《高中物理必修2教案【18篇】》
教师在写教案时,一定从实际出发,要充分考虑从实际需要出发,要考虑教案的可行性和可操作性。该简就简,该繁就繁,要简繁得当。
高中物理必修二教案 1
教学目标
1、知识与技能
(1)了解地球表面物体的万有引力两个分力的大小关系,计算地球质量;
(2)行星绕恒星运动、卫星的运动的共同点:万有引力作为行星、卫星圆周运动的向心力,会用万有引力定律计算天体的质量;
(3)了解万有引力定律在天文学上有重要应用。
2.过程与方法:
(1)培养学生根据数据分析找到事物的主要因素和次要因素的一般过程和方法;
(2)培养学生根据事件的之间相似性采取类比方法分析新问题的能力与方法;
(3)培养学生归纳总结建立模型的能力与方法。
3.情感态度与价值观:
(1)培养学生认真严禁的科学态度和大胆探究的心理品质;
(2)体会物理学规律的简洁性和普适性,领略物理学的优美。
教学重难点
教学重点
地球质量的计算、太阳等中心天体质量的计算。
教学难点
根据已有条件求中心天体的质量。
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、计算天体的质量
1.基本知识
(1)地球质量的计算
①依据:地球表面的物体,若不考虑地球自转,物体的重力等于地球对物体的万有引力,即
②结论:
只要知道g、R的值,就可计算出地球的质量。
(2)太阳质量的计算
①依据:质量为m的行星绕太阳做匀速圆周运动时,行星与太阳间的万有引力充当向心力,即
②结论:
只要知道卫星绕行星运动的周期T和半径r,就可以计算出行星的质量。
2.思考判断
(1)地球表面的物体,重力就是物体所受的万有引力。(×)
(2)绕行星匀速转动的卫星,万有引力提供向心力。(√)
(3)利用地球绕太阳转动,可求地球的质量。(×)
3.探究交流
若已知月球绕地球转动的周期T和半径r,由此可以求出地球的质量吗?能否求出月球的质量呢?
【提示】 能求出地球的质量。利用
为中心天体的质量。做圆周运动的月球的质量m在等式中已消掉,所以根据月球的周期T、公转半径r,无法计算月球的质量。
二、发现未知天体
1.基本知识
(1)海王星的发现
英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶根据天王星的观测资料,利用万有引力定律计算出天王星外“新”行星的轨道。1846年9月23日,德国的加勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星。
(2)其他天体的发现
近100年来,人们在海王星的轨道之外又发现了冥王星、阋神星等几个较大的天体。
2.思考判断
(1)海王星、冥王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性。(√)
(2)科学家在观测双星系统时,同样可以用万有引力定律来分析。(√)
3.探究交流
航天员翟志刚走出“神舟七号”飞船进行舱外活动时,要分析其运动状态,牛顿定律还适用吗?
【提示】 适用。牛顿将牛顿定律与万有引力定律综合,成功分析了天体运动问题。牛顿定律对物体在地面上的运动以及天体的运动都是适用的。
三、天体质量和密度的计算
【问题导思】
1.求天体质量的思路是什么?
2.有了天体的质量,求密度还需什么物理量?
3.求天体质量常有哪些方法?
1.求天体质量的思路
绕中心天体运动的其他天体或卫星做匀速圆周运动,做圆周运动的天体(或卫星)的向心力等于它与中心天体的万有引力,利用此关系建立方程求中心天体的质量。
2.计算天体的质量
下面以地球质量的计算为例,介绍几种计算天体质量的方法:
(1)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T,半径为r,根据万有引力等于向心力,即
(2)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径r和月球运行的线速度v,由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律,得
(3)若已知月球运行的线速度v和运行周期T,由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律,得
(4)若已知地球的半径R和地球表面的重力加速度g,根据物体的重力近似等于地球对物体的引力,得
解得地球质量为
3.计算天体的密度
若天体的半径为R,则天体的密度ρ
误区警示
1.计算天体质量的方法不仅适用于地球,也适用于其他任何星体。注意方法的拓展应用。明确计算出的是中心天体的质量。
2.要注意R、r的区分。R指中心天体的半径,r指行星或卫星的轨道半径。以地球为例,若绕近地轨道运行,则有R=r.
例:要计算地球的质量,除已知的一些常数外还需知道某些数据,现给出下列各组数据,可以计算出地球质量的有哪些?( )
A.已知地球半径R
B.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和线速度v
C.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T
D.已知地球公转的周期T′及运转半径r′
【答案】 ABC
归纳总结:求解天体质量的技巧
天体的质量计算是依据物体绕中心天体做匀速圆周运动,万有引力充当向心力,列出有关方程求解的,因此解题时首先应明确其轨道半径,再根据其他已知条件列出相应的方程。
四、分析天体运动问题的思路
【问题导思】
1.常用来描述天体运动的物理量有哪些?
2.分析天体运动的主要思路是什么?
3.描述天体的运动问题,有哪些主要的公式?
1.解决天体运动问题的基本思路
一般行星或卫星的运动可看做匀速圆周运动,所需要的向心力都由中心天体对它的万有引力提供,所以研究天体时可建立基本关系式:
2.四个重要结论
设质量为m的天体绕另一质量为M的中心天体做半径为r的匀速圆周运动
以上结论可总结为“越远越慢,越远越小”。
误区警示
1.由以上分析可知,卫星的an、v、ω、T与行星或卫星的质量无关,仅由被环绕的天体的质量M和轨道半径r决定。
2.应用万有引力定律求解时还要注意挖掘题目中的隐含条件,如地球的公转周期是365天,自转一周是24小时,其表面的重力加速度约为9.8 m/s2.
例:)据报道,天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”,名为“55 Cancri e”,该行星绕母星(中心天体)运行的周期约为地球绕太阳运行周期的480(1),母星的体积约为太阳的60倍。假设母星与太阳密度相同,“55 Cancri e”与地球均做匀速圆周运动,则“55 Cancri e”与地球的( )
【答案】 B
归纳总结:解决天体运动的关键点
解决该类问题要紧扣两点:一是紧扣一个物理模型:就是将天体(或卫星)的运动看成是匀速圆周运动;二是紧扣一个物体做圆周运动的动力学特征,即天体(或卫星)的向心力由万有引力提供。还要记住一个结论:在向心加速度、线速度、角速度和周期四个物理量中,只有周期的值随着轨道半径的变大而增大,其余的三个都随轨道半径的变大而减小
五、双星问题的分析方法
例:天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。双星系统在银河系中很普遍。利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量。已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,周期均为T,两颗恒星之间的距离为r,试推算这个双星系统的总质量。(引力常量为G)
归纳总结:双星系统的特点
1.双星绕它们共同的圆心做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变;
2.两星之间的万有引力提供各自需要的向心力;
3.双星系统中每颗星的角速度相等;
4.两星的轨道半径之和等于两星间的距离。
高中物理必修2教案 2
【教学目标】
1.知道曲线运动是一种变速运动,它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上。
2.理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上。
3.培养学生观察实验和分析推理的能力。
4.激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯。
【重点难点】
1.重点:曲线运动的速度方向;物体做曲线运动的条件。
2.难点:物体做曲线运动的条件。
【导学流程】
前置复习
前边几章我们研究了直线运动,同学们思考以下两个问题:
1. 什么是直线运动?
___________________________________________________
2. 物体做直线运动的条件是什么?
___________________________________________________
在实际生活中,普遍发生的是曲线运动,那么什么是曲线运动?本节课我们就来学习这个问题。
新课学习
一、曲线运动的速度方向:
1.曲线运动是常见的`,你能举出物体做曲线运动的一些实例吗?
___________________________________________________
2.观察课本P32图6.1-1和图6.1-2思考:砂轮打磨下来的炽热微粒。飞出去的链球,它们沿着什么方向?
___________________________________________________
3.讨论或猜测,曲线运动的速度方向应该怎样?
___________________________________________________
4.是不是象我们大家猜测的这样呢?让我们来看一个演示实验:教师演示课本P32演示实验验证学生的猜测,从而得到结论:
曲线运动速度的方向___________________________________________________
5.什么是曲线的切线呢?
结合课本P33图6.1-4阅读课本P33前两段加深曲线的切线的理解。
6.阅读课本P33第四段,试分析推理曲线运动是匀速运动还是变速运动?
速度是________(矢量.标量),所以只要速度方向变化,速度矢量就发生了________,也就具有________, 因此曲线运动是________。
高中物理必修二教案 3
教学目标
【教学目标】
1.知道曲线运动是一种变速运动,它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上。
2.理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上。
3.培养学生观察实验和分析推理的能力。
4.激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯。
教学重难点
【重点难点】
1.重点:曲线运动的速度方向;物体做曲线运动的条件。
2.难点:物体做曲线运动的条件。
教学过程
【教学过程】
复习提问
前边几章我们研究了直线运动,同学们思考以下两个问题:
1. 什么是直线运动?
2. 物体做直线运动的条件是什么?在实际生活中,普遍发生的是曲线运动,那么什么是曲线运动?本节课我们就来学习这个问题。
新课学习
展示图片: 卫星绕地球的运动人造地球 转弯的火车
这几幅图中物体的运动轨迹有何特点?
( 轨迹是曲线)
请大家举出一些生活中的曲线运动的例子
一、曲线运动的速度方向:
1思考:曲线运动与直线运动除了运动轨迹不同,还有什么区别?2.观察课本P32图6.1-1和图6.1-2
思考:砂轮打磨下来的炽热微粒。飞出去的链球,它们沿着什么方向?
3.讨论或猜测,曲线运动的速度方向应该怎样?
4.是不是象我们大家猜测的这样呢?让我们来看一个演示实验:教师演示课本P32演示实验验证学生的猜测,从而得到结论:
曲线运动速度的方向 :切线方向
5.什么是曲线的切线呢?
结合课本P33图6.1-4阅读课本P33前两段加深曲线的切线的理解。
6.阅读课本P33第四段,试分析推理曲线运动是匀速运动还是变速运动?
速度是________(矢量。标量),所以只要速度方向变化,速度矢量就发生了________,也就具有________, 因此曲线运动是________。
二、物体做曲线运动的条件:
1.提出问题:既然曲线运动是变速运动,那么由
可知具有加速度,又由 可知受力不为零,那到底有什么样的特点呢?
2.实验探究
器材:光滑玻璃板 小钢球 磁铁
演示:小钢球在水平玻璃板上做匀速直线运动。
问题:给你一磁铁,如何使小钢球①加速仍做直线运动。②减速仍做直线运动。③做曲线运动。制定你的实验方案。
实验验证:请两名同学利用他们的方案来进行验证。演示给全体学生。
分析论证:
直线加速: 的方向与 的方向相同
②直线减速: 的方向与 的方向相反
③曲线运动: 的方向与 成一夹角
结论:当物体所受的合力的方向与它的速度方向在同一直线时,物体做直线运动;当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动
3.物体做曲线运动的条件:当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时4.实践应用:
飞机扔炸弹,分析为什么炸弹做曲线运动?
讨论题:结合本节所学与前面知识体系来分类归纳力和运动的关系。
三、小结
同学们根据自身特点,各自进行。曲线运动是轨迹为 的运动。
一、曲线运动的速度方向
1.曲线运动的方向是 的
2.质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是在曲线上这一点的
3.曲线运动一定是 运动
二、物体做曲线运动的条件:
运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向 上 。
课后习题
课堂练习
1.关于曲线运动,下列判断正确的是( )
A.曲线运动的速度大小可能不变
B.曲线运动的速度方向可能不变
C.曲线运动的速度可能不变
D.曲线运动可能是匀变速运动
2.关于曲线运动的条件,以下说法正确的是( )
A.物体受变力作用才可能做曲线运动
B.物体受恒力作用也可能做曲线运动
C.物体所受合力为零不可能做曲线运动
D.物体只要受到合外力就一定做曲线运动
3某物体受同一平面内的几个力作用而做匀速直线运动,从某时刻起撤去其中一个力,而其它力不变,则该物体( )
A、一定做匀加速直线运动
B、一定做匀减速直线运动
C、其轨迹可能是曲线
D、其轨迹不可能是直线
4.关于做曲线运动的物体,下列说法正确的是( )
A.它所受的合力一定不为零
B.有可能处于平衡状态
C.速度方向一定时刻改变
D.受的合外力方向有可能与速度方向在同一条直线上
参考答案:1.AD2.BC3.C4.AC
高中物理必修二教案 4
教学目标
知识与技能
1.了解人造卫星的有关知识,正确理解人造卫星做圆周运动时,各物理量之间的关系。
2.知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度。
过程与方法
通过用万有引力定律来推导第一宇宙速度,培养学生运用知识解决问题的能力。
情感、态度与价值观
1.通过介绍我国在卫星发射方面的情况,激发学生的爱国热情。
2.感知人类探索宇宙的梦想,促使学生树立献身科学的人生价值观。
教学重难点
教学重点
1.第一宇宙速度的意义和求法。
2.人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。
教学难点
1.近地卫星、同步卫星的区别。
2.卫星的变轨问题。
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、宇宙航行
1.基本知识
(1)牛顿的“卫星设想”
如图所示,当物体的初速度足够大时,它将会围绕地球旋转而不再落回地面,成为一颗绕地球转动的人造卫星。
(2)原理
一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,向心力由地球对它的万有引力提供,
(3)宇宙速度
(4)梦想成真
1957年10月,苏联成功发射了第一颗人造卫星;
1969年7月,美国“阿波罗11号”登上月球;
2003年10月15日,我国航天员杨利伟踏入太空。
2.思考判断
(1)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10 km/s.(×)
(2)在地面上发射人造卫星的最小速度是7.9 km/s.(√)
(3)要发射一颗月球人造卫星,在地面的发射速度应大于16.7 km/s.(×)
探究交流
我国于2011年10月发射的火星探测器“萤火一号”。试问这个探测器应大约以多大的速度从地球上发射
【提示】 火星探测器绕火星运动,脱离了地球的束缚,但没有挣脱太阳的束缚,因此它的发射速度应在第二宇宙速度与第三宇宙速度之间,即11.2 km/s
二、第一宇宙速度的理解与计算
【问题导思】
1.第一宇宙速度有哪些意义?
2.如何计算第一宇宙速度?
3.第一宇宙速度与环绕速度、发射速度有什么联系?
1.第一宇宙速度的定义
又叫环绕速度,是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度,是人造地球卫星的最小发射速度,v=7.9 km/s.
2.第一宇宙速度的计算
设地球的质量为M,卫星的质量为m,卫星到地心的距离为r,卫星做匀速圆周运动的线速度为v:
3.第一宇宙速度的推广
由第一宇宙速度的两种表达式可以看出,第一宇宙速度之值由中心星体决定,可以说任何一颗行星都有自己的第一宇宙速度,都应以
式中G为万有引力常量,M为中心星球的质量,g为中心星球表面的重力加速度,r为中心星球的半径。
误区警示
第一宇宙速度是最小的发射速度。卫星离地面越高,卫星的发射速度越大,贴近地球表面的卫星(近地卫星)的发射速度最小,其运行速度即第一宇宙速度。
例:某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体,经时间t物体以速率v落回手中,已知该星球的半径为R,求这个星球上的第一宇宙速度。
方法总结:天体环绕速度的计算方法
对于任何天体,计算其环绕速度时,都是根据万有引力提供向心力的思路,卫星的轨道半径等于天体的半径,由牛顿第二定律列式计算。
1.如果知道天体的质量和半径,可直接列式计算。
2.如果不知道天体的质量和半径的具体大小,但知道该天体与地球的质量、半径关系,可分别列出天体与地球环绕速度的表达式,用比例法进行计算。
三、卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系
【问题导思】
1.卫星绕地球的运动通常认为是什么运动?
2.如何求v、ω、T、a与r的关系?
3.卫星的线速度与卫星的发射速度相同吗?
为了研究问题的方便,通常认为卫星绕地球做匀速圆周运动,向心力由万有引力提供。
卫星的线速度v、角速度ω、周期T与轨道半径r的关系与推导如下:
由上表可以看出:卫星离地面高度越高,其线速度越小,角速度越小,周期越大,向心加速度越小。
误区警示
1.在处理卫星的v、ω、T与半径r的关系问题时,常用公式“gR2=GM”来替换出地球的质量M会使问题解决起来更方便。
2.人造地球卫星发射得越高,需要的发射速度越大,但卫星最后稳定在绕地球运动的圆形轨道上时的速度越小。
例:如图所示为在同一轨道平面上的几颗人造地球卫星A、B、C,下列说法正确的是( )
A.根据v=,可知三颗卫星的线速度vA
B.根据万有引力定律,可知三颗卫星受到的万有引力FA>FB>FC
C.三颗卫星的向心加速度aA>aB>aC
D.三颗卫星运行的角速度ωA<ωB<ω
【答案】 C
四、卫星轨道与同步卫星
【问题导思】
1.人造地球卫星的轨道有什么特点?
2.人造地球卫星的轨道圆心一定是地心吗?
3.地球同步卫星有哪些特点?
1.人造地球卫星的轨道
人造卫星的轨道可以是椭圆轨道,也可以是圆轨道。
(1)椭圆轨道:地心位于椭圆的一个焦点上。
(2)圆轨道:卫星绕地球做匀速圆周运动,卫星所需的向心力由万有引力提供,由于万有引力指向地心,所以卫星的轨道圆心必然是地心,即卫星在以地心为圆心的轨道平面内绕地球做匀速圆周运动。
总之,地球卫星的轨道平面可以与赤道平面成任意角度,但轨道平面一定过地心。当轨道平面与赤道平面重合时,称为赤道轨道;当轨道平面与赤道平面垂直时,即通过极�
2.地球同步卫星
(1)定义:相对于地面静止的卫星,又叫静止卫星。
(2)六个“一定”。
①同步卫星的运行方向与地球自转方向一致。
②同步卫星的运转周期与地球自转周期相同,T=24 h.
③同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度。
④同步卫星的轨道平面均在赤道平面上,即所有的同步卫星都在赤道的正上方。
⑤同步卫星的高度固定不变。
特别提醒
由于卫星在轨道上运动时,它受到的万有引力全部提供给了向心力,产生了向心加速度,因此卫星及卫星上的任何物体都处于完全失重状态。
例:已知某行星的半径为R,以第一宇宙速度运行的卫星绕行星运动的周期为T,该行星上发射的同步卫星的运行速度为v,求同步卫星距行星表面高度为多少。
规律总结:同步卫星、近地卫星和赤道上随地球自转物体的比较
1.近地卫星是轨道半径近似等于地球半径的卫星,卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。同步卫星是在赤道平面内,定点在某一特定高度的卫星,其做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。在赤道上随地球自转做匀速圆周运动的物体是地球的一部分,它不是地球的卫星,充当向心力的是物体所受的万有引力与重力之差。
2.近地卫星与同步卫星的共同点是卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供;同步卫星与赤道上随地球自转的物体的共同点是具有相同的角速度。当比较近地卫星和赤道上物体的运动规律时,往往借助同步卫星这一纽带,这样会使问题迎刃而解。
五、卫星、飞船的变轨问题
例:如图所示,某次发射同步卫星的过程如下:先将卫星发射至近地圆轨道1,然后再次点火进入椭圆形的过渡轨道2,最后将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q点,2、3相切于P点,则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的是( )
A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B.卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度
C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度
D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度
【答案】 D
规律总结:卫星变轨问题的处理技巧
1.当卫星绕天体做匀速圆周运动时,万有引力提供向心力,由
由此可见轨道半径r越大,线速度v越小。当由于某原因速度v突然改变时,若速度v突然减小,
卫星将做近心运动,轨迹为椭圆;若速度v突然增大,则
卫星将做离心运动,轨迹变为椭圆,此时可用开普勒第三定律分析其运动。
2.卫星到达椭圆轨道与圆轨道的切点时,卫星受到的万有引力相同,所以加速度也相同。
教案相关
高中物理必修2教案 5
【三维目标】
一、知识与技能:
1. 知道做曲线运动的物体的速度是时刻改变的,曲线运动是变速运动;速度的方向沿轨迹的切线方向。
1
2. 知道曲线运动是一种变速运动,理解物体做曲线运动的条件。 3. 能运用牛顿运动定律,分析讨论物体作曲线运动的条件。
【教学设计】
重点:曲线运动瞬时速度方向。 难点:物体做曲线运动的条件。
【教学方法】
1. 在教学中,通过实例分析让学生要建立物体做曲线运动的图景,师生共同探讨得出做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向与物体轨迹之间的关系,并得到了做曲线运动的“质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的切线方向”的认识。
2. 与教材中图5.1-1和图5.1-2所示的曲线运动的图景,生活中有很多,可以让学生们去观察,去体验。使学生认识到,物体做曲线运动的条件是:物体具有初速度,且物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。
【课时安排】
1课时
【知识梳理】
1.前言:物体做匀速直线运动的条件是什么?做直线运动的条件又是什么?
生甲:物体做匀速直线运动的时候所受的合外力为零,而且反过来如果物体所受的合外力是零则物体会处在静止或者匀速直线运动状态。
生乙:若物体做直线运动则需要它受的合外力的方向与它运动的方向保持一致,这个时候如果合外力的大小不变则物体的运动可能是匀加速或者匀减速,如果合外力的大小是变化的,则物体做变加速运动。
2.导入新课:什么是曲线运动?
师:物体运动径迹是曲线而不是直线的运动称为曲线运动。曲线运动比直线运动复杂得多,而自然界中普遍发生的运动大多是曲线运动,所以运用已学过的运动学的基本概念和动力学的基本规律——牛顿运动定律研究曲线运动问题是十分必要的。 3.讲授新课:
一、曲线运动速度的方向
1.质点做曲线运动时,速度方向是时刻改变的。 如图5.1-1所示的是砂轮打磨工件的情景,
提出问题:我们该如何描述铁屑飞出时的运动方向? 师生共同探讨得出:“质点在某一点的速度,沿曲线 在这一点的切线方向”的结论。
2.质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是在曲线的这 一点的切线方向上。
注意:物理中所讲的“切线方向”与数学上的“切线方 向”是有区别的。 二、曲线运动的性质:曲线运动一定是变速运动
因为速度是矢量,既有大小,又有方向。当速度的大小发生改变,或者速度的方向发
生改变,或者速度的大小和方向都发生改变,就表示速度矢量发生了变化。而曲线运动中速度的方向时刻在改变(无论速度大小是否改变),即速度矢量时刻改变着,所以曲线运动必是变速运动。
三、做曲线运动的物体一定具有加速度,所受合外力一定不等于零
做曲线运动的物体的速度时刻在改变,即运动状态时刻在改变着,由牛顿运动定律可知,力是改变物体运动状态的原因即改变速度的原因,力是产生加速度的原因。而加速度等于速度的变化△v与时间t的比值。只要速度有改变,即△v≠O,就一定具有加速度。四、物体做曲线运动的条件
1.当合外力的方向与初速度在同一直线上的情况下,合外力所产生的加速度只改变速度的大小,不改变速度的方向,此时物体只能作变速直线运动。
2.运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,合外力所产生的加速度就不但可以改变速度的大小,而且可以改变速度 的方向,物体将做曲线运动,如图5.1-2所示。
【学习探究】
物体受力与运动关系对照表
课堂训练:
1.对曲线运动中的速度方向,下列说法中正确的是( C )
A.曲线运动中,质点在任一位置处的速度方向总是通过这一点的轨迹曲线的切线方向。
B.旋转淋湿的。雨伞时,伞面上的水滴是由内向外的螺旋运动,故水滴的速度方向不是沿其轨迹的切线方向。
C.旋转淋湿的雨伞时,伞面上的水滴是由内向外的螺旋运动,水滴在任何位置处的速度方向仍是通过该点轨迹曲线的切线方向。
D.只有做圆周运动的物体,瞬时速度的方向才是轨迹在该点的切线方向。
2.如图5.1-4所示,一物体由静止开始下落一小段时间后突然受一恒定水平风力的影响,但着地前一小段时间风突然停止,则其运动轨迹可能的情况是图中的哪一个?( C )
3.如图5.1-5所示,一物体作速率不变的曲线运动,轨迹如图所示,物体运动到A、B、c、D向和受力方向的判断,哪些点可能是正确的? (A D )
【课堂小结】
1.曲线运动速度的方向:质点在某一点的速度,沿曲线在这 一点的切线方向。
2.曲线运动是变速运动。
3.物体做曲线运动的条件:当物体所受合力的方向跟它的速 度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
人教版高一必修二物理教案 6
1.功
(1)功的概念:一个物体受到力的作用,如果在力的方向上发生一段位移,我们就说这个力对物体做了功。力和在力的方向上发生位移,是做功的两个不可缺少的因素。
(2)功的计算式:力对物体所做的功的大小,等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积:W=Fscosα。
(3)功的单位:在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号是J.1J就是1N的力使物体在力的方向上发生lm位移所做的功。
2.功的计算
(1)恒力的功:根据公式W=Fscosα,当00≤a
(2)合外力的功:等于各个力对物体做功的代数和,即:W合=W1+W2+W3+……
(3)用动能定理W=ΔEk或功能关系求功。功是能量转化的量度。做功过程一定伴随能量的转化,并且做多少功就有多少能量发生转化。
3.功和冲量的比较
(1)功和冲量都是过程量,功表示力在空间上的积累效果,冲量表示力在时间上的积累效果。
(2)功是标量,其正、负表示是动力对物体做功还是物体克服阻力做功。冲量是矢量,其正、负号表示方向,计算冲量时要先规定正方向。
(3)做功的多少由力的大小、位移的大小及力和位移的夹角三个因素决定。冲量的大小只由力的大小和时间两个因素决定。力作用在物体上一段时间,力的冲量不为零,但力对物体做的功可能为零。
4.一对作用力和反作用力做功的特点
(1)一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负、也可能为零。
(2)一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零(静摩擦力)、可能为负(滑动摩擦力),但不可能为正。
人教版高一必修二物理教案 7
1.物质与运动
世界是物质的,而物质是运动的。运动是物质的存在方式和根本属性。恩格斯说:“运动,就它被理解为存在方式,被理解为物质的固有属性这一最一般的意义来说,囊括宇宙中发生的一切变化和过程,从单纯的位置变动起直到思维。”运动是标志一切事物和现象的变化及其过程的哲学范畴。
物质和运动是不可分割的,一方面,运动是物质的存在方式和根本属性,物质是运动着的物质,脱离运动的物质是不存在的,设想不运动的物质,将导致形而上学。另一方面,物质是一切运动变化和发展过程的实在基础和承担者,世界上没有离开物质的运动,任何形式的运动,都有它的物质主体,设想无物质的运动,将导致唯心主义。
2.运动与静止
物质世界的运动是绝对的,而物质在运动过程中又有某种暂时的静止,静止是相对的。静止是物质运动在一定条件下的稳定状态,包括空间位置和根本性质暂时未变这样两种运动的特殊状态。运动的绝对性体现了物质运动的变动性、无条件性。静止的相对性体现了物质运动的稳定性、有条件性。运动和静止相互依赖、相互渗透、相互包含,“动中有静、静中有动”。无条件的绝对运动和有条件的相对静止构成了事物的矛盾运动。只有把握了运动和静止的辩证关系,才能正确理解物质世界及其运动形式的多样性,才能理解认识和改造世界的可能性。
3.时间和空间
时间和空间是物质运动的存在形式。物质运动与时间和空间的不可分割证明了时间和空间的客观性。
时间是指物质运动的持续性、顺序性,特点是一维性。
空间是指物质运动的广延性、伸张性,特点是三维性。
物质运动总是在一定的时间和空间中进行的,没有离开物质运动的“纯粹”时间和空间,也没有离开时间和空间的物质运动。具体物质形态的时空是有限的,而整个物质世界的时空是无限的;物质运动时间和空间的客观实在性是绝对的,物质运动时间和空间的具体特性是相对的。一切以时间、地点、条件为转移,具体问题具体分析,是马克思主义的活的灵魂。物质、运动、时间、空间具有内在的统一性。
4.时间与时刻
钟表指示的一个读数对应着某一个瞬间,就是时刻,时刻在时间轴上对应某一点。两个时刻之间的间隔称为时间,时间在时间轴上对应一段。
△t=t2—t1
时间和时刻的单位都是秒,符号为s,常见单位还有min,h。
通常以问题中的初始时刻为零点。
5.路程和位移
路程表示物体运动轨迹的长度,但不能完全确定物体位置的变化,是标量。
从物体运动的起点指向运动的重点的有向线段称为位移,是矢量。
物理学中,只有大小的物理量称为标量;既有大小又有方向的物理量称为矢量。
只有在质点做单向直线运动是,位移的大小等于路程。两者运算法则不同。
人教版高一必修二物理教案 8
1.大的物体不一定不能看成质点,小的物体不一定能看成质点。
2.平动的物体不一定能看成质点,转动的物体不一定不能看成质点。
3.参考系不一定是不动的,只是假定为不动的物体。
4.选择不同的参考系物体运动情况可能不同,但也可能相同。
5.在时间轴上n秒时指的是n秒末。第n秒指的是一段时间,是第n个1秒。第n秒末和第n+1秒初是同一时刻。
6.忽视位移的矢量性,只强调大小而忽视方向。
7.物体做直线运动时,位移的大小不一定等于路程。
8.位移也具有相对性,必须选一个参考系,选不同的参考系时,物体的位移可能不同。
9.打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点,如遇到打出的是短横线,应调整一下振针距复写纸的高度,使之增大一点。
10.使用计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器稳定后,再释放纸带。
11.释放物体前,应使物体停在靠近打点计时器的位置。
12.使用电火花打点计时器时,应注意把两条白纸带正确穿好,墨粉纸盘夹在两纸带间;使用电磁打点计时器时,应让纸带通过限位孔,压在复写纸下面。
13.“速度”一词是比较含糊的统称,在不同的语境中含义不同,一般指瞬时速率、平均速度、瞬时速度、平均速率四个概念中的一个,要学会根据上、下文辨明“速度”的含义。平常所说的“速度”多指瞬时速度,列式计算时常用的是平均速度和平均速率。
14.着重理解速度的矢量性。有的同学受初中所理解的速度概念的影响,很难接受速度的方向,其实速度的方向就是物体运动的方向,而初中所学的“速度”就是现在所学的平均速率。
人教版高一必修二物理教案 9
1.水平方向速度Vx=Vo
2.竖直方向速度Vy=gt
3.水平方向位移Sx=Vot
4.竖直方向位移(Sy)=gt^2/2
5.运动时间t=(2Sy/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)
6.合速度Vt=(Vx^2+Vy^2)1/2=[Vo^2+(gt)^2]1/2
合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/Vo
7.合位移S=(Sx^2+Sy^2)1/2,
位移方向与水平夹角α:tgα=Sy/Sx=gt/2Vo
注:
(1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合成。
(2)运动时间由下落高度h(Sy)决定与水平抛出速度无关。
(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα。
(4)在平抛运动中时间t是解题关键。
(5)曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时物体做曲线运动。
高一必修二物理教案设计 10
教学目标
知识目标:
1、使学生掌握万有引力定律并应用万有引力定律解决简单问题。
2、使学生能应用万有引力定律解决天体问题及卫星问题。
3、了解我国航天事业的发展情况并用所学知识解释(我国近几年在航天事业上有了长足的进步,如:长征一号、长征二号、风云一号、风云二号、神州一号、二号、三号等).
能力目标
通过图片或自制教具展示卡文迪许扭秤的设计方法,渗透科学发现与科学实验的方法论教育。
情感目标
通过了解卡文迪许扭秤的设计过程,使学生了解卡文迪许这位伟大的科学家是如何攻克难关、战胜困难的。
教学设计方案
一、教学过程设计:本节是关于万有引力定律的应用,主要通过例题的讲解加深学生对该部分知识的理解以及运用。
二、教学过程:
(一)讲解例题
例题1:已知地球的半径为,地球的自转角速度为,地球表面的重力加速度为。在赤道上空有一颗相对地球静止的同步通讯卫星离地面的高度是多少?
解:关于同步卫星的知识请学生回答:
1、同步卫星的周期是24h;
2、同步卫星的角速度与地球的自转角速度相等;
3、同步卫星必须在赤道上空;(追问学生为什么?)
由万有引力定律得:
解得:
在解决此题时应让学生充分讨论和充分理解,让学生建立一个清晰的卫星绕地球的轨道。
例题2:已知地球的质量为,地球的半径为,地球表面的重力加速度为。求万有引力恒量是多少?
解:由万有引力定律得:
解得:
学生在解决此题后,教师提出问题:
1、万有引力恒量是谁首先测量的?
学生回答后,教师可以补充说明:卡文迪许是最富有的学者,最有学问的富翁,并对卡文迪许加以较详细的介绍。
亨利·卡文迪许是英国杰出的物理学家和化学家,他的一生为科学的发展作出了重要的贡献。也许这位科学家在生活中不是一个出色者,但在科学研究中不愧为一颗闪亮的明星。1731年10月10日,卡文迪许生于法国尼斯的一个贵族家庭。他的父亲是英国公爵的后裔,因为他的母亲喜欢法国的气候,才搬到法国居住。当卡文迪许两岁的时候,他的母亲就去世了。由于早年丧母,他形成一种过于孤独而羞怯的习性。
2、万有引力恒量是用什么方法测量的?
教师可用展示扭秤实验的图片并详细解释有关物理问题。(教学建议中有资料)
需要注意两个地方:
(1)两个1千克的物体间的万有引力很小,他是如何解决的?
(2)力很小读数如何解决的?
3、测量的万有引力恒量的数值和单位?
4、在现实生活中,两物体间的万有引力我们无法观察到呢?为什么?请学生讨论并举例说明。
探究活动
组织学生收集相关资料,完成以下的探究活动。同时在完成题目1的基础上分组自行设计一种测量万有引力常量的方法。
1、万有引力常量测量的历史过程。
2、根据观察和查阅资料设计一种测量万有引力常量的方法。
物理必修二教案 11
教学目标
1、知道什么是弹力以及弹力产生的条件。
2、知道推力、压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的图示(力的示意图)中正确画出他们的方向。
3、知道形变越大,弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。
教学重难点
知道形变越大,弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。
教学工具
课件
教学过程
出示[学习目标]
1、理解弹力的概念,知道弹力产生的原因和条件。
2、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,会分析弹力的方向,能正确画出弹力的示意图。
3、理解形变概念,了解放显示微小形变。
(一)观察实验
1、观察用弹簧拉静止的小车
小车:由静止→运动
弹簧:被拉长
2、水平支起竹片,竹片上放置砝码,观察砝码和竹片
竹片:发生弯曲
砝码:处于静止状态
3、观察用弹性钢片推放置在桌面上的物体
钢片:发生弯曲
物体:被推?
(二)形变和弹力的概念:
物体的形状或体积的改变叫形变。
发生形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生的作用,这种力叫弹力。
弹力的概念:
(三)弹力产生的条件
(1)物体间是否直接接触(必要条件);
(2)接触处是否有相互挤压或拉伸的作用(充分条件)
弹力是发生弹性形变的物体产生的力,作用在跟它接触的物体上。用手向右拉弹簧,弹簧因形变(伸长)而产生弹力f,它作用在手上,方向向左。因此,弹力的施力者是发生形变的物体,受力者是使它发生形变的其他物体。
图1-11(a)中,小球放在斜面和竖直挡板之间,在重力作用下小球与斜面及挡板间都有挤压趋势,因此小球与斜面接触处,小球与挡板接触处都会产生弹力。而图1-11(b)中,小球放在水平面和竖直挡板间,虽然小球与竖直挡板相接触,但在接触处没有相互挤压趋势,因此小球与竖直挡板间不会产生弹力。
(四)显示微小形变的两个实验
有一些物体眼睛根本观察不到它的形变,比如一些比较坚硬的物体,但是这些物体都有形变,只不过形变很微小。所以,一切物体都在力的作用下会发生形成。
(五)弹力的方向
弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。
(1)弹力方向的判定步骤:
明确产生形变的物体--找出使该物体发生形变的外力方向--确定该物体产生弹力的方向。
(2)常见支持物的弹力方向:
平板的弹力垂直于板面指向被支持的物体;
曲面的弹力垂直于曲面该处的切平面指向被支持的'物体;
支承点的弹力垂直于跟它接触的平面(或曲面的切平面)指向被支持的物体;
绳索的弹力沿着绳子指向收缩的方向。
(六)形变的种类
看形变的种类有哪些,举例说明。
总结:产生弹力的大小与形变程度有关,形变程度越大,产生的弹力就越大。
(七)例题分析
例1:放在水平桌面上的书
书由于重力的作用而压迫桌面,使书和桌面同时发生微小形变,要恢复原状,对桌面产生垂直于桌面向下的弹力f1,这就是书对桌面的压力;桌面由于发生微小的形变,对书产生垂直于书面向上的弹力f2,这就是桌面对书的支持力。
练习1
分析:静止地放在倾斜木板上的书,书对木板的压力和木板对书的支持力。并画出力的示意图。
例题2按下列要求画出弹力的方向
(1)搁在光滑竖直墙与粗糙水平地面间的棒在a,b两处受到的弹力(图1-13)
分析(1)棒在重力作用下对a,b两处都有挤压作用,因a,b两处的支持物都为平面,所以其弹力垂直平面分别向上和向右。
(2)搁在光滑半球形槽内的棒在c,d两处受到的弹力(图1-14);
分析:棒对c,d两处有挤压作用,因c处为曲面,d处为支承点,所以c处弹力垂直其切平面指向被支持的物体--沿球半径指向球心;d处弹力垂直跟它接触的平面指向被支持的物体--垂直棒斜向上。
(3)用细绳悬挂、靠在光滑竖直墙上的小球受到的弹力(图1-15)
球在重力作用下挤压墙壁,拉引绳子,所以墙产生的弹力垂直墙面指向球;绳子产生的弹力沿着绳子向上。
(八)课内练习
(1)放在水平桌面上的书,对桌面的压力等于书受的重力。能不能说书对桌面的压力就是书受的重力?为什么?
(2)停放在操场上的篮球,受到哪几个力的作用?施力物体各是什么?各个力的方向如何?
(3)有四位同学把斜面对重物的支持力3n,分别画成图1-10中的四种样子,其中哪个图画得对?
(4)如图1-11所示,用两根绳子把一个物体挂在天花板上,这个物体受到几个力的作用?指出施力物体,并把力的方向表示出来。
(5)在水平桌面上的两个球,靠在一起但并不互相挤压,它们之间有相互作用的弹力吗?为什么?
学生思考后集体交流。
(九)课堂总结
课后习题
完成课后“训练与应用”第1、2、3、4题。→←
高中物理必修二教案 12
教学目标
知识与技能
1.理解平抛运动是匀变速运动,其加速度为g.
2.掌握抛体运动的位置与速度的关系。
过程与方法
1.掌握平抛运动的特点,能够运用平抛规律解决有关问题。
2.通过例题分析再次体会平抛运动的规律。
情感、态度与价值观
1.有参与实验总结规律的热情,从而能更方便地解决实际问题。
2.通过实践,巩固自己所学的知识。
教学重难点
教学重点
分析归纳抛体运动的规律
教学难点
应用数学知识分析归纳抛体运动的规律。
教学过程
[新课导入]
上一节我们已经通过实验探究出平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律,对平抛运动的特点有了感性认识。这一节我们将从理论上对抛体运动的规律作进一步分析,学习和体会在水平面上应用牛顿定律的方法,并通过应用此方法去分析没有感性认识的抛体运动的规律。
[新课教学]
一、抛体的位置
我们以平抛运动为例来研究抛体运动所共同具有的性质。
首先我们来研究初速度为。的平抛运动的位置随时间变化的规律。用手把小球水平抛出,小球从离开手的瞬间(此时速度为v,方向水平)开始,做平抛运动。我们以小球离开手的位置为坐标原点,以水平抛出的方向为x轴的方向,竖直向下的方向为y轴的方向,建立坐标系,并从这一瞬间开始计时。
师:在抛出后的运动过程中,小球受力情况如何?
生:小球只受重力,重力的方向竖直向下,水平方向不受力。
师:那么,小球在水平方向有加速度吗?它将怎样运动?
生:小球在水平方向没有加速度,水平方向的分速度将保持v不变,做匀速直线运动。
师:我们用函数表示小球的水平坐标随时间变化的规律将如何表示?
生:x=vt
师:在竖直方向小球有加速度吗?若有,是多大?它做什么运动?它在竖直方向有初速度吗?
生:在竖直方向,根据牛顿第二定律,小球在重力作用下产生加速度g.做自由落体运动,而在竖直方向上的初速度为0.
师:那根据运动学规律,请大家说出小球在竖直方向的坐标随时间变化的规律。
生:y=1/2gt2
师:小球的位置能否用它的坐标(x,y)描述?能否确定小球在任意时刻t的位置?
生:可以。
师:那么,小球的运动就可以看成是水平和竖直两个方向上运动的合成。t时间内小球合位移是多大?
生:
师:若设s与+x方向(即速度方向)的夹角为θ,如图6.4—1,则其正切值如何求?
生:
[例1]一架飞机水平匀速飞行。从飞机上海隔l s释放一个铁球,先后释放4个,若不计空气阻力,从地面上观察4个小球( )
A.在空中任何时刻总是捧成抛物线,它们的落地点是等间距的
B.在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点是不等间距的
C.在空中任何时刻总在飞机正下方,排成竖直的直线,它们的落地点是等间距的
D.在空中任何时刻总在飞机的正下方,捧成竖直的直线,它们的落地点是不等间距的。
解析:因为铁球从飞机上释放后做平抛运动,在水平方向上有与飞机相同的速度。不论铁球何时从飞机上释放,铁球与飞机在水平方向上都无相对运动。铁球同时还做自由落体运动,它在竖直方向将离飞机越来越远。所以4个球在落地前始终处于飞机的正下方,并排成一条直线,又因为从飞机上每隔1s释放1个球,而每个球在空中运动的时间又是相等的,所以这4个球落地的时间也依次相差1 s,它们的落地点必然是等间距的。若以飞机为参考系观察4个铁球都做自由落体运动。此题把曲线运动利用分解的方法“化曲为直”,使其成为我们所熟知的直线运动,则据运动的独立性,可以分别在这两个方向上用各自的运动规律研究其运动过程。
二、抛体的速度
师:由于运动的等时性,那么大家能否根据前面的结论得到物体做平抛运动的时间?
生:由y=1/2gt2得到,运动时间
师:这说明了什么问题?
生:这说明了做平抛运动的物体在空中运动的时间仅取决于下落的高度,与初速度无关。
师:那么落地的水平距离是多大?
生:落地的水平距离
师:这说明了什么问题?
生:这说明了平抛运动的水平位移不仅与初速度有关系,还与物体的下落高度有关。
师:利用运动合成的知识,结合图6.4—2,求物体落地速度是多大?结论如何?
生:落地速度,即落地速度也只与初速度v和下落高度h有关。
师:平抛运动的速度与水平方向的夹角为a,一般称为平抛运动的偏角。实际上,常称为平抛运动的偏角公式,在一些问答题中可以直接应用此结论分析解答
[例2]一个物体以l0 m/s的速度从10 m的水平高度抛出,落地时速度与地面的夹角θ是多少(不计空气阻力)?
[例3]在5 m高的地方以6 m/s的初速度水平抛出一个质量是10 kg的物体,则物体落地的速度是多大?从抛出点到落地点发生的位移是多大?(忽略空气阻力,取g=10m/s2)
[交流与讨论]
应用运动的合成与分解的方法我们探究了做平抛运动的物体的位移和速度。请大家根据我们探究的结果研究一下平抛运动的物体位移和速度之间存在什么关系。
参考解答:根据前面的探究结果我们知道,物体的位移,与x轴的夹角的正切值为tanθ=gt/2v.物体的速度,与x轴的夹角的正切值为tanθ=gt/v.可以看到位移和速度的大小没有太直接的关系,但它们的方向与x轴夹角的正切是2倍关系。利用这个关系我们就可以很方便地计算物体速度或位移的方向了。 师:在(2)中,与匀变速直线运动公式vt2=v02+2as,形式上一致的,其物理意义相同吗? 生:物理意义并不相同,在中的h,并不是平抛运动的位移,而是竖直方向上的位移,在
中的s就是表示匀速直线运动的位移。对于平抛运动的位移,是由竖直位移和水平位移合成而得的。
师:平抛运动的轨迹是曲线(抛物线),某一时刻的速度方向即为曲线上物体所在位置的切线方向。设物体运动的时间为t,则这一时刻的速度与竖直方向夹角的正切值tanβ=v0/gt,而物体下落的高度为h==1/2gt2.如图6.4—3.
图中的A点为速度的切线与抛出点的水平线的交点,C点为物体所在位置的竖直线与水平线的交点,从图中可以看出A为水平线段OC的中点。平抛运动的这一重要特征,对我们分析类平抛运动,特别是带电粒子在电场中偏转是很有帮助的。
平抛运动常分解成水平方向和竖直方向的两个分运动来处理,由于竖直分运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以初速度为零的匀加速直线运动的公式和特点均可以在此应用。另外,有时候根据具体情况也可以将平抛运动沿其他方向分解。
三、斜抛运动
师:如果物体抛出时的速度不是沿水平方向,而是斜向上方或斜向下方的(这种情况称为斜抛),它的受力情况是什么样的?加速度又如何?
生:它的受力情况与平抛完全相同,即在水平方向仍不受力,加速度仍是0;在竖直方向仍只受重力,加速度仍为g.
师:实际上物体以初速度v沿斜向上或斜向下方抛出,物体只在重力作用下的运动,如何表示?与平抛是否相同?
生:斜抛运动沿水平方向和竖直方向初速度与平抛不同,分别是vx=vcosθ和vy=sinθ.
由于物体运动过程中只受重力,所以水平方向速度vx=vcosθ保持不变,做匀速直线运动;而竖直方向上因受重力作用,有竖直向下的重力加速度J,同时有竖直向上的初速度vy=sinθ,因此做匀减速运动(是竖直上抛运动,当初速度向斜下方,竖直方向的分运动为竖直下抛运动),当速度减小到。时物体上升到最高点,此时物体由于还受到重力,所以仍有一个向下的加速度g,将开始做竖直向下的加速运动。因此,斜抛运动可以看成是水平方向速度为vx=vcosθ的匀速直线运动和竖直方向初速度为vy=sinθ的竖直上抛或竖直下抛运动的合运动。
师:斜抛运动分斜上抛和斜下抛(由初速度方向确定)两种,下面以斜上抛运动为例讨论。
师:斜抛运动的特点是什么?
生:特点:加速度a=g,方向竖直向下,初速度方向与水平方向成一夹角θ斜向上,θ=90°时为竖直上抛或竖直下抛运动θ=0°时为平抛运动。
师:常见的处理方法:
①将斜上抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动,这样有由此可以得到哪些特点?
生:由此可得如下特点:a.斜向上运动的时间与斜向下运动的时间相等;b.从轨道最高点将斜抛运动分为前后两段具有对称性,如同一高度上的两点,速度大小相等,速度方向与水平线的夹角相同。
师:②将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。
③将沿斜面和垂直斜面方向作为x、y轴,分别分解初速度和加速度后用运动学公式解题。
[交流与讨论]
对于斜抛运动我们只介绍下船上抛和斜下抛的研究方法,除了平抛、斜上抛、斜下抛外,抛体运动还包括竖直上抛和竖直下抛,请大家根据我们研究前面几种抛体运动的方法来研究一下竖直上抛和竖直下抛。
参考解答:对于这两种运动来说,它们都是直线运动,但这并不影响用运动的合成与分解的方法来研究它们。这个过程我们可以仿照第一节中我们介绍的匀加速运动的分解过程。对竖直上抛运动,设它的初速度为v0,那么它的速度就可以写成v= v0—gt的形式,位移写成x= v0t—g t2/2的形式。那这样我们就可以进行分解了。把速度写成v1= v0,v2=—gt的形式,把位移写成xl= v0t,x2= —g t2/2的形式,这样我们可以看到,竖直上抛运动被分解成了一个竖直向上的匀速直线运动和一个竖直向上的匀减速运动。对于竖直下抛运动可以采取同样的方法进行处理。
课后小结
1.具有水平速度的物体,只受重力作用时,形成平抛运动。
2.平抛运动可分解为水平匀蓬运动和竖直自由落体运动。平抛位移等于水平位移和竖直位移的矢量和;平抛瞬时速度等于水平速度和竖直速度的矢量和。
3.平抛运动是一种匀变速曲线运动。
4.如果物体受到恒定合外力作用,并且合外力跟初速度垂直,形成类似平抛的匀变速曲线运动,只需把公式中的g换成a,其中a=F合/m.
说明:
1.干抛运动是学生接触到的第一个曲线运动,弄清其成固是基础,水平初速度的获得是同题的关键,可归纳众两种;
(1)物体被水平加速:水平抛出、水干射出、水平冲击等;
(2)物体与原来水平运动的载体脱离,由于惯性而保持原来的水平速度。
2.平抛运动的位移公式和速度公式中有三个含有时间t,应根据不同的已知条件来求时间。但应明确:平抛运动的时间完全由抛出点到落地点的竖直高度确定(在不高的范国内g恒定),与抛出的速度无关。
物理必修二教案 13
教学目标
1、知道力是物体间的相互作用,在具体问题中能够区分施力物体和受力物体;
2、知道力既有大小,又有方向,是一矢量,在解决具体问题时能够画出力的图示和力的示意图;
3、知道力的两种不同的分类;能力目标
通过本节课的学习,了解对某个力进行分析的线索和方法。情感目标
在讲解这部分内容时,要逐步深入,帮助学生在初中知识学习的基础上,适应高中物理的学习。
教学建议
一、基本知识技能
1、理解力的概念:
力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的。力不仅有大小还有方向,大小、方向、作用点是力的三要素。
2、力的图示与力的示意图:
3、要会从性质和效果两个方面区分力。
二、教学重点难点分析
(一)、对于力是一个物体对另一个物体的作用,要准确把握这一概念,需要注意三点:
1、力的物质性(力不能脱离物体而存在);
2、力的相互性;
3、力的矢量性;
(二)、力的图示是本节的难点。
(三)、力的分类需要注意的是:
1、两种分类;
2、性质不同的力效果可以相同,效果相同的力性质可以不同。
§4—1光的直线传播
教学目标:
1、知识和技能
?了解光沿直线传播及其应用。
?了解光在真空和空气中的传播速度c=3×108m/s。
2、过程和方法
?阅读“我们看到了古老的光”的内容,了解宇宙的信息。
3、情感、态度、价值观
?通过亲身的体验以及探究的学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
?通过亲身的体验与感悟,使学生获得感性认识。
?通过探究性物理学习活动,使学生获得成功的喜悦,提高探索的积极性。
重、难点:
1、光的直线传播的内容。2、分析解释有关现象。
教学器材:
激光源、玻璃杯、水、烟雾、
教学课时:2课时
教学过程:
一、导学达标:引入课题:①我们为什么可以看见物体?……物体有光线射
入我们的眼睛。例如:阳光、日光灯、电视等。
②学生探讨:光线是如何传播的'?
二、进行新课:
1、能够发光的物体叫光源。
例如:……………………学生举例
上面的光源能分成几种类型?(1)、自然光源(2)、人造光源
2、探究:光的传播
演示试验①:图片……阳光穿过树林
演示试验②:激光在水中穿过
演示试验③:激光在烟雾中穿过
结论:光是沿直线传播的。
应用:影、排队、射击、日食、月食……
(可以让学生先讨论,部分现象要解释)
3、光的速度:
讨论:光有没有速度?(有,非常大)
在真空中,光的传播速度为c=3×108m/s,是宇宙中
最快的速度。
利用对比说明:34页图示。在其他介质中的速度都比在真空中小
4、分析总结小孔成像的原理及特点:倒立的实像。
5、影子与像的不同:
三、小结:根据板书,总结本节内容,明确重、难点。
四、课后活动:
1、完成物理套餐内容。
2、课本后练习。
教学目标
知识目标:了解现代教育技术中与声有关的知识的应用。
能力目标:通过观察、参观或看录像等方式,从有关的文字、图片、音像资料中获得社会生活中声音利用方面的知识。
情感目标:通过学习,了解声音在现代技术中的应用,进一步增加学生对科学的热爱。
教学重难点
重点:了解现代教育技术中与声有关的知识的应用。
难点:掌握声在社会中的应用。
教学工具
多媒体设备
教学过程
新课导入
启动课堂
知识回顾:
复习噪声的产生、等级以及控制过程。
进入新授课:
1、声音的利用在人类生活中是非常广泛的。让学生展示课前通过网络或者图书馆搜集有关声音利用的资料。
2、请同学们列举所搜集到的有关声音利用的资料。要求在同学发言时,其他同学仔细听,不要对同学的发言作评价。
3、对学生的回答给与充分的肯定和鼓励,并将学生搜集到的有关声音利用的例子分为两类:“声与信息”和“声与能量”。
(一)声在医疗上的应用
1、中医诊病通过“望、闻、问、切”四个途径,其中“闻”就是听,这是利用声音诊病的最早例子。
2、利用b超或彩超可以更准确地获得人体内部疾病的信息。医生向病人体内发射超声波,同时接收体内脏器的反射波,反射波所携带的信息通过处理后显示在屏幕上。超声探查对人体没有伤害,可以利用超声波为孕妇作常规检查,从而确定胎儿发育状况。
3、药液雾化器
对于咽喉炎、气管炎等疾病,药力很难达到患病的部位。利用超声波的高能量将药液破碎成小雾滴,让病人吸入,能够增进疗效。
4、利用超声波的高能量可将人体内的结石击碎成细小的粉末,从而可以顺畅地排出体外。
(二)超声波在工业上的应用
1、利用超声波对钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切削加工,这种加工的精度和光洁度很高。
2、在工业生产中常常运用超声波透射法对产品进行无损探测。超声波发生器发射出的超声波能够透过被检测的样品,被对面的接收器所接收。如果样品内部有缺陷,超声波就会在缺陷处发生反射,这时对面的接收器便收不到或者不能全部收到发生器发射出的超声波信号。这样就可以在不损伤被检测样品的前提下,检测出样品内部有无缺陷,这种方法叫做超声波探伤。
3、在工业上用超声波清洗零件上的污垢。在放有物品的清洗液中通入超声波,清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢,能够很快清洗干净。
(三)声在军事上的应用
现代的无线电定位器——雷达,就是仿照蝙蝠的超声波定位系统设计制造的
中国大陆超视距雷达助力反航母作战
很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官。蝙蝠通常只在夜间出来觅食、活动,但它们从来不会撞到墙壁、树枝上,并且能以很高的精确度确认目标。它们的这些“绝技”靠的是什么?2.声纳
根据回声定位的原理,科学家们发明了“声纳”,利用声纳系统,人们可以探测海洋的深度、海底的地形特征等。
声呐探测海深和鱼群
(四)声在生活中的应用
超声波加湿器
理论研究表明:在振幅相同的条件下,一个物体振动的能量跟振动频率的二次方成正比。超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大。在我国北方干燥的冬季,如果把超声波通入水罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气的湿度。这就是超声波加湿器的原理。
探究作业
1、回顾本章所学,自己整理知识体系。
2、预习下节内容。
高一必修二物理教案设计 14
★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。
(6)选取轨迹上离原点较远的点来测量x,y的值可减小误差。描点时,应使视线与所描的点齐平。
高一必修二物理教案设计 15
(一)教学目的
1.知道重力产生的原因。
2.知道重力的施力物和重力的方向,知道重力的作用点叫重心。
3.理解重力的大小跟物体质量的关系,理解公式G=mg,知道g=9.8牛/千克的物理意义。
(二)教具
弹簧秤、钩码、质量相等的两种不同钩码。
(三)教学过程
一、复习提问
力的三要素是什么?
二、新课引入
我们生活在地球上,我们只能看到地球的某一局部。如果在宇宙空间里看地球,地球近似是圆球型。
(教师画图)
北京在北纬40°左右。一棵苹果树上结满了苹果。秋天到了,苹果从树上落下来。请同学画出苹果沿着什么方向落下。
(一位学生画在黑板上)
海南省盛产椰子,椰子落下来沿着什么方向?
南半球上果树上落下的水果沿着什么方向落下?
(一位学生画在黑板上)
教师:在地球上,一切物体失去了支持,都要沿着黑板上所画的方向落向地球,原因是物体受到了地球的吸引。
三、重力的产生
教师:地球对地面附近物体的吸引力叫重力。地面附近的一切物体都受到地球的吸引,所以一切物体在地面附近都受到重力。
教师:力是物体对物体的作用,重力是地球对物体的吸引作用。重力的施力物是地球,受力物是地面附近的物体。例如,苹果所受的重力,施力物是地球,受力物是苹果。椰子所受的重力,施力物是地球,受力物是椰子。
四、重力的方向
教师:重力是一种力,力有大小、方向和作用点三个要素,重力也有三要素。
重力的方向就是物体自由落向地面时的方向,这个方向是竖直向下的。所以重力的方向是竖直向下。
重力的方向可用来检查房屋的墙壁是否竖直。我们常看到建筑工人用一根重垂线检查墙壁就是应用重力的方向是竖直向下这个道理。测绘人员用的水平仪下悬着重垂线,也是利用重力的方向是竖直向下来测定仪器是否水平。你有兴趣的话,可以采用这类方法检查家中的电冰箱放置的是否水平。
五、重力的大小
1.实验:两个钩码的大小、形状和材料都不同,但是它们的质量都是50克。我们用弹簧秤测量它们的重力。把物体挂在弹簧秤下,当物体静止时,弹簧秤的示数就等于物体受到的重力。
(教师演示)
这两个砝码的重力都是0.5牛顿。质量相等的物体,它们的重力大小也相等。
2.学生实验:用弹簧秤测量质量分别为100克、200克和300克的物体的重力,将测量结果填在课本的表格内。
(学生操作)
3.物体的重力跟质量成正比
教师:从实验数据可知,物体的重力跟它的质量成正比。
4.g的值
实验数据中重力和质量的比值大约是10牛/千克。精确的测量结果表明,重力和质量二者的比值是9.8牛/千克,这个值用g表示,g=9.8牛/千克。粗略计算,g可取10牛/千克。
5.G=mg
如果用G表示物体的重力,m表示物体的质量,g表示物体的重力和质量的比值。那么重力和质量的关系可以用公式G=mg表示。使用这个公式时,质量m用千克作单位,重力G用牛顿作单位,g=9.8牛/千克。
6.例题:一个集装箱的质量是4吨,计算它所受重力。并画出重力的图示。
已知:m=4吨=4000千克,
g=10牛/千克。
求:G。
解:G=mg
=4000千克×10牛/千克
=40000牛。
答:集装箱所受重力是40000牛。
作力的图示时,要画出力的三要素。重力是集装箱受到的,重力的作用点画在它的中心。方向竖直向下。结合标度线段的长度,重力线段长度应是标度线段长的4倍。
六、重心
教师:重力的作用点叫重心。粗细均匀的同材料的棒,它的重心在中点;圆球的重心在球心;正方形薄板的重心在它的对角线的交点。
七、总结
地面附近的物体受到地球的吸引,所以物体受到重力。重力的施力物是地球。
重力既然是一种力,它有大小、方向和作用点三个要素。
重力的大小跟物体的质量成正比,这个关系用G=mg表示,g=9.8牛/千克。
重力的方向是竖直向下。
重力的作用点叫重心。
八、作业
1.完成节后练习。
2.章后习题4、6。
高一物理教案必修二 16
教学设计思路:
本节课要求学生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。本节是第五节,万有引力定律、圆周运动、天体运动都已经讲过,从知识上讲学生运用牛顿第二定律直接推导出卫星的速度并不是一件困难的事情。实际上学生遇到卫星问题时总是感到困难和无从下手。究其根源是因为学生对地球、卫星的空间关系不清楚,学生无法从自己站立的一个小小的角落体会巨大空间中发生的事情。因此,用各种视频、课件和图片帮助学生建立空间的概念是十分必要的,有了空间的图景,对问题的认识和思考就有了依托。所以,本节课我使用了大量的图片和视频来模拟、展示,让学生有比较深刻的感性认识。
设计理念
通过对前几节知识的学习,学生对曲线运动的特点、万有引力定律已有一定的了解。在此基础上,教师通过设计问题情境,引导学生探究,获得新知识。重视科学跟生活、跟社会的联系,让学生体会物理学就在身边。体会生活质量与物理学的依存关系,体会科学是迷人的、是改变世界的神奇之手。
学情分析:
尽管学生对天体运动的知识储备不足,猜想可能缺乏科学性,语言表达也许欠妥,但只要学习始终参与到学习情境中,激活思维,大胆猜想,敢于表达,学生就能得到发展和提高。
教学目标 :
一、知识与能力
了解人造卫星的发射与运行原理,知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度。
了解人造卫星的运行原理,认识万有引力定律对科学发展所起的作用,培养学生科学服务于人类的意识。
二、途径与方法
学习科学的思维方法,发展思维的独立性,提高发散思维能力、分析推理能力和语言表达能力。
三、情感态度与价值观
在主动学习、合作探究的过程中,体验愉悦的学习氛围,在探究中不断获得美的感受不断进步。
学习科学,热爱科学,增强民族自信心和自豪感。
教学准备:
多媒体电脑及图片。
教学重点难点:
重点:
1.第一宇宙速度的推导。
2.运行速率与轨道半径之间的关系
难点:
沿椭圆轨道运行的卫星按照圆周运动处理,卫星的环绕速度是最小发射速度。
高一必修二物理教案 17
一、学习目标
(一)知识与技能
1、知道什么是分力及力的分解的含义。
2、理解力的分解的方法,会用三角形知识求分力。
(二)过程与方法
1、培养运用物理工具解决物理问题的能力。
2、培养用物理语言分析问题的能力。
(三)情感、态度与价值观
通过分析日常现象,养成探究周围事物的习惯。
二、重点难点力的分解
三、学习过程
自主学习
1、什么叫做力的分解?
2、如何得到一个力的分力?试求一水平向右、大小为10N的力的分力。(作图)
3、力的合成与力的分解是什么关系?
合作探究
农田耕作时,拖拉机斜向上拉耙(课本图)。
拖拉机拉着耙,对耙的拉力是斜向上的,这个力产生了两个效果;一方面使耙克服泥土的阻力前进;另一方面同时把耙往上提,使它不会插得太深。也就是一个力产生了两个效果(画出物体的受力示意图,如下)。
如果这两个效果是由某两个力分别产生的,使耙克服泥土的阻力前进的效果是由一个水平向前的力F1产生;把耙往上提,使它不会插得太深的效果是由一个竖直向上的力F2产生的。那F1、F2与拉力F是怎样的一种关系?
一种等效关系,也就是说是分力与合力的关系。
通常按力的实际作用效果来进行力的分解。
精讲点拨
思考分析:将一木块放到光滑的斜面上,试分析重力的作用效果并将重力进行分解。
实例探究
1、一个力,如果它的两个分力的作用线已经给定,分解结果可能有种(注意:两分力作用线与该力作用线不重合)
解析:作出力分解时的平行四边形,可知分解结果只能有1种。
2、一个力,若它的一个分力作用线已经给定(与该力不共线),另外一个分力的大小任意给定,分解结果可能有种
答案:3种
3、有一个力大小为100N,将它分解为两个力,已知它的一个分力方向与该力方向的夹角为30。那么,它的另一个分力的最小值是N,与该力的夹角为
答案:50N,60
矢量相加的法则
既有大小,又有方向,并遵循平行四边形定则的物理量叫做矢量。只有大小而没有方向,遵循代数求和法则的物理量叫做标量。
力、速度是矢量;长度、质量、时间、温度、能量、电流强度等物理量是标量。
矢量和标量的根本区别就在于它们分别遵循两种不同的求和运算法则。
高中物理必修二教案 18
教学目标
知识与技能
1.理解平抛运动是加速度为g的匀变速运动,其水平方向是匀速直线运动,竖直�
2.了解斜抛运动及运动的合成与分解的迁移应用。
过程与方法
会用平抛运动的规律解答相关问题,以数学中的抛物线方程及图象为工具建立物理模型,理解抛体运动的规律及处理方法。
情感、态度与价值观
1.体会各学科之间的联系与发展,培养空间想象能力和数学计算能力以及知识方法的应用能力。
2.领略抛体运动的对称与和谐,培养对科学的好奇心和求知欲。
教学重难点
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、合成结合牛顿运动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、抛体运动
探究交流:体育运动中投掷的链球、铅球、铁饼、标枪等(如图所示),都可以看做是抛体运动吗?都可以看成是平抛运动吗?
1.基本知识
(1)定义
以一定的速度将物体抛出,物体只受重力作用的运动。
(2)平抛运动
初速度沿水平方向的抛体运动。
(3)平抛运动的特点
①初速度沿水平方向。②只受重力作用。
2.思考判断
(1)水平抛出的物体所做的运动就是平抛运动。(×)
(2)平抛运动中要考虑空气阻力的作用。(×)
(3)平抛运动的初速度与重力垂直。(√)
二、平抛运动的速度
1.基本知识
将物体以初速度v0水平抛出,由于物体只受重力作用,t时刻的速度为:
(1)水平方向:vx=v0.
(2)竖直方向:vy=gt.
(4)速度变化特点:由于平抛运动的物体只受重力作用,所以其加速度恒为g,因此在平抛运动中速度的变化量Δv=gΔt,由于g是常量,所以任意两个相等的时间间隔内速度的变化量相等,方向竖直向下,即任意两个相等的时间间隔内速度的变化相同,如图所示。
2.思考判断
(1)平抛运动的物体初速度越大,下落得越快。(×)
(2)做平抛运动的物体下落时,速度与水平方向的夹角θ越来越大。(√)
(3)如果下落时间较长,平抛运动的物体的速度方向变为竖直方向。(×)
3.探究交流
平抛运动中,竖直方向的分速度vy=gt,除该公式外,还有求vy的公式吗?
【提示】 由于竖直分运动是自由落体运动,所以
例:关于平抛物体的运动,以下说法正确的是()
A.做平抛运动的物体,速度和加速度都随时间的增加而增大
B.做平抛运动的物体仅受到重力的作用,所以加速度保持不变
C.平抛物体的运动是匀变速运动
D.平抛物体的运动是变加速运动
【答案】 BC
三、平抛运动的位移
1.基本知识
将物体以初速度v0水平抛出,经时间t物体的位移为:
2.思考判断
(1)平抛运动合位移的方向与合速度的方向一致。(×)
(2)平抛运动合位移的大小等于物体的路程。(×)
(3)平抛运动中,初速度越大,落地时间越长。(×)
3.探究交流
飞机向某灾区投放救灾物资,要使物资准确落到指定地点,是飞到目标正上方投放,还是提前投放?
【提示】 物资离开飞机前具有与飞机相同的水平方向的速度,当离开飞机后,由于惯性,它们仍然要保持原有的水平向前的运动速度,另外,物资又受到重力作用,于是物资一方面在水平方向向前运动,另一方面向下加速运动,因此,只有提前投放,才能使物资准确落到指定地方。
4.小结:平抛运动的特点
1.速度特点:平抛运动的速度大小和方向都不断变化,故它是变速运动。
2.轨迹特点:平抛运动的运动轨迹是曲线,故它是曲线运动。
3.加速度特点:平抛运动的加速度为自由落体加速度,恒定不变,故它是匀变速运动。
综上所述,平抛运动的性质为匀变速曲线运动。
例:关于平抛运动,下列说法正确的是()
A.平抛运动是匀变速运动
B.平抛运动是变加速运动
C.任意两段时间内加速度相同
D.任意两段相等时间内速度变化相同
【答案】 ACD
四、平抛运动的研究方法和规律
【问题导思】
1.如何研究平抛运动比较简单?
2.平抛运动的合速度、合位移怎么求出?
3.试推导平抛运动的轨迹方程。
1.平抛运动的研究方法
(1)由于平抛运动是匀变速曲线运动,速度、位移的方向时刻发生变化,无法直接应用运动学公式,因此研究平抛运动问题时采用运动分解的方法。
(2)平抛运动一般分解为竖直方向上的自由落体运动和水平方向上的匀速直线运动。
2.平抛运动的规律
(1)分运动
五、平抛运动的几个重要推论
【问题导思】
1.平抛运动的飞行时间与初速度有关吗?
2.平抛运动的落地速度决定于哪些因素?
3.平抛运动的速度偏向角与位移偏向角间的关系如何?
1.平抛运动的时间
A.tan φ=sin θ B.tan φ=cos θ
C.tan φ=tan θ D.tan φ=2tan θ
【答案】 D
六、平抛运动的临界问题
例:如图所示,女排比赛时,排球场总长为18 m,设球网高度为2 m,运动员站在网前3 m处正对球网跳起将球水平击出。若击球的高度为2.5 m,为使球既不触网又不越界,求球的速度范围。
2.思考判断
(1)斜抛运动和平抛运动在竖直方向上做的都是自由落体运动。(×)
(2)斜抛运动和平抛运动在水平方向上做的都是匀速直线运动。(√)
(3)斜抛运动和平抛运动的加速度相同。(√)
3.探究交流
对斜上抛运动,有一个最高点,该点的速度是零吗?为什么
【提示】 在斜上抛运动的最高点,竖直分速度为零。水平分速度等于v0cos θ.故该点的速度v=v0cosθ.
