高中物理必修2教案

高中物理必修2教案

作为一位杰出的教职工，总归要编写教案，借助教案可以有效提升自己的教学能力。那么优秀的教案是什么样的呢？以下是小编为大家收集的高中物理必修2教案，仅供参考，希望能够帮助到大家。

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，竖直方向为自由落体运动.

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.tanφ=sinθB.tanφ=cosθ

C.tanφ=tanθD.tanφ=2tanθ

【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18m，设球网高度为2m，运动员站在网前3m处正对球网跳起将球水平击出.若击球的高度为2.5m，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.(√)

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l0m/s的速度从10m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5m高的地方以6m/s的初速度水平抛出一个质量是10kg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—gt2/2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=—gt2/2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.