【正文】 直角坐標(biāo)系如圖出發(fā)點(diǎn)為原點(diǎn)O水平方向x豎直方向y 加速度a 初速度g0 速度為 的勻速直線運(yùn)動 初速度為 的豎直上拋運(yùn)動③根據(jù)兩分運(yùn)動方向各自的速度及加速度分析兩個分運(yùn)動方向各自對應(yīng)的運(yùn)動狀態(tài) 任一時刻的位置 水平方向勻速，t時間內(nèi)的位移為，豎直方向?yàn)樨Q直上拋運(yùn)動，t時間內(nèi)位移為，所以任一時刻的位置坐標(biāo)為（，）位移 任一時刻的速度 最大高度及落地時間 水平方向：勻速 豎直方向：豎直上拋。豎直上拋運(yùn)動是一個對稱的運(yùn)動，最大高度，時間 九、關(guān)于坐標(biāo)系的建立師：在剛才我們的研究中，我們都是選擇沿水平方向和豎直方向建立直角坐標(biāo)系，那是不是我們一定要研究水平方向和豎直方向建立坐標(biāo)系呢？師：不是的，坐標(biāo)系的建立是以方便研究問題為原則。參考系的建立是任意的。只要牢記，建立參考系分解運(yùn)動后兩分運(yùn)動是各自獨(dú)立，互不干擾。二、若沿斜面方向（x）和垂直于斜面方向(y)建立直角坐標(biāo)系呢x:初速度為加速度為的勻加速直線運(yùn)動 y:類豎直上拋。初速度為 加速度為 時間由豎直方向求解： 師：那是不是一定要建立直角坐標(biāo)系呢？ 實(shí)驗(yàn)：研究平拋運(yùn)動★教學(xué)目標(biāo)1. 知道平拋運(yùn)動可以分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動。2. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這個結(jié)論，加強(qiáng)感官印象，加深對平拋運(yùn)動特點(diǎn)的理解。3. 能夠設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)得到物體做平拋運(yùn)動的軌跡，能夠?qū)ζ綊佭\(yùn)動軌跡進(jìn)行研究得到結(jié)論。4. 能夠通過對平拋運(yùn)動軌跡的研究計(jì)算平拋運(yùn)動物體的初速度。通過對實(shí)驗(yàn)過程的探究，掌握研究平拋運(yùn)動規(guī)律的方法。通過自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平拋運(yùn)動的規(guī)律，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的過程。5. 通過實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)，并進(jìn)行有效的理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和求知的欲望。以此滲透刻苦學(xué)習(xí)、勤奮工作精神的美德教育。通過自己的設(shè)計(jì)和操作得出結(jié)論，增強(qiáng)學(xué)生的自信心和成就感，促進(jìn)學(xué)生更好的學(xué)習(xí)?！锝虒W(xué)重點(diǎn)1. 如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。2. 如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3. 通過實(shí)驗(yàn)處理結(jié)果加深對平拋運(yùn)動的理解★教學(xué)難點(diǎn)1. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理中的困難?！锝虒W(xué)過程 師：在上節(jié)課的學(xué)習(xí)中我們通過理論研究了解到平拋運(yùn)動可以分解水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動。本節(jié)課我們的學(xué)習(xí)目標(biāo)就是通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證我們通過理論分析得到的結(jié)論是否正確。一、水平方向的運(yùn)動規(guī)律 師：首先我們先來研究平拋運(yùn)動水平方向的運(yùn)動規(guī)律。理論分析知平拋運(yùn)動水平方向的運(yùn)動規(guī)律是勻速直線運(yùn)動。那么請同學(xué)們設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證這個結(jié)論。學(xué)生思考討論，5分鐘后，請各組派一個代表發(fā)言。大家共同討論。 師：綜合大家的思想，為了驗(yàn)證這個結(jié)論，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方向是能夠觀察到初速度為的平拋運(yùn)動水平方向的運(yùn)動與速度為的水平方向的勻速直線運(yùn)動運(yùn)動情況相同。為此我們?nèi)蓚€物體，一個物體A以某一速度在水平方向做勻速直線運(yùn)動，另一個物體B以同樣速度為初速度做平拋運(yùn)動，根據(jù)理論，結(jié)果應(yīng)該是AB兩物體水平方向的相對位置不變，如果兩物體出發(fā)點(diǎn)的水平坐標(biāo)相同，則在運(yùn)動過程中AB兩物體始終處于同一豎直方向，即水平位置始終相同。 師：根據(jù)這個思想，我這里有個實(shí)驗(yàn)案例供大家參考。兩個相同的弧形軌道上面分別裝有電磁鐵，將小球分別吸在電磁鐵上，然后切斷電源，兩球同時開始運(yùn)動， 仔細(xì)體會這個實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理，大家都來說說這個實(shí)驗(yàn)觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該又是什么？ 生：觀察到的結(jié)果應(yīng)該是兩球相撞。有條件的帶領(lǐng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證學(xué)生的猜想。無條件的帶領(lǐng)學(xué)生觀看視頻動畫。（平拋與勻速直線運(yùn)動的比較） 【實(shí)驗(yàn)表明】:平拋運(yùn)動水平方向的運(yùn)動規(guī)律是勻速直線運(yùn)動。二、豎直方向的運(yùn)動規(guī)律 師：接著我們研究平拋運(yùn)動豎直方向的運(yùn)動規(guī)律。理論分析知平拋運(yùn)動豎直方向的運(yùn)動規(guī)律是自由落體運(yùn)動。兩樣請同學(xué)們設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證這個結(jié)論。學(xué)生思考討論，5分鐘后，請各組派一個代表發(fā)言。大家共同討論。 師：綜合大家的思想，為了驗(yàn)證這個結(jié)論，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方向是能夠觀察到從某高度H做平拋運(yùn)動的物體豎直方向的運(yùn)動跟從同一高度H自由下落的物體的運(yùn)動情況相同。為此我們?nèi)蓚€物體，主要就是取兩個物體，一個物體A從某一高度H做自由落體運(yùn)動，另一個物體B以某一速度從同一高度H做平拋運(yùn)動，如果它們同時出發(fā)，根據(jù)理論，結(jié)果應(yīng)該它們豎直方向運(yùn)動情況一樣，AB兩物體豎直方向的相對位置不變，運(yùn)動過程中AB兩物體始終處于同一水平方向，即豎直位置始終相同。 師：根據(jù)這個思想，我這里有個實(shí)驗(yàn)案例供大家參考。用小錘打擊彈簧金屬片，金屬片把A球沿水平方向拋出，同時B球被松開，自由下落。A、B兩球同時開始運(yùn)動。 仔細(xì)體會這個實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理，大家都來說說這個實(shí)驗(yàn)觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該又是什么？ 生：觀察到的結(jié)果應(yīng)該是兩球同時落體，因?yàn)閷τ凇巴瑫r”用眼睛不容易確定，但我們可以聽聲音，如果是一個聲音，說明同時落地。有條件的帶領(lǐng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證學(xué)生的猜想。無條件帶領(lǐng)學(xué)生看視頻文件：平拋豎起方向運(yùn)動；觀看動畫：平拋與自由落體綜合觀看動畫：平拋物體的運(yùn)動 【實(shí)驗(yàn)表明】:平拋運(yùn)動豎直方向的運(yùn)動自由落體運(yùn)動。水平噴出的細(xì)水柱顯示平拋運(yùn)動軌跡。A三、通過實(shí)驗(yàn)獲得平拋運(yùn)動軌跡 師：剛才的演示實(shí)驗(yàn)中，我們進(jìn)行的都是定性的觀察，如果要定量地對平拋運(yùn)動進(jìn)行研究，我們首先必須設(shè)法描繪物體做平拋運(yùn)動的軌跡。 師：為了獲得平拋運(yùn)動的軌跡，我這里提供幾種方法供同學(xué)們自己選擇方法1：用水流研究平拋物體的運(yùn)動如圖，倒置的飲料瓶內(nèi)裝著水，瓶塞內(nèi)插著兩根兩端開口的細(xì)管，其中一根彎成水平，且水平端加接一段更細(xì)的硬管作為噴嘴。水從噴嘴中射出，在空中形成彎曲的細(xì)水柱，它顯示了平拋運(yùn)動的軌跡。設(shè)法把它描在背后的紙上就能進(jìn)行分析處理了。插入瓶中的另一根細(xì)管的作用，是保持從噴嘴射出水流的速度不變，使其不隨瓶內(nèi)水面的下降而減小。這是因?yàn)樵摴苌隙伺c空氣相通，A處水的壓強(qiáng)始終等于大氣壓，不受瓶內(nèi)水面高低的影響。因此，在水面降到A處以前的很長一段時間內(nèi)，都可以得到穩(wěn)定的細(xì)水柱。方法2:用數(shù)碼照相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)記錄平拋運(yùn)動的軌跡 數(shù)碼相機(jī)大多具有攝像功能，每秒鐘拍攝約15幀照片?？梢杂盟臄z小球從水平桌面飛出后做平拋運(yùn)動的幾張連續(xù)照片。如果用數(shù)學(xué)課上畫函數(shù)圖象的方格黑板做背景，就可以根據(jù)照片上小球的位置在方格紙上畫出小球的軌跡。方法3:斜面、小槽、小球等實(shí)驗(yàn)儀器(實(shí)驗(yàn)室最常用的一種方法)實(shí)驗(yàn)圖如下：將平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn)器置于桌面，裝好平拋軌道，使軌道的拋射端處于水平位置。調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲，觀察重垂線或氣泡水準(zhǔn)，使面板處于豎直平面內(nèi)，卡好定位板。將描跡記錄紙襯墊一張復(fù)寫紙或打字蠟紙，緊貼記錄面板用壓紙板固定在面板上，使橫坐標(biāo)x軸在水平方向上，縱坐標(biāo)y軸沿豎直方向向下(若用白紙，可事先用鉛筆在紙上畫出x、y坐標(biāo)軸線)，并注意使坐標(biāo)原點(diǎn)的位置在平拋物體(鋼球)的質(zhì)心(即球心)離開軌道處。把接球擋板拉到最上方一格的位置。將定位板定在某一位置固定好。鋼球緊靠定位板釋放，球沿軌道向下運(yùn)動，以一定的初速度由軌道的平直部分水平拋出。下落的鋼球打在向面板傾斜的接球擋板上，同時在面板上留下一個印跡點(diǎn)。再將接球擋板向下拉一格，重復(fù)上述操作方法，打出第二個印跡點(diǎn)，如此繼續(xù)下拉接球擋板，直至最低點(diǎn)，即可得到平拋的鋼球下落時的一系列跡點(diǎn)。變更定位板的位置，即可改變鋼球平拋的初速度，按上述實(shí)驗(yàn)操作方法，便可打出另一系列跡點(diǎn)。取下記錄紙，將各次實(shí)驗(yàn)所記錄的點(diǎn)分別用平滑曲線連接起來，即可得到以不同的初速度做平拋運(yùn)動的軌跡圖線。如圖所示。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（１）必須保證記錄面板處于豎直平面內(nèi)，使平拋軌道的平面靠近板面。（２）調(diào)節(jié)斜槽末端水平，使小球飛出時的速度是水平方向?？蓪⑿∏蚍庞诖颂幷{(diào)節(jié)到小球不會左右滾動即可。（３）貼坐標(biāo)紙時，可以用重錘線幫助完成，使重錘線與坐標(biāo)紙的一條線重合，則這條線就是縱坐標(biāo)。（４）坐標(biāo)原點(diǎn)是斜槽末端處小球球心的位置。（５）每次從同一高度無初速釋放小球。（６）選取軌跡上離原點(diǎn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)來測量x,y的值可減小誤差。描點(diǎn)時，應(yīng)使視線與所描的點(diǎn)齊平。觀看實(shí)驗(yàn)動畫：研究平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn)3改進(jìn)版圖2在做“研究平拋物體的運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中，為了確定小球在不同時刻所通過的位置，實(shí)驗(yàn)時用右圖所示的裝置，將一塊平木板釘上復(fù)寫紙和白紙，豎直立于槽口前某處，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止滑下，小球撞在木板上留下痕跡A；將木板向后移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止滑下，小球撞在木板上留下痕跡B；又將木板再向后移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止滑下，再得到痕跡C。以此也能得到軌跡。 師：改進(jìn)版與原版有什么估點(diǎn)？ 生：得出的用來描軌跡的點(diǎn)的水平距離相等，根據(jù)平拋運(yùn)動的特點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)間的時間間隔應(yīng)該是一樣的。四、對平拋運(yùn)動軌跡的研究 師：通過實(shí)驗(yàn)我們手頭上已經(jīng)有了好幾條平拋運(yùn)動的軌跡了，根據(jù)平拋運(yùn)動的軌跡我們能得出平拋運(yùn)動水平方向勻速，豎直方向自由落體這樣的結(jié)論嗎？怎樣判斷？ 生：能，根據(jù)理論如果物體做平拋運(yùn)動，則任一時刻物體的坐標(biāo)應(yīng)該為（，），并且得到平拋運(yùn)動的軌跡方程，對于一個確定的平拋運(yùn)動，是一個常量，所以平拋運(yùn)動物體任一時刻的位置坐標(biāo)x、y應(yīng)該滿足。我們在得到的平拋運(yùn)動軌跡上任選幾個點(diǎn)，測量出坐標(biāo)，看y與x2的比值是否是一個常量。如果是，說明物體做的是平拋運(yùn)動。五、計(jì)算平拋運(yùn)動的初速度 師：根據(jù)平拋運(yùn)動的軌跡如何求解平拋運(yùn)動的初速度呢？ 生：根據(jù)公式有 圓周運(yùn)動★教學(xué)目標(biāo)1. 理解什么是線速度、角速度和周期2. 知道什么是勻速圓周運(yùn)動3. 線速度、角速度及周期之間的關(guān)系4. 培養(yǎng)學(xué)生建立模型的能力及分析綜合能力5. 通過運(yùn)用理論分析生活實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體會學(xué)以致用后的成就感?！锝虒W(xué)重點(diǎn)1. 線速度、角速度和周期的概念，線速度、角速度及周期之間的關(guān)系。2. 運(yùn)用所學(xué)分析實(shí)例★教學(xué)難點(diǎn)1. 運(yùn)用所學(xué)分析實(shí)例。加深體會各物理量間的關(guān)系?！锝虒W(xué)過程一、引入 師：同學(xué)們，在前面學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動的基礎(chǔ)上，今天我們來一起學(xué)習(xí)一個比較有代表性的曲線運(yùn)動：圓周運(yùn)動。 師：有沒有同學(xué)能夠告訴我什么是圓周運(yùn)動。 生：顧名思義，圓周運(yùn)動就是運(yùn)動軌跡是圓周的運(yùn)動。 師：那同學(xué)們能不能從日常生活中舉出一些實(shí)例呢？學(xué)生舉例，老師予以肯定，生活中圓周運(yùn)動的例子太多了 師：同學(xué)們回答得很好。圓周運(yùn)動在生活中是一個常見的運(yùn)動。大到地球繞太陽運(yùn)動，小到電子繞原子核運(yùn)動。甚至是狗咬尾巴等。帶領(lǐng)學(xué)生觀看視頻：生活圓周；兒童轉(zhuǎn)椅轉(zhuǎn)動；飛機(jī)轉(zhuǎn)椅的轉(zhuǎn)動 師：要研究圓周運(yùn)動，自然要研究圓周運(yùn)動的速度，加速度等物理量。我們先來研究做圓周運(yùn)動的物體的速度。 師：速度是表示物體運(yùn)動快慢的物理量。下面我們就以自行車為例研究做圓周運(yùn)動物體的速度特點(diǎn)。如下圖：ABC 師：當(dāng)自行車在行駛時，圖中ABC三點(diǎn)做的是圓周運(yùn)動嗎？ 生：不是，ABC三點(diǎn)相對于地面做的不是圓周運(yùn)動，但如果以自行車架為參考系，則ABC三點(diǎn)做的是圓周運(yùn)動。 師：那以自行車架為參考系時，ABC三點(diǎn)哪個點(diǎn)運(yùn)動得更快些呢？學(xué)生討論，因?yàn)閰⒄諛?biāo)準(zhǔn)不同，所以沒有統(tǒng)一答案。教師聽取結(jié)論，不作評斷。 師：通過剛才的討論，我們并沒有得到統(tǒng)一的結(jié)論。那究竟是誰錯了呢？對于AB兩點(diǎn)，有的同學(xué)認(rèn)為AB兩點(diǎn)是一同轉(zhuǎn)動的，所以它們的運(yùn)動快慢應(yīng)該是一樣的；但有的同學(xué)認(rèn)為，雖然它們是一同轉(zhuǎn)動的，但相同的時間內(nèi)它們走過路程卻不一樣，所以AB兩點(diǎn)的運(yùn)動快慢是不一樣的。 師：同樣，對于BC兩點(diǎn)，有的同學(xué)認(rèn)為BC兩點(diǎn)是用鏈子連在一起的，相同的時間內(nèi)它們的路程相等，所以BC兩點(diǎn)的運(yùn)動快慢一樣；其他一些同學(xué)則認(rèn)為雖然相等的時間內(nèi)路程相等，但相等的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度卻不一樣，所以它們的運(yùn)動快慢是不一樣的。 師：為什么同一個問題會有不同的結(jié)論呢？而且各自的理由都很充分。同學(xué)們能慧眼發(fā)現(xiàn)根本原因嗎？ 生：好像是我們衡量的標(biāo)準(zhǔn)不同，對于AB的運(yùn)動，如果從角度方面考慮，AB的運(yùn)動就是一樣的，如果從轉(zhuǎn)過的路程方面來考慮，AB的運(yùn)動就不一樣了。 師：這位同學(xué)回答得很好，一針見血。原因就是我們衡量的標(biāo)準(zhǔn)不一樣。從角度方面考慮得到的結(jié)論與從路程方面考慮得到的結(jié)論是不一樣的。這其實(shí)也告訴我們一個結(jié)論：要完整地描述物體的圓周運(yùn)動的快慢，僅僅從角度方面或僅僅從路程方面來考慮都是不全面的，必須綜合以上兩個方面共同考慮。二、線速度 師：下面我們先考慮如何從路程方面來研究圓周運(yùn)動的快慢。又因?yàn)槲矬w做圓周運(yùn)動的路程就對應(yīng)于圓上的弧長，所以我們需要研究的就是弧長隨時間的變化快慢。 師：比如上圖中的AB兩點(diǎn)，雖然它們相等的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相同，但它們轉(zhuǎn)過的弧長卻不相同，為了描述AB在運(yùn)動過程中弧長變化快慢的不同，物理學(xué)中引入一個量來描述它。我們把這個量叫做“線速度”，用符號v表示。 師：為什么叫線速度？因?yàn)槲覀兪菑膬蓚€方面考慮物體做圓周運(yùn)動的快慢，為了區(qū)分，我們把從弧長方面考慮得到的速度叫做“線速度”，把從角度方面考慮得到的速度叫做“角速度”?！径x】：做圓周運(yùn)動的物體某段時間內(nèi)的弧長與該段時間的比值叫做線速度?！竟健? 【單位】:米每秒 m/s 師：線速度也有平均線速度與瞬時線速度之分。如果時間間隔t取得很小很小，那得到的平均線速度就可以代表瞬時線速度。疑問：ABC甲乙 師：有同學(xué)可能在想，前面我們研究物體運(yùn)動快慢時都是用速度這個物理量，公式，是位移與時間的比值。為什么研究做圓周運(yùn)動物體的運(yùn)動快慢時不用速度這個概念，反而引入一個新的物理量線速度呢？ 師：請大家相互討論思考，看看能否找到原因。 師：如何來解決這個問題呢？最簡單的方法莫過于舉一個圓周運(yùn)動實(shí)例，分別用線速度和速度來描述這個運(yùn)動的快慢，也許你就能找到原因了。學(xué)生思考討論，老師巡視，最后請學(xué)生代表發(fā)言。