自由落體加速度

【問題導(dǎo)思】

1.物體在重力作用下的下落都是自由落體運(yùn)動(dòng)嗎?

2.實(shí)際中，物體下落的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)嗎?

3.同一物體在不同地點(diǎn)做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加速度是否相同?

1.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件

(1)初速度為零;(2)除重力之外不受其他力的作用.

2.自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化模型

這種模型忽略了次要因素——空氣阻力，突出了主要因素——重力.在實(shí)際中，物體下落時(shí)由于受空氣阻力的作用，并不做自由落體運(yùn)動(dòng)，只有當(dāng)空氣阻力遠(yuǎn)小于重力時(shí)，物體由靜止的下落才可看做自由落體運(yùn)動(dòng)，如在空氣中自由下落的石塊可看做自由落體運(yùn)動(dòng)，空氣中羽毛的下落不能看做自由落體運(yùn)動(dòng).

3.自由落體加速度的大小

(1)產(chǎn)生原因：由于處在地球上的物體受到重力作用而產(chǎn)生的，因此也稱為重力加速度.

(2)大小：與所處地球上的位置及距地面的高度有關(guān).

①在地球表面會(huì)隨緯度的增加而增大，在赤道處最小，在兩極，但差別很小.

②在地面上的同一地點(diǎn)，隨高度的增加而減小，但在一定的高度范圍內(nèi)，可認(rèn)為重力加速度的大小不變.通常情況下取g=9.8 m/s2或g=10 m/s2.

1.自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例.

2.物體不僅在地球上做自由落體運(yùn)動(dòng)，在其他星球上也可以做自由落體運(yùn)動(dòng)，只不過同一物體在不同星球上所受重力不同，重力加速度不同.

3.g的方向，不是垂直向下，也不一定指向地心.

例：下列關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的說法正確的是(　　)

A.物體從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng)

B.物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)

C.從靜止開始下落的小鋼球，因受空氣阻力作用，不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)

D.從靜止開始下落的小鋼球，所受空氣阻力對其運(yùn)動(dòng)的影響很小，可以忽略，可以看成自由落體運(yùn)動(dòng)

【審題指導(dǎo)】　解答關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的問題時(shí)，必須抓住自由落體運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)條件，一是初速度v0=0，二是僅受重力作用.

【答案】　BD

對自由落體運(yùn)動(dòng)條件不清，往往誤認(rèn)為物體僅在重力作用下的運(yùn)動(dòng)就看做是自由落體運(yùn)動(dòng)或者是誤認(rèn)為只要物體從靜止下落，物體就做自由落體運(yùn)動(dòng)，從而誤選A.

五、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用

【問題導(dǎo)思】

1.自由落體運(yùn)動(dòng)是特殊的勻變速直線運(yùn)動(dòng)嗎?

2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律對于自由落體運(yùn)動(dòng)是否適用?

3.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論對于自由落體運(yùn)動(dòng)是否適用?

1.基本規(guī)律

3.關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)比例關(guān)系式

(1)第1s末，第2s末，第3s末，…，第ns末速度之比為v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶2∶3∶…∶n;

(2)前1s內(nèi)，前2s內(nèi)，前3s內(nèi)，…，前ns內(nèi)的位移之比為h1∶h2∶h3∶…∶hn=1∶4∶9∶…∶n2;

(3)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之比為hⅠ∶hⅡ∶hⅢ∶…∶hn=1∶3∶5∶…∶(2n-1);

(4)連續(xù)相等位移上所用時(shí)間之比為t1∶t2∶t3∶…∶tn=1∶(-1)∶(-)∶…∶(-);

(5)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一個(gè)常數(shù)Δh=gT2(T為時(shí)間間隔).

例：如圖所示，直棒AB長5 m，上端為A，下端為B，在B的正下方10 m處有一長度為5 m、內(nèi)徑比直棒大得多的固定空心豎直管.手持直棒由靜止釋放，讓棒做自由落體運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空氣阻力，重力加速度取g=10 m/s2).求：

(1)直棒從開始下落至上端A離開空心管所用的時(shí)間;

(2)直棒上端A離開空心管時(shí)的速度;

(3)直棒在空心管中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間(結(jié)果可用根式表示).

【審題指導(dǎo)】　解答該題應(yīng)注意：

(1)直棒從開始下落至A端離開空心管的過程中，A端下落的高度是多少.

(2)直棒在空心管中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間對應(yīng)運(yùn)動(dòng)的哪個(gè)過程.

【答案】　(1)2 s　(2)20 m/s　(3)(2-)s

桿有長度，不易分析其運(yùn)動(dòng)情境，解題時(shí)，我們可以找桿上某一點(diǎn)(如A點(diǎn))為研究對象，它的運(yùn)動(dòng)即代表整個(gè)桿的運(yùn)動(dòng).桿通過筒的時(shí)間也可認(rèn)為是B點(diǎn)從剛進(jìn)入空心筒處運(yùn)動(dòng)(l+)這段距離的時(shí)間.

六、豎直上拋的研究方法

例：某物體以30 m/s的初速度豎直上拋，不計(jì)空氣阻力，取g=10 m/s2，5 s內(nèi)物體的(　　)

A.路程為65 m

B.位移大小為25 m，方向向上

C.速度改變量的大小為10 m/s

D.平均速度大小為13 m/s，方向向上

【答案】　AB

1.定義：將一個(gè)物體以某一初速度v0豎直向上拋出，拋出的物體只受重力作用，這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)就是豎直上拋運(yùn)動(dòng).

2.運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：初速度為v0，加速度為-g的勻變速直線運(yùn)動(dòng)(通常取初速度v0的方向?yàn)檎较?.

3.基本規(guī)律

(1)速度公式：v=v0-gt.

(2)位移公式：_=v0t-2(1)gt2.

(3)位移和速度的關(guān)系式：v2-v0(2)=-2g_.

(4)上升到點(diǎn)(即v=0時(shí))所需的時(shí)間t=g(v0)，上升的高度_ma_=0( ).

4.研究方法

(1)分段法：上升過程是加速度a=-g，末速度v=0的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，下降過程是自由落體運(yùn)動(dòng)，且上升階段和下降階段具有對稱性.

(2)整體法：將全過程看成是初速度為v0、加速度為-g的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，把勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律直接應(yīng)用于全過程，但必須注意相關(guān)量的矢量性.習(xí)慣上取拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，v0的方向?yàn)檎较?此方法中物理量正負(fù)號的意義：

(1)v>0時(shí)，物體正在上升，v<0時(shí)，物體正在下降;

(2)h>0時(shí)，物體在拋出點(diǎn)的上方，h<0時(shí)，物體在拋出點(diǎn)的下方.

課后小結(jié)

板書

§2.5利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究

一、綿延兩千年的錯(cuò)誤

二，邏輯的力量

三.猜想與假說

四.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

五.伽利略的科學(xué)方法

觀察一提出猜想一運(yùn)用邏輯推理一實(shí)驗(yàn)對推理驗(yàn)證一對猜想進(jìn)行修證(補(bǔ)充)一推廣應(yīng)用

2021高中物理優(yōu)質(zhì)課教案4

《拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律》

教學(xué)目標(biāo)

知識與技能

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)問題.

2.通過例題分析再次體會(huì)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.

情感、態(tài)度與價(jià)值觀

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)際問題.

2.通過實(shí)踐，鞏固自己所學(xué)的知識.

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)知識分析歸納拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.

教學(xué)過程

[新課導(dǎo)入]

上一節(jié)我們已經(jīng)通過實(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，對平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)有了感性認(rèn)識.這一節(jié)我們將從理論上對拋體運(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，并通過應(yīng)用此方法去分析沒有感性認(rèn)識的拋體運(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)為例來研究拋體運(yùn)動(dòng)所共同具有的性質(zhì).

首先我們來研究初速度為。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，小球從離開手的瞬間(此時(shí)速度為v，方向水平)開始，做平拋運(yùn)動(dòng).我們以小球離開手的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，以水平拋出的方向?yàn)開軸的方向，豎直向下的方向?yàn)閥軸的方向，建立坐標(biāo)系，并從這一瞬間開始計(jì)時(shí).

師：在拋出后的運(yùn)動(dòng)過程中，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：小球在水平方向沒有加速度，水平方向的分速度將保持v不變，做勻速直線運(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：_=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，請大家說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)(_，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+_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l s釋放一個(gè)鐵球，先后釋放4個(gè)，若不計(jì)空氣阻力，從地面上觀察4個(gè)小球( )

A.在空中任何時(shí)刻總是捧成拋物線，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，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，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，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)在水平方向上都無相對運(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，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1 s，它們的落地點(diǎn)必然是等間距的.若以飛機(jī)為參考系觀察4個(gè)鐵球都做自由落體運(yùn)動(dòng).此題把曲線運(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：這說明了什么問題?

生：這說明了做平拋運(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：這說明了什么問題?

生：這說明了平拋運(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，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，一般稱為平拋運(yùn)動(dòng)的偏角.實(shí)際上，常稱為平拋運(yùn)動(dòng)的偏角公式，在一些問答題中可以直接應(yīng)用此結(jié)論分析解答

[例2]一個(gè)物體以l0 m/s的速度從10 m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5 m高的地方以6 m/s的初速度水平拋出一個(gè)質(zhì)量是10 kg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_軸的夾角的正切值為tanθ=gt/2v.物體的速度，與_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有太直接的關(guān)系，但它們的方向與_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就是表示勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移.對于平拋運(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(拋物線)，某一時(shí)刻的速度方向即為曲線上物體所在位置的切線方向.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)為速度的切線與拋出點(diǎn)的水平線的交點(diǎn)，C點(diǎn)為物體所在位置的豎直線與水平線的交點(diǎn)，從圖中可以看出A為水平線段OC的中點(diǎn).平拋運(yùn)動(dòng)的這一重要特征，對我們分析類平拋運(yùn)動(dòng)，特別是帶電粒子在電場中偏轉(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)來處理，由于豎直分運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所以初速度為零的勻加速直線運(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v_=vcosθ和vy=sinθ.

由于物體運(yùn)動(dòng)過程中只受重力，所以水平方向速度v_=vcosθ保持不變，做勻速直線運(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v_=vcosθ的勻速直線運(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：常見的處理方法：

①將斜上拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(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稱性，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.

③將沿斜面和垂直斜面方向作為_、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，請大家根據(jù)我們研究前面幾種拋體運(yùn)動(dòng)的方法來研究一下豎直上拋和豎直下拋.

參考解答：對于這兩種運(yùn)動(dòng)來說，它們都是直線運(yùn)動(dòng)，但這并不影響用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法來研究它們.這個(gè)過程我們可以仿照第一節(jié)中我們介紹的勻加速運(yùn)動(dòng)的分解過程.對豎直上拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)它的初速度為v0，那么它的速度就可以寫成v= v0—gt的形式，位移寫成_= v0t—g t2/2的形式.那這樣我們就可以進(jìn)行分解了.把速度寫成v1= v0，v2=—gt的形式，把位移寫成_l= v0t，_2= —g t2/2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運(yùn)動(dòng)和一個(gè)豎直向上的勻減速運(yùn)動(dòng).對于豎直下拋運(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，形成類似平拋的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，只需把公式中的g換成a，其中a=F合/m.

說明：

1.干拋運(yùn)動(dòng)是學(xué)生接觸到的第一個(gè)曲線運(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)物體與原來水平運(yùn)動(dòng)的載體脫離，由于慣性而保持原來的水平速度.

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(在不高的范國內(nèi)g恒定)，與拋出的速度無關(guān).

2021高中物理優(yōu)質(zhì)課教案5

教學(xué)目標(biāo)：

一、知識目標(biāo)

1、理解動(dòng)量守恒定律的確切含義.

2、知道動(dòng)量守恒定律的適用條件和適用范圍.

二、能力目標(biāo)

1、運(yùn)用動(dòng)量定理和牛頓第三定律推導(dǎo)出動(dòng)量守恒定律.

2、能運(yùn)用動(dòng)量守恒定律解釋現(xiàn)象.

3、會(huì)應(yīng)用動(dòng)量守恒定律分析、計(jì)算有關(guān)問題(只限于一維運(yùn)動(dòng)).

三、情感目標(biāo)

1、培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评矸椒?

2、使學(xué)生知道自然科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)的重大現(xiàn)實(shí)意義以及對社會(huì)發(fā)展的巨大推動(dòng)作用.

重點(diǎn)難點(diǎn)：

重點(diǎn)：理解和基本掌握動(dòng)量守恒定律.

難點(diǎn)：對動(dòng)量守恒定律條件的掌握.

教學(xué)過程：

動(dòng)量定理研究了一個(gè)物體受到力的沖量作用后，動(dòng)量怎樣變化，那么兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體相互作用時(shí)，會(huì)出現(xiàn)怎樣的總結(jié)果?這類問題在我們的日常生活中較為常見，例如，兩個(gè)緊挨著站在冰面上的同學(xué)，不論誰推一下誰，他們都會(huì)向相反的方向滑開，兩個(gè)同學(xué)的動(dòng)量都發(fā)生了變化，又如火車編組時(shí)車廂的對接，飛船在軌道上與另一航天器對接，這些過程中相互作用的物體的動(dòng)量都有變化，但它們遵循著一條重要的規(guī)律.

(-)系統(tǒng)

為了便于對問題的討論和分析，我們引入幾個(gè)概念.

1.系統(tǒng)：存在相互作用的幾個(gè)物體所組成的整體，稱為系統(tǒng)，系統(tǒng)可按解決問題的需要靈活選取.

2.內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體間的相互作用力稱為內(nèi)力.

3.外力：系統(tǒng)外其他物體作用在系統(tǒng)內(nèi)任何一個(gè)物體上的力，稱為外力.

內(nèi)力和外力的區(qū)分依賴于系統(tǒng)的選取，只有在確定了系統(tǒng)后，才能確定內(nèi)力和外力.

(二)相互作用的兩個(gè)物體動(dòng)量變化之間的關(guān)系

【演示】如圖所示，氣墊導(dǎo)軌上的A、B兩滑塊在P、Q兩處，在A、B間壓緊一被壓縮的彈簧，中間用細(xì)線把A、B拴住，M和N為兩個(gè)可移動(dòng)的擋板，通過調(diào)節(jié)M、N的位置，使燒斷細(xì)線后A、B兩滑塊同時(shí)撞到相應(yīng)的擋板上，這樣就可以用SA和SB分別表示A、B兩滑塊相互作用后的速度，測出兩滑塊的質(zhì)量mA\mB和作用后的位移SA和SB比較mASA和mBSB.

1.實(shí)驗(yàn)條件：以A、B為系統(tǒng)，外力很小可忽略不計(jì).

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：兩物體A、B在不受外力作用的條件下，相互作用過程中動(dòng)量變化大小相等，方向相反，即△pA=-△pB或△pA+△pB=0

【注意】因?yàn)閯?dòng)量的變化是矢量，所以不能把實(shí)驗(yàn)結(jié)論理解為A、B兩物體的動(dòng)量變化相同.

(三)動(dòng)量守恒定律

1.表述：一個(gè)系統(tǒng)不受外力或受外力之和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變，這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)量守恒定律.

2.數(shù)學(xué)表達(dá)式：p=p’，對由A、B兩物體組成的系統(tǒng)有：mAvA+mBvB=mAvA’+mBvB’

(1)mA、mB分別是A、B兩物體的質(zhì)量，vA、vB、分別是它們相互作用前的速度，vA’、vB’分別是它們相互作用后的速度.

【注意】式中各速度都應(yīng)相對同一參考系，一般以地面為參考系.

(2)動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是矢量式，解題時(shí)選取正方向后用正、負(fù)來表示方向，將矢量運(yùn)算變?yōu)榇鷶?shù)運(yùn)算.

3.成立條件

在滿足下列條件之一時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒

(1)不受外力或受外力之和為零，系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒.

(2)系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，可忽略外力，系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒.

(3)系統(tǒng)在某一方向上滿足上述(1)或(2)，則在該方向上系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒.

4.適用范圍

動(dòng)量守恒定律是自然界最重要最普遍的規(guī)律之一，大到星球的宏觀系統(tǒng)，小到基本粒子的微觀系統(tǒng)，無論系統(tǒng)內(nèi)各物體之間相互作用是什么力，只要滿足上述條件，動(dòng)量守恒定律都是適用的.

(四)由動(dòng)量定理和牛頓第三定律可導(dǎo)出動(dòng)量守恒定律

設(shè)兩個(gè)物體m1和m2發(fā)生相互作用，物體1對物體2的作用力是F12，物體2對物體1的作用力是F21，此外兩個(gè)物體不受其他力作用，在作用時(shí)間△Vt內(nèi)，分別對物體1和2用動(dòng)量定理得：F21△Vt=△p1;F12△Vt=△p2，由牛頓第三定律得F21=-F12，所以△p1=-△p2，即：

△p=△p1+△p2=0或m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’.

【例1】如圖所示，氣球與繩梯的質(zhì)量為M，氣球的繩梯上站著一個(gè)質(zhì)量為m的人，整個(gè)系統(tǒng)保持靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)空氣阻力，則當(dāng)人沿繩梯向上爬時(shí)，對于人和氣球(包括繩梯)這一系統(tǒng)來說動(dòng)量是否守恒?為什么?

【解析】對于這一系統(tǒng)來說，動(dòng)量是守恒的，因?yàn)楫?dāng)人未沿繩梯向上爬時(shí)，系統(tǒng)保持靜止?fàn)顟B(tài)，說明系統(tǒng)所受的重力(M+m)g跟浮力F平衡，那么系統(tǒng)所受的外力之和為零，當(dāng)人向上爬時(shí)，氣球同時(shí)會(huì)向下運(yùn)動(dòng)，人與梯間的相互作用力總是等值反向，系統(tǒng)所受的外力之和始終為零，因此系統(tǒng)的動(dòng)量是守恒的.

【例2】如圖所示是A、B兩滑塊在碰撞前后的閃光照片部分示意圖，圖中滑塊A的質(zhì)量為0.14kg，滑塊B的質(zhì)量為0.22kg，所用標(biāo)尺的最小刻度是0.5cm，閃光照相時(shí)每秒拍攝10次，試根據(jù)圖示回答：

(1)作用前后滑塊A動(dòng)量的增量為多少?方向如何?

(2)碰撞前后A和B的總動(dòng)量是否守恒?

【解析】從圖中A、B兩位置的變化可知，作用前B是靜止的，作用后B向右運(yùn)動(dòng)，A向左運(yùn)動(dòng)，它們都是勻速運(yùn)動(dòng).mAvA+mBvB=mAvA’+mBvB’

(1)vA=SA/t=0.05/0.1=0.5(m/s);

vA′=SA′/t=-0.005/0.1=-0.05(m/s)

△pA=mAvA’-mAvA=0.14_(-0.05)-0.14_0.5=-0.077(kg·m/s)，方向向左.

(2)碰撞前總動(dòng)量p=pA=mAvA=0.14_0.5=0.07(kg·m/s)

碰撞后總動(dòng)量p’=mAvA’+mBvB’

=0.14_(-0.06)+0.22_(0.035/0.1)=0.07(kg·m/s)

p=p’，碰撞前后A、B的總動(dòng)量守恒.

【例3】一質(zhì)量mA=0.2kg，沿光滑水平面以速度vA=5m/s運(yùn)動(dòng)的物體，撞上靜止于該水平面上質(zhì)量mB=0.5kg的物體B，在下列兩種情況下，撞后兩物體的速度分別為多大?

(1)撞后第1s末兩物距0.6m.

(2)撞后第1s末兩物相距3.4m.

【解析】以A、B兩物為一個(gè)系統(tǒng)，相互作用中無其他外力，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒.

設(shè)撞后A、B兩物的速度分別為vA’和vB’，以vA的方向?yàn)檎较颍瑒t有：

mAvA=mAvA’+mBvB’;

vB’t-vA’t=s

(1)當(dāng)s=0.6m時(shí)，解得vA’=1m/s，vB’=1.6m/s，A、B同方向運(yùn)動(dòng).

(2)當(dāng)s=3.4m時(shí)，解得vA’=-1m/s，vB’=2.4m/s，A、B反方向運(yùn)動(dòng).

【例4】如圖所示，A、B、C三木塊的質(zhì)量分別為mA=0.5Kg,mB=0.3Kg,mC=0.2Kg，A和B緊靠著放在光滑的水平面上，C以v0=25m/s的水平初速度沿A的上表面滑行到B的上表面，由于摩擦最終與B木塊的共同速度為8m/s，求C剛脫離A時(shí)，A的速度和C的速度.

【解析】C在A的上表面滑行時(shí)，A和B的速度相同，C在B的上表面滑行時(shí)，A和B脫離.A做勻速運(yùn)動(dòng)，對A、B、C三物組成的系統(tǒng)，總動(dòng)量守恒.