高一物理教案：第04讲 平抛运动 16页

辅导教案 学员姓名： 学科教师：‎ 年 级：高一 辅导科目：物理 ‎ 授课日期 ‎××年××月××日 ‎ 时 间 A / B / C / D / E / F段 主 题 平抛运动 教学内容 ‎1. 熟练掌握速度的合成分解和位移的合成分解；‎ ‎2. 掌握物体做匀变速曲线运动的条件；‎ ‎3. 熟练掌握平抛运动速度和位移合成分解及相互关系；‎ ‎4. 熟练掌握平抛运动的相关应用。‎ 教法指导：本环节可用力的合成和分解的相关特点引导学生进行速度的合成和分解。通过斜面物体重力的分解例子出发，用提问的方式引导学生参与对速度、位移的合成、分解分析讨论。建议时间10分钟。‎ 一、运动的合成和分解 ‎（1）力的合成分解 斜面上物体所受重力通常分解成沿斜面向下的 力和 力。分解的理由是 。 ‎ 在力的合成和分解时，我们采用的物理方法有 。（下滑力，正压力，作用效果，平行四边形法则和矢量三角形法则）‎ ‎（2）运动的合成和分解 速度和位移都为矢量，和力一样都能进行矢量合成和分解，合成和分解采用的物理方法与力的相同。力有合力和分力，运动有 运动和 运动；合成和分解时要遵循 法则。‎ ‎ 16 / 16 www.1smart.org 中国领先的中小学教育品牌 连续两段分位移的矢量和，可用矢量三角形法则得到合位移，某时刻速度可分解成两个方向的分速度。‎ ‎（合运动和分运动，平行四边形法则和矢量三角形法则）‎ 引导学生思考：抛物运动如何分解位移和速度？‎ 抛物运动受到重力竖直向下，所以可分解成竖直方向的 运动和水平或竖直方向的 运动。‎ ‎（匀变速直线运动，匀速直线运动）‎ 竖直上抛可分解成竖直方向的 运动和竖直方向的 运动。（匀变速直线运动和匀速直线运动）‎ 平抛运动可分解成竖直方向的 运动和竖直方向的 运动。（自由落体运动和匀速直线运动）‎ 斜抛运动可分解成竖直方向的 运动和竖直方向的 运动。（匀变速直线运动和匀速直线运动）‎ 合运动和分运动的关系： 。（同时性 独立性 等效替代性 同一性）‎ ‎（3）运动合成的情况分类 两个匀速直线运动合成为 运动；（匀速直线运动）‎ 两个匀变速直线运动的合成为 运动或 运动或 运动。‎ ‎（匀速直线，匀变速直线，匀变速曲线）‎ 一个匀变速直线运动和一个匀速直线运动的合成为 运动或 运动。‎ ‎（匀变速直线运动 匀变速曲线运动）‎ 二、曲线运动 ‎（1）做曲线运动的条件： 。（加速度或合力和初速度不在同一直线上）‎ ‎（2）常见的曲线运动： 。（平抛、斜抛、圆周运动）‎ 三、平抛运动 ‎（1）平抛运动的定义：仅受 作用下，初速度为 方向的 运动。（重力、水平、匀变速曲线）‎ ‎（2）平抛运动可以看作 的合成。（竖直方向自由落体运动和水平方向匀速运动）‎ ‎（3）平抛运动特点：‎ 平抛运动的时间只由 决定；‎ 水平位移由 和 决定；‎ 在任意相等的时间里， 相等，方向竖直向下。（高度、高度和水平速度、速度变化量）‎ ‎ 16 / 16 www.1smart.org 中国领先的中小学教育品牌 一、 运动的合成和分解 教学指导：注意老师对学生讲解清楚运动的合成分解方法，注意对合运动和分运动关系的理解。变式训练由学生限时独立完成，对答案后有老师讲解。‎ 例1关于互成角度的两个匀加速直线运动的合成结果，下列说法中正确的是（ ） ‎ ‎（A）一定是直线运动 （B）一定是曲线运动 ‎（C）可能是直线运动，也可能是曲线运动 （D）以上说法都不对 ‎【解析】：两个加速度合成，合成为一恒定的加速度，所以为匀变速运动，但如果物体从静止出发或初速度方向与合加速度方向在同一直线上为匀变速直线运动，如果初速度与加速度不在同一直线上则为匀变速曲线运动。‎ ‎【答案】C 变式练习1红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块在A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P B．曲线Q C．曲线R D．无法确定 ‎【答案】B 变式练习2在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动，经过时间t，猴子沿杆向上移动的高度为h，人顶杆沿水平地面移动的距离为x，如图所示。关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是（ ）‎ ‎（A）相对地面的运动轨迹为直线 ‎（B）相对地面做变加速曲线运动 ‎（C）t时刻猴子对地的速度大小为v0+at ‎（D）t时间内猴子对地的位移大小为 ‎【答案】D 二、 运动合成和分解的应用 小船渡河问题 教法指导：小船过河问题，可以把小船的渡河运动分解为它同时参与的两个运动，一是小船相对于水的运动(船的静水速度)，一是随水流的运动(水冲船的运动，等于水流速度)，船的实际运动为合运动．‎ ‎ 16 / 16 www.1smart.org 中国领先的中小学教育品牌 设河宽为d，船在静水中速度为v1，河水流速为v2．‎ ‎（1）船头正对河岸行驶，渡河时间最短 ‎（2）①当v1＞v2时，二者合速度垂直于河岸时，航程最短smin＝d ‎②当v1＜v2时，合速度不可能垂直于河岸，确定方法如下：‎ 如下图，以v2矢量末端为圆心，以v1矢量的大小为半径画弧，以v2矢量的始端向圆弧作切线，则合速度沿此切线方向航程最短，由图知： ‎ 最短航程 例2某人以一定的速率垂直于河岸，对岸游去，当河水是匀速运动时，人所游过的路程、过河的时间与水速的关系是（ ）‎ A．水速大时，路程长，时间短 B．水速大时，路程长，时间不变 C．水速大时，路程长，时间长 D．水速、路程与时间无关 ‎【解析】当人垂直于河岸方向游，人的速度完全用来过河，水速平行于河岸，与过河时间无关，因此水速大，过河时间不变，但是在路程上，人既过河，也在顺流而下，因此水速大，相同时间，游过的路程长。‎ ‎【答案】B 变式训练1小皮划艇在静水中划行速度为‎4米/秒，现在它在流速为‎2米/秒的河水中渡河，划水方向与流水方向的夹角为。如果小皮划艇要用最短时间过河，=_________；如果小皮划艇要垂直河岸过河，=_________。‎ ‎【答案】90°, 120°‎ ‎3‎ t/s v1 / (m•s-1)‎ O ‎6‎ 图甲 ‎3‎ t/s v2 / (m•s-1)‎ O 图乙 变式训练2一快艇从离岸边‎100m远的河流中央向岸边行驶。已知快艇在静水中的速度图像如（图甲）所示；河中各处水流速度相同，且速度图像如（图乙）所示。则快艇最快到达岸边，所用的时间为 s，最快到达岸边时，经过的位移大小为 m．‎ ‎【答案】20， 116.6 ‎ ‎ 16 / 16 www.1smart.org 中国领先的中小学教育品牌 拉小船 教法指导：让学生理解小船的实际运动速度为合速度，将该速度分解到垂直绳子方向和沿绳子方向。垂直绳子方向促使绳子转动，沿绳方向的速度是使绳子伸长或缩短。‎ 例3如图所示，汽车以速度v匀速行驶，当汽车到达P点时，绳子与水平方向的夹角为θ，此时物体M的速度大小为________ (用v、θ表示)．‎ ‎【解析】将速度分解到沿绳方向和垂直绳子的方向，沿绳方向的速度为vcosθ，则与绳连接的M速度为vcosθ ‎【答案】vcosθ 变式训练1在河面上方‎20 m的岸上有人用长绳栓住一条小船，开始时绳与水面的夹角为．人以恒定的速率v＝‎3m/s拉绳，使小船靠岸，那么s后小船前进了_________m，此时小船的速率为_____m/s．‎ ‎【答案】19.6； 5 ‎ F ‎30°‎ 变式训练2如图，人沿平直的河岸以速度行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进，此过程中绳始终与水面平行。当绳与河岸的夹角为，船的速率为 ‎(A) (B)‎ ‎(C) (D)‎ ‎【答案】C 三、曲线运动 教法指导：注意让学生熟练掌握曲线运动的条件，区分曲线运动为匀变速和非匀变速，匀变速曲线运动一般为抛物线或抛物线的半支，一般在分解匀变速曲线运动时，分解到沿加速度方向和垂直加速度方向，垂直加速度方向为匀速直线运动。‎ 例4下列说法正确的有 （ ）‎ ‎ A．速度大小不变的曲线运动是匀速运动，是没有加速度的 ‎ B．变速运动一定是曲线运动 ‎ C．曲线运动的速度一定是要改变的 ‎ 16 / 16 www.1smart.org 中国领先的中小学教育品牌 ‎ D．曲线运动不可能是匀变速运动 ‎【解析】速度为矢量，曲线运动速度方向一直在改变所以为变速运动，把握好做曲线运动的条件（加速度和速度不在同一直线上）。‎ 图1‎ ‎【答案】C 变式训练1如图1所示，小钢球m以初速v0在光滑水平面上运动，后受到 ‎ 磁极的侧向作用力而作图示的曲线运动到达D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 B．磁极在B位置，极性一定是S极 ‎ C．磁极在C位置，极性一定是N极 D．磁极在B位置，极性无法确定 ‎【答案】D 变式训练2物体受几个外力作用下恰作匀速直线运动，如果突然撤去其中的一个力F2，则它不可能做（ ）‎ ‎ A．匀速直线运动 B．匀加速直线运动 ‎ C．匀减速直线运动 D．匀变速曲线运动 ‎【答案】A 四、平抛运动 教法指导：注意平抛运动分解成两个方向的运动，运动的独立性和等时性，平抛运动速度和位移的关系，类平抛和平抛运动实验等。‎ 例5在高空匀速水平飞行的轰炸机，每隔投放一颗炸弹，若不计空气阻力，则 ‎（A）这些炸弹落地前排列在同一条竖直线上 ‎ （B）这些炸弹都落于地面上同一点 ‎（C）这些炸弹落地时速度大小相同但方向不同 ‎（D）相邻炸弹在空中距离保持不变 ‎【解析】每个炸弹都做平抛运动，在水平方向上做的是匀速直线运动，速度相等，因此炸弹在落地前排列在同一竖直线上，但竖直方向上距离越来越远。‎ ‎【答案】A 变式训练1如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。改变整个装置的高度做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。该实验现象说明了A球在离开轨道后 （ ）‎ A.水平方向的分运动是匀速直线运动 ‎ 16 / 16 www.1smart.org 中国领先的中小学教育品牌 B.水平方向的分运动是匀加速直线运动 C.竖直方向的分运动是自由落体运动 D.竖直方向的分运动是匀速直线运动 ‎【答案】C 变式训练2小球从空中以某一初速度水平抛出，落地前1s时刻，速度方向与水平方向夹30°角，落地时速度方向与水平方向夹60°角，g＝‎10m/s2，求小球在空中运动时间及抛出的初速度。‎ ‎【答案】1.5s；5m/s ‎（时间30分钟，满分100分，附加题20分）‎ ‎【A组】‎ ‎1．某人站在自动扶梯上，经过t1时间由一楼升到二楼，如果自动扶梯不运动，人沿着扶梯从一楼走到二楼的时间为t2，现使自动扶梯正常运动，人也保持原有的速度沿扶梯向上走，则人从一楼到二楼的时间是(　)‎ ‎　　A．t2-t1 B．t1·t2/(t2-t1)‎ C．t1·t2/(t1＋t2) D．‎ ‎2．如图所示，一辆匀速行驶的汽车将一重物提起，在此过程中，重物A的运动情况是 A.加速上升，且加速度不断增大 B.加速上升，且加速度不断减小 C.减速上升，且加速度不断减小 D.匀速上升 ‎3．如图所示，质量相等的两个小球A和B，通过轻绳绕过两个光滑的定滑轮带动C球上升，某时刻连接C球的两绳的夹角为θ，设A、B两小球此时下落的速度为v，则C球上升的速度为（ ）‎ ‎ A．v/cos(θ/2) B．vcos(θ/2)‎ ‎ C．v/cosθ D．vcosθ ‎4．如图所示，甲、乙两运动员同时从水流湍急的河流两岸下水游泳，甲在乙的下游且游速大于乙.欲使两人尽快在河中相遇，则应选择的游泳方向是（ ）‎ A．都沿虚线偏下游方向游 B．都沿虚线方向朝对方游 C．甲沿虚线方向、乙沿虚线偏上游方向游 D．乙沿虚线方向、甲沿虚线偏上游方向游 ‎ 16 / 16 www.1smart.org 中国领先的中小学教育品牌 ‎5．如图所示，甲、乙两同学从河中O点出发，分别沿直线游到A点和B点后，立即沿原路线返回到O点，OA、OB分别与水流方向平行和垂直，且OA＝OB。若水流速度不变，两人在靜水中游速相等，则他们所用时间t甲、t乙的大小关系为（ ）‎ A．t甲＜t乙 B．t甲＝t乙 C．t甲＞t乙 D．无法确定 A B C O ‎6．从O点抛出A、B、C三个物体，它们做平抛运动的轨迹分别如右图所示，则三个物体做平抛运动的初速度vA、vB、vC的关系和三个物体在空中运动的时间tA、tB、tC的关系分别是（ 　）‎ ‎（A）vA>vB>vC，tA>tB>tC （B）vAtB>tC （D）vA>vB>vC，tA