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1、 第 1 页 共 118 页 最新人教版高中物理必修二全册教案（全册 共 118页）目录 5.1 曲线运动 5.2 平抛运动 5.3 实验：研究平抛运动 5.4 圆周运动 5.5 向心加速度 5.7 生活中的圆周运动 6.1 行星的运动 6.2 太阳与行星间的引力 6.3 万有引力定律 6.4 万有引力理论的成就 6.5 宇宙航行 6.6 经典力学的局限性 7.1 追寻守恒量能量 7.2 功 7.3 功率 7.4 重力势能 7.5 探究弹性势能的表达式 7.6 实验：探究功与速度变化的关系 7.7 动能和动能定理 7.8 机械能守恒定律 7.9 实验：验证机械能守恒定律 7.10 能量守恒定律
2、与能源 118 第 2 页 共 118 页 5.1 曲线运动 教学目标 一、知识与技能 1.知道什么是曲线运动。2.知道什么是曲线运动的位移，理解曲线运动位移的计算方法。3.知道曲线运动中速度的方向是如何确定的，理解曲线运动是变速运动。4.结合实例理解物体做曲线运动的条件，对比直线运动和曲线运动的条件，加深对牛顿运动定律的理解。二、过程与方法 体验曲线运动与直线运动的区别；体验曲线运动是变速运动及其速度方向的变化。三、情感、态度与价值观 能领略曲线运动的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲；有参与科技活动的热情，将物理知识应用于生活和生产实践中。教学重点 1.知道什么是曲线运动。2.知道曲线
3、运动中速度的方向是如何确定的。3.理解物体做曲线运动的条件。教学难点 理解物体做曲线运动的条件。教学方法 探究、讲授、讨论、练习。教具准备 投影仪、投影片、斜面、小钢球、小木球、条形磁铁。教学过程 一、新课导入 前面我们学习过了各种直线运动，包括匀速直线运动、匀变速直线运动、自由落体运动等。下面来看这个小实验，判断该物体的运动状态。实验：1.演示自由落体运动，该运动的特征是什么？（轨迹是直线）2.演示平抛运动，该运动的特征是什么？（轨迹是曲线）118 第 3 页 共 118 页 这里我们看到一种我们前面没有学过的运动形式，它与我们前面学过的运动形式有本质的区别。前面我们学过的运动的轨迹都是直线
4、，而我们现在看到的这种运动的轨迹是曲线，我们把这种运动称为曲线运动。二、新课教学（一）曲线运动的位移 教师：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？学生思考并回答：微观世界里如电子绕原子核旋转；宏观世界里如天体运行；生活中如投标抢、掷铁饼、跳高、跳远等均为曲线运动。教师：观察教材 P2图 5.1-1，思考：如何确定物体在从 O 运动到 A 的过程中的位移？学生思考并回答：可以采用建平面直角坐标系的方法，根据物体沿两个方向的分矢量，利用矢量平行四边形定则求曲线位移。练习：自行车场地赛中，运动员骑自行车绕圆形赛道运动一周，下列说法中正确的是（）。A运动员通过的路程为零 B运动员发生的
5、位移为零 C运动员的速度方向时刻在改变 D由于起点与终点重合，速度方向没有改变，因此运动并非曲线运动 答案 BC（二）曲线运动的速度 教师：引导学生看教材 P2图 5.1-2 和图 5.1-3 提出问题：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？教师演示实验：撑开的带有水的伞绕着伞柄旋转，雨滴从伞的边缘飞出，提出问题：雨滴沿什么方向飞出？不同的位置飞出的方向一样吗？你的理由是什么？是否是沿圆周的切线？学生观察实验现象思考并总结规律。教师：下面请同学们看教材 P3演示实验，看完后我将找两位同学到前面配合做实验。教师找两名同学做实验。教师：请同学们观察并思考：为什么说从 A点离开轨道
6、后在白纸上留下的轨迹记录了钢球在 A点的运动方向？同学讨论交流并回答，教师总结。因为 A 离开轨道后不再受轨道束缚，在白纸上做的是直线运动，则物体做直线运动的方向就是物体离开 A 点的速度方向。118 第 4 页 共 118 页 教师：白纸上的墨迹与轨道（曲线）有什么关系？同学讨论交流并回答，教师总结。墨迹与轨道只有一个交点，说明了墨迹所在的直线为轨道所在曲线在该点的切线，也就是说质点在某一点（或某一时刻）的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向。结论：曲线运动速度的方向总是沿轨迹的切线方向。教师提出问题：什么是曲线的切线呢？请同学们看教材 P3图 5.1-5，思考、归纳、总结。教师：速度的定义
7、式是什么？学生：教师：该公式求解出来的是平均速度还是瞬时速度？学生：因为对应的是一段时间，求解出来的是平均速度。教师：平均速度的方向是怎样的？学生：平均速度的方向与位移的方向相同。教师：很好！如右图所示，质点做曲线运动在时间 t 内从A 到 B，这段时间内的位移即为割线 AB，平均速度的方 向 就是割线 AB 的方向。教师：那瞬时速度是如何求解的呢？学生：数学语言讲就是瞬时速度是平均速度的极限值。就是说时间间隔 t 取得越短，该时间段内的运动速度变化就越小，该段时间内的运动近似 成匀速直线运动的误差就越小，平均速度代表瞬时速度的误 差就越小。当 t 0 时，平均速度的极限值就是瞬时速度。教师：
8、如右图，如果 t 取得越小，平均速度的方 向依次变为割线 AC、AD的方向（注意已逐渐逼近 A 处切 线的方向）。当 t 0 时，割线就成了切线，即平均速度极限值即为 A 点的瞬时速度，它的方向便在过 A 点的切线方向上。教师：曲线运动中，物体的运动状态发生了变化了吗？学生思考并回答：速度是运动状态的标志。速度是矢量，有大小和方向。大小和方向中任何一个变化了，速度均发生了变化。物体做曲线运动时，速度的方向在不断变化，所以曲线运动是变速运动，运动状态在不断变化。教师：那曲线运动有加速度吗？tsvA B A B C D 118 第 5 页 共 118 页 学生思考、讨论后回答：因为加速度表示物体变
9、化的快慢，既然速度变化了就一定有加速度。结论：曲线运动是变速运动，有加速度。教师提出问题：速度是矢量，速度能否像力一样进行合成分解呢？速度的合成和分解满足什么规律呢？请同学们看教材 P4，并做例题。学生看书思考，教师点评总结：速度的合成分解满足矢量平行四边形定则，在实际应用中，可根据效果分解或者正交分解。练习：1.如图所示，质点通过位置 P 时的速度、加速度及 P 附近的一段轨迹都在图上标出，其中可能正确的是（）。答案：BD（三）运动描述的实例 演示实验：如教材 P5 图 5.1-9 所示，在一端封闭、长约 l m 的玻璃管内注满清水，水中放一红蜡做的小圆柱体 R，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。
10、教师：介绍实验装置及观察要点。玻璃管快速倒置后静止，蜡块竖直向上的运动可看成匀速直线运动。玻璃管快速倒置后让玻璃管沿水平方向做匀速直线运动。以黑板为参照物观察蜡块的运动轨迹的特点。教师演示并提醒学生认真观察。提出问题：蜡块的轨迹是直线还是曲线？能否看出蜡块的运动是匀速还是变速？本实验现象能否从运动的合成和分解的角度加以分析？学生思考讨论并提出见解，教师引导学生看教材并总结。1蜡块的位置 建立如 P5图 5.1-10 所示的平面直角坐标系：选蜡块开始运动的位置为原点，水平向右的 v a A P v a B P v a C P v a D P 118 第 6 页 共 118 页 方向和竖直向上的方
11、向分别为 x轴和 y轴的正方向。蜡块在两个方向上做的都是匀速直线运动，所以 x、y可以通过匀速直线运动的位移公式 s=vt获得，即：x=vxt y=vyt 这样我们就确定了蜡块运动过程中任意时刻的位置，然而要知道蜡块做的究竟是什么运动这还不够，我们还要知道蜡块的运动速度。下面我们就来探究这个问题。2蜡块的速度 根据我们前面学过的速度的合成与分解知识，蜡块在 P 点的沿 x 轴和沿 y 轴方向的速度分别为 vx、vy，由勾股定理可得 v=2 2y xv v 教师：请同学们分析这个公式，从中我们可以得到什么样的结论？vy、vx都是常量，v 也是常量。也就是说蜡块的速度是不发生变化的，即蜡块做的是匀
12、速运动。教师：因为速度是矢量，所以还要表示出它的方向：v 与 x轴方向的夹角为，则：tan=xyvv 3蜡块运动的轨迹 教师：我们在数学课上就已经学过了直线方程和曲线方程，现在我们能否根据数学知识，由物体的位置坐标 x、y 表示出轨迹方程呢？学生思考讨论，教师总结：根据数学上的消元法，我们可以从这两个关系式中消去变量 t，就可以得到关于 x、y两个变量的方程了。我们可以先从公式中解出 t t=x/vx y=vy x/vx=xyvvx 现在我们对公式进行数学分析，看看它究竟代表的是一条什么样的曲线呢？由于蜡块在 x、y两个方向上做的都是匀速直线运动，所以 vy、vx都是常量，vy/vx也是常量，
13、可见公式表示的是一条过原点的倾斜直线。在物理上这代表什么意思呢？这也就是说，蜡块相对于黑板的运动轨迹是直线，即蜡块做的是直线运动。教师提出问题：物体在什么情况下做曲线运动，即物体做曲线运动的条件是什么？下面我 118 第 7 页 共 118 页 们通过实验研究一下这个问题。（四）物体做曲线运动的条件 实验：利用磁铁、玻璃板、小铁球，如何使小铁球做加速直线运动、做减速直线运动、做曲线运动？制定你的实验方案。学生开始小组讨论，制定实验方案，分工配合进行实验。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。学生归纳总结，教师指导，得出结论。直线加速：F 的方向与 v的方向相同。直线减速
14、：F 的方向与 v的方向相反。曲线运动：F 的方向与 v的方向成一夹角(此夹角不等于 0或 180)。结论：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，物体做曲线运动。练习：1.关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（）。A物体在恒力作用下不可能做曲线运动 B物体在变力作用下有可能做曲线运动 C做曲线运动的物体，其速度方向与加速度方向不在一条直线上 D物体在变力作用下不可能做直线运动 答案：BC 2.某物体在一个足够大的光滑水平面上向西运动，当它受到一个向南的恒定外力作用时，物体的运动将是（）。A直线运动且是匀变速直线运动 B曲线运动，但加速度方向不变，大小不变，是匀变速运动 C曲线运动
15、，但加速度方向改变，大小不变，是非匀变速曲线运动 D曲线运动，加速度方向和大小均改变，是非匀变速曲线运动 答案：B 三、小结 同学们根据自身特点，各自进行。1独立归纳，应用自己熟悉的方式并能找出重点内容。2讨论归纳，列出知识的框架图，说明知识的认知过程。3结合提纲，知识重现，小结归纳。118 第 8 页 共 118 页 四、课堂达标 1下列关于曲线运动的描述中，正确的是（）。A曲线运动可以是匀速运动 B曲线运动一定是变速运动 C曲线运动可以是匀变速运动 D曲线运动的加速度可能为零 答案：BC 2做曲线运动的物体，在运动过程中一定变化的物理量是（）。A速率 B速度 C加速度 D加速度大小 答案：
16、B 3 一物体在力 F1、F2、F3Fn 共同作用下做匀速直线运动，若突然撤去 F2，则该物体（）。A可能做直线运动 B不可能继续做直线运动 C必沿 F2的方向做直线运动 D必沿 F2的反方向做匀减速直线运动 答案：A 4如图所示为一空间探测器的示意图，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间一固定坐标系的 x 轴平行，P2、P4的连线与空间一固定坐标系的 y 轴平行。每台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动。开始时，探测器以恒定速度 v0向正 x轴方向平移。单独分别开动 P1、P2、P3、P4，探测器将分别做什么运动？开动 P2与开动 P4，探测器的运
17、动有何不同？同时开动 P2和 P3，探测器将做什么运动？若四个发动机能产生相同大小的推力，同时开动时探测器将做什么运动？答案：单独开动 P1时，力沿 x 方向，故探测器做匀减速直线运动，单独开动 P3时，探测器做匀加速直线运动；单独开动 P2或 P4时，做匀变速曲线运动。但开动 P2时，探测器在坐标系中 P4 P1 P2 P3 118 第 9 页 共 118 页 第一象限做匀变速曲线运动，而单独开动 P4时，探测器是在第四象限做匀变速曲线运动。同时开动 P2和 P3，合外力方向与 x、y 方向均成 45角，探测器做匀变速曲线运动。同时开动四个发动机，探测器做匀速直线运动。五、布置作业 教材 P
18、7 第 2 题、第 4 题 5.2 平抛运动 教学目标 一、知识与技能 1研究并认识平抛运动的条件和特点。2 理解平抛运动可以看作水平方向的匀速直线运动和自由落体运动的合运动，并进一步理解运动合成和分解的等时性和独立性。3掌握平抛运动分解方法，推导平抛运动规律并会运用平抛运动规律解答相关问题。4知道什么是一般的抛体运动，定性了解一般抛体运动的分析处理方法。二、过程与方法 1通过观察演示实验，概括出平抛运动的特点。培养学生的观察与分析能力。2利用已知的直线运动规律来研究复杂的曲线运动，渗透物理学中“化繁为简”的思想。三、情感、态度与价值观 1培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神。
19、2培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学作风。重点难点 重点：平抛运动的特点和规律。难点：对平抛运动的两个分运动的理解。教学方法 实验观察、推理归纳 118 第 10 页 共 118 页 教学用具 平抛运动演示仪、多媒体及课件 教学过程 一、引入新课 粉笔头从桌面边缘水平飞出，观察粉笔头在空中做什么运动，这种运动具有什么特点，本节课我们就来学习这个问题。二、新课教学（一）平抛运动 1 定义：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体只在重力作用下所做的运动，叫做平抛运动。举例：用力打一下桌上的小球，使它以一定的水平初速度离开桌面，小球所做的运动就是平抛运动，并且我们看见它做的是曲
20、线运动。分析：平抛运动为什么是曲线运动？（因为物体受到与速度方向成角度的重力作用）2平抛运动的特点 下面用电脑给学生演示平抛运动多媒体课件。演示一：平抛运动与自由落体运动的比较（如图 1）。对桌面上的红色小球，给它一水平速度 v0，当它离开桌面的同时将另一绿色小球从桌子边沿自由下落。（这时两小球用慢镜头下落，学生看得非常清楚）在下落过程中我们可随时单击鼠标使运动暂停进行观察，可以看到任一时刻两小球在同一水平线上，从而使学生清楚地看到平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。演示二：平抛运动与匀速直线运动的比较（如图 2）。让红色小球以水平速度 v0抛出的同时，让另一黄色小球以速度 v0沿水平方向做匀
21、速直线运动，同样可随时单击鼠标使运动暂停进行观察。可以看到，任一时刻两小球都在同一竖直线上，从而使学生清楚地看到平抛运动在水平方向上是匀速直线运动。118 第 11 页 共 1 18 页 演示三：竖直及水平方向上的全面观察(如图 3)。让红色小球以水平速度 v0抛出的同时，让黄色小球以速度 v0沿水平方向作匀速直线运动，让绿色小球从桌子边沿自由下落，同样可随时单击鼠标使运动暂停。可以看到，任一时刻平抛红球与竖直方向自由落体的绿球在同一水平线上，与水平方向匀速运动的黄球在同一竖直线上。通过上面的演示，让学生总结，得出结论：平抛运动可看作 两个分运动的合运动 即：受力特点：只受重力的作用；运动特点
22、：具有水平方向的初速度，加速度为 g的运动。练习：1.做平抛运动的物体，在水平方向通过的最大距离取决于（）。A物体的高度和受到的重力 B物体受到的重力和初速度 C物体的高度和初速度 D物体受到的重力、高度和初速度 答案：C 2.关于平抛运动，下列几种说法中正确的是（）。A平抛运动是一种不受任何外力作用的运动 B平抛运动是曲线运动，它的速度方向不断改变，不可能是匀变速运动 C平抛运动可以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 D平抛运动的落地时间与初速度大小无关，而落地时的水平位移与抛出点的高度有关 答案：CD（二）平抛运动的速度 水平方向匀速直线运动 竖直方向自由落体运 118
23、第 12 页 共 118 页 教师提出问题：请同学们看教材第 8、9 页，归纳总结平抛运动的研究方法。学生看教材，思考讨论并总结。教师提问，归纳。做平抛运动的物体，在水平方向上由于不受力，将做匀速直线运动；在竖直方向上物体的初速度为 0，且只受到重力作用，物体做自由落体运动，加速度等于 g。所以，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两个分运动来研究。平抛运动的速度 以抛出点为坐标原点，水平方向为 x轴（正方向和初速度 v0的方向相同），竖直方向为 y轴，正方向向下，则 水平分速度：vx v0 竖直分速度：vy gt 合速度：教师：根据我们的分析和推理，能否判断做平抛
24、运动的物体的速度方向随时间的变化规律？学生看书、思考并回答：速度方向与竖直方向的夹角越来越小。教师：下面请同学们做教材 P9例题 1。学生：做例题。教师：巡视并指导，投影展示部分同学的做题过程，并点评，出示标准的解题步骤。教师：请同学们思考，什么叫位移？如何表示做平抛运动的物体从抛出经某一段时 间的位移？练习：以初速度 v0水平抛出一物体，当其竖直分位移与水平分位移相等时（）。A竖直分速度等于水平分速度 B瞬时速度为 v0 C运动时间为 2 v0/g D速度变化方向在竖直方向上 答案：CD（三）平抛运动的位移 2 2x y tv v v 0tanyxvgtv v 118 第 13 页 共 11
25、8 页 1.研究方法：以抛出点为坐标原点，水平方向为 x 轴（正方向和初速度 v0的方向相同），竖直方向为 y 轴，正 方向向下。2.分位移（即位置坐标）的表示方法：水平位移：x=v0t 竖直位移：212y gt 教师：请同学们思考如何计算合位移？怎样表示其方向？学生思考讨论并回答。合位移：方向：0tan2y gtx v 演示实验：用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，做平抛运动，同时 B 球被松开，做自由落体运动。现象：越用力打击金属片，A 球的水平速度也越大；无论 A球的初速度多大，它总是与 B球同时落地。用课件模拟教材图 5.26 的实验。结果分析：平抛运动在竖直方向上是自由落体运
26、动，水平方向的速度大小并不影响平抛物体在竖直方向上的运动。而水平分运动是匀速的，且不受竖直方向的运动的影响。教师：请同学们做教材 P11例题 2。教师巡视并指导，投影展示部分同学的做题过程，并点评，出示标准的解题步骤。教师：数学上的抛物线怎样定义？物理上的抛物线怎样定义？两者什么关系？学生看书总结，了解物理规律的认识历程。教师提出问题：若物体的抛出方向不水平，这样的抛体运动我们称之为一般抛体运动。我们是否可以借助平抛运动的研究方法研究一般抛体运动呢？学生思考，交流讨论。教师总结。练习：1.在平台上水平抛出一物体，经 t 秒后它的速度的大小增大为原来的 2 倍，则初速度为，这时经过的水平位移为。
27、（重力加速度为 g）答案：gt；gt2 2 2S x y 118 第 14 页 共 118 页 2.一物体做平抛运动，在落地前 1 s内，它的速度与水平方向的夹角由 37变为 53 求：（1）物体抛出时的初速度（2）物体在这一秒内下落的高度。（g=10 m/s2）答案：（1）22.4m/s；（2）17.5 m（四）一般的抛体运动 1.研究方法：竖直、水平两个方向分解。2.规律：水平：匀速直线运动 竖直：初速度不为零，加速度为 g 的匀变速直线运动。三、课堂小结 本节课我们主要学习了 1什么是平抛运动 2平抛运动可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平抛运动的规律 同时也定性
28、的了解了一般的抛体运动及其分析方法。四、课堂练习 1一个物体以初速度 v0水平抛出，经时间 t，竖直方向速度大小为 v0，则 t为（）。A0vg B02vg C02vg D02vg 答案：A 2.物体做平抛运动时，它的速度的方向和水平方向间的夹角 的正切 tan 随时间 t 变化的图像是下图中的（）。答案：B 3.有一物体在高 h 处，以初速 v0水平抛出，不计空气阻力，落地时速度为 v1，竖直分速度 118 第 15 页 共 118 页 vy，水平飞行距离 S，则物体在空中飞行的时间为（）。A2 21 0v vg B2hg C2yhv D1Sv 答案：ABC 4.一同学做“研究平抛物体运动”
29、的实验，只在 纸上记下重锤线 y的方向，忘记在纸上记下斜槽末端位置，并在坐标纸上描出如图所示的曲线，现在我们可以在曲线 上取A、B两点，用刻度尺分别量出它们到 y的距离 AA=X1，BB=x2，以及竖直距离 h，从而求出小球抛出的初速度 v0为（）。A.2 22 1()/2 x x g h B22 1()/2 x x g h C1 22 2x x gh D1 22 2x x gh 答案：A 5.将一个物体以水平速度 v0抛向一个倾角为 的斜面，物体与斜面碰撞时的交角。求：飞行时间。到达斜面时的速度。答案：v0tan（-）/g v0/cos（-）五、布置作业 教材 P12 第 1 题、第 4 题
30、。5.3 实验：研究平抛运动 教学目标 一、知识与技能 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.会设计实验并描绘出平抛运动的轨迹。2x A A B 1x B h v0 118 第 16 页 共 118 页 3.能够通过对平抛运动轨迹的分析判断轨迹是否为抛物线。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。二、过程与方法 1.通过对实验过程的探究，掌握研究平抛运动规律的方法。2.通过自行设计实验验证平抛运动的规律，体验实验探究的过程。三、情感、态度与价值观 通过实验探究平抛运动的规律，激发学习兴趣，增强求知欲望。教学重点 1.如何设计实验。2.
31、如何处理实验数据。3.通过实验处理结果加深对平抛运动的理解。教学难点 实验设计及数据处理中的困难。教学过程 教师：在上节课的学习中我们通过理论研究了解到平抛运动可以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。同学们是否可以设计一个实验，根据你所设计的实验，把平抛运动物体的轨迹描绘出来。学生：看教材并分析思考。教师有针对性的介绍以下几种实验方案，并让学生动手做实验。一、平抛运动物体轨迹的描绘 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
32、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，每秒拍摄约 15帧照片。可以用它拍摄小球从水平桌面飞出后水平喷出的细水柱 显示平抛运动轨迹 118 第 17 页 共 118 页 做平抛运动的几张连续照片。如果用数学课上画函数图像的方格黑板做背景，就可以
33、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
34、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。如下图所示。118 第 18 页 共 118 页 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
35、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。学生：根据实验方案三分组动手做实验，并在平面直角坐标系中描绘出平抛物体的轨迹。教师：同学们得到的曲线是否是抛物线，能利用数学知识证明它是抛物线吗？二、平抛运动轨迹的分析 一判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 1.建立坐标系：以抛出时物体的速度为 x轴正方
36、向，以竖直向下为 y 轴正方向。2.在 x 轴上作出等距离的几个点 A1，A2，A3；把线段 OA1的长度记为 l，则 OA2=2l，OA3=3l，。由 A1、A2、A3向下做垂线，与抛体轨迹分别交与 M1、M2、M3，3.提出假设，若轨迹是抛物线，则 y=ax2。4.测量，证明。结论：平抛运动的轨迹是抛物线。二计算平抛物体的初速度 教师：根据平抛运动的轨迹如何求解平抛运动的 初速度呢？学生思考回答，由于 y=221gt和 x=v0t得到 y M3 O M1 M2 M3 x A1 A2 A3 118 第 19 页 共 118 页。教师引导学生进一步思考，为了求出平抛运动的初速度 v0，需测那些
37、量？学生思考后回答：在轨迹上任意找一点，测出该点的纵坐标 y和横坐标 x。三、课堂小结 本节课主要是根据平抛运动的特点，通过实验获得轨迹，通过对轨迹分析和计算，理解平抛运动物体的轨迹是抛物线，并且根据轨迹计算得出了平抛运动的初速度。四、课堂练习 1.关于做平抛运动的物体，下列说法正确的是（）。A物体只受重力作用，做的是 a=g 的匀变速运动 B初速度越大，物体在空间的运动时间越长 C物体在运动过程中，在相等的时间间隔内水平位移相等 D物体在运动过程中，在相等的时间间隔内竖直位移相等 2.如图所示，物体做平抛运动时，描述物体在竖直方向上的速度 vy（取向下为正）随时间变化的图像是（）。3.研究平
38、抛运动，下面哪些做法可以减小实验误差（）。A使用密度大、体积小的钢球 B尽量减小钢球与斜槽间的摩擦 C实验时，让小球每次都从同一高度由静止开始滚下 D使斜槽末端的切线保持水平 4.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）时撞开接触开关 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 H 做同样的实验，发现位于同一高度的 A、B两个小球总是同时落地，该实验现象说明了 A 球在离开轨道后（）。ygxv220 t vy O A.t vy O B t vy O C t vy O D.118 第 20 页 共 118 页 A水平方向的分运动是匀速直线运动
39、 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 5.某同学设计了如图的实验：将两个倾斜滑道固定在同一竖直平面内，最下端水平，滑道2 与光滑水平板吻接。把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止开始同时释放，则他将观察到的现象是，这说明。6.在做本实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画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必须不同 C每次必须由静止释放小球 D用铅笔记录小球位置时，每次必须严格地等距
40、离下降 E小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相触 F将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 7.如右图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为 5cm，如果取 g 10m/s2，那么：照相机的闪光频率是 Hz；小球运动中水平分速度的大小是 m/s；小球经过 B点时的速度大小是 m/s。8.在探究平抛运动的规律时，我们首先可由实验得到平抛运动在竖直方向上的运动特点是B A S H v0 v0 1 2 A B C 118 第 21 页 共 118 页 自由落体运动。请问，你能否根据实验得到的平抛运动的轨迹曲线，分析得出平抛运动在水平方向上的运动有何规律
41、？答案：1.AC 2.D 3.ACD 4.C 5.两小球将在水平板上相碰；平抛运动物体水平方向作匀速直线运动。6.ACE 7.10，1.5，2.5 解析：千万不要认为 A点是出发点，题目没说就是不知道，计算过后才能确定。8.因为竖直方向上是自由落体，根据公式 可知连续相等的时间内的位移之比为 1：3：5，可以在竖直方向分别作 y=5m，y=20m，y=45m 的直线交轨迹与 ABC 三点，这些点所对应的横坐标即为平抛运动的水平分运动在相邻相等的时间间隔里所达到的位置。这样我们就找出了水平分运动在相邻相等的时间间隔内所发生的位移，观察这些水平分位移，发现物体水平方向是匀速直线运动。五、布置作业
42、1.写本实验的实验报告。2.教材 P15 问题与练习第 2 题。5.4 圆周运动 教学目标 一、知识与技能 1 理解线速度的概念，知道它就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度；理解角速度和周期的概念，会用它们的公式进行计算。2理解线速度、角速度、周期之间的关系：v=r=2 r T。3理解匀速圆周运动是变速运动。二、过程与方法 221gt h 118 第 22 页 共 118 页 1.联系日常生活中所观察到的各种圆周运动的实例，找出共同特征。2.知道描述物体做圆周运动快慢的方法，进而引出描述物体做圆周运动快慢的物理量：线速度 v、角速度、周期 T、转速 n等。3.探究线速度与角速度之间的关系。三、情感
43、、态度与价值观 1通过观察、分析总结及探究等，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。2通过极限思想和数学知识的应用，体会学科知识间联系，建立普遍联系的观点。3通过亲身感悟，使学生获得对描述圆周运动快慢的物理量（线速度、角速度、周期等）以及它们相互关系的感性认识。教学重点 线速度、角速度、周期概念，及其相互关系的理解和应用，匀速圆周运动的特点。教学难点 角速度概念的理解和匀速圆周运动是变速曲线运动的理解。教具 多媒体课件、机械钟表、小球、细线等。教学过程 一、导入新课 演示机械式钟表时针、分针、秒针的运动情况（可以拨动钟表的调节旋钮），让学生观察后说出不同指针运动的特点，从而引出圆周运动的概
44、念。情景导入 课件展示生活中常见的圆周运动：观览车 脱水桶 生活中，我们一定见过很多类似的运动，它们的运动轨迹是一些圆，我们把这种运动叫做圆周运动。教师提出问题：对于圆周运动又如何描述它们的运动快慢呢？二、新课教学 118 第 23 页 共 118 页（一）线速度（1）用多媒体投影一个质点做圆周运动，在相等的时间里通过相等的弧长。（2）并出示定义：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度相同，这种运动就叫匀速圆周运动。（3）举例：通过放录像让学生感知：一个电风扇转动时，其上各点所做的运动，地球和各个行星绕太阳的运动，都认为是匀速圆周运动。（4）通过电脑模拟：两个物体都做圆周运动，但快慢
45、不同，过渡引入下一问题。教师点拨：我们发现，两个点在相同的时间内通过的弧长不相等，通过的弧长长的点运动得快，通过的弧长短的点运动得慢。这样，做圆周运动的物体通过的弧长与所用时间的比值能够描述物体运动的快慢，我们把它称之为线速度。定义：做圆周运动的质点通过的弧长 s与通过这段弧长所用时间 t的比值叫做圆周运动的线速度 v=st 说明：（1）线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。（2）线速度是矢量，它既有大小，也有方向。（3）匀速圆周运动是一种非匀速运动，因为线速度的方向在时刻改变。匀速指的是速率不变。（4）线速度的单位：m/s。教师提出问题：下雨天淋过雨的伞快速转动伞柄，伞上的水滴沿什么方向飞出
46、？学生思考讨论并回答：飞出的水滴在离开伞的瞬间，由于惯性要保持原来的速度方向，因而表明了切线方向即为此时刻线速度的方向。教师提问并总结：圆周运动线速度的方向即为过圆周上该点的切线方向。（二）角速度 教师：请同学们阅读教材 P17 18，并思考以下几个问题：118 第 24 页 共 118 页 什么是角速度？用什么符号表示它？角速度的单位是什么？什么叫周期？什么叫转速？转速的单位、符号分别是什么？学生阅读教材并思考以上几个问题。教师总结：1.角速度 物理意义：描述质点转过的圆心角的快慢。定义：在匀速圆周运动中，连接运动质点和圆心的半径转过 的角度跟所用时间 t的比值，就是质点运动的角速度。定义式
47、：=t。圆心角 的大小可以用弧长和半径的比值来描述，这个比值是没有单位的，为了描述问题的方便，我们“给”这个比值一个单位，这就是弧度。弧度不是通常意义上的单位，计算时，不能将弧度带到算式中。国际单位制中，角速度的单位是弧度每秒（rad s）。2.周期 做圆周运动的质点运动一周所用的时间叫周期，用符号 T 表示，国际单位为秒，符号为 s。3.转速 每秒钟转过的圈数叫转速。单位为转每秒（r/s）或转每分（r/min）。教师提出问题：既然线速度、角速度都是用来描述匀速圆周运动快慢的物理量，那么它们之间有什么样的关系呢？（三）线速度、角速度之间的关系 如图，设物体做圆周运动的半径为 r，由 A 运动到
48、 B 的时间为 t，AB 弧长为 s，AB弧对应的圆心角为，当以弧度为单位时，=rs v=st=t v=r 即在圆周运动中，线速度的大小等于角速度的大小 与 半 径的乘积。讨论：（1）当 v 一定时，与 r成反比。118 第 25 页 共 118 页（2）当 一定时，v与 r成正比。（3）当 r 一定时，v 与 成正比。三、课堂小结 本节课通过描述做匀速圆周运动物体的快慢问题，引入了匀速圆周运动的线速度与角速度及周期、频率、转速等概念，最后推导出线速度、角速度、周期间的关系。匀速圆周运动的实质是匀速率圆周运动，它是一种变速运动。描述匀速圆周运动快慢的物理量：线速度：v=ts 角速度：=t 周期
49、与频率：f=T1 相互关系：v=Tr 2=T 2 v=r 四、课堂训练 1.一个质点做匀速圆周运动时，它在任意相等的时间内（）。A通过的弧长相等 B通过的位移相等 C转过的角度相等 D速度的变化相等 2.关于匀速圆周运动的判断，下列说法中正确的是（）。A.角速度不变 B.线速度不变 C.向心加速度不变 D 周期不变 3.如右图所示，A、B 是两个摩擦传动的靠背轮，A 是 主 动轮，B 是从动轮，它们的半径 rA 2rB，a 和 b 两点在轮的 边 缘，c 和 d 在各轮半径的中点，下列判断正确的有（）。A.va=2vb B.b=2a C.vc=va D.b=c 4.一个大钟的秒针长 20cm，
50、则针尖的线速度是，分针与秒针从某次重合到下次重合的时间为。5.关于角速度和线速度，说法正确的是（）。A.半径一定，角速度与线速度成反比 B.半径一定，角速度与线速度成正比 C线速度一定，角速度与半径成正比 118 第 26 页 共 118 页 D角速度一定，线速度与半径成反比 6如图所示，地球绕 OO轴自转，则下列说法正确的是（）。A A、B两点的角速度相等 B A、B 两点线速度相等 C A、B 两点的转动半径相同 D A、B两点的转动周期相同 7 A、B 两质点分别做匀速圆周运动，在相同时间内，它们通过的弧长之比 A B=2 3，而转过的角度之比 A B=3 2，则它们的周期之比 A B=