师:同学们,今天我们一起来学习高一粤教版物理必修2第一章第三节平抛运动第二课时。上节课我们探讨了平抛运动,学习了其基本规律。采用化曲为直、化繁为简的思想,将平抛运动分解成水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动。

  平抛运动物体在时刻t的位置坐标,x = V?×t,y = ?gt2 。平抛运动的位移由O指向A,位移大小s = √(x2 + y2) 。位移方向与水平方向夹角为α,tanα = y/x 。平抛运动物体在A点的速度方向沿轨迹在该点的切线方向,水平分速度V? = V? ,竖直分速度V? = gt 。物体在位置A的速度大小v = √(V?2 + V?2) ,速度方向与水平方向夹角为θ(速度偏转角),tanθ = V?/V? 。

  下面通过课本上一道实际生活例题,学习运用平抛运动基本规律解决实际问题。题目是:当灾害发生时,利用无人机运送救灾物资。如图,无人机正准备向受灾人员空投急救用品,底面离水面高度h = 19.6米,无人机以v = 10米每秒的速度水平匀速飞行,空气阻力不计,重力加速度g = 9.8米每二次方秒。

  第一个问题,急救用品离开无人机后做什么运动?因为急救用品投放前随无人机飞行,离开后由于惯性具有与无人机相同水平速度,且只受重力,所以做平抛运动。

  第二个问题,急救用品落地所用时间为多少?已知急救用品离水面高度h = 19.6米,其在竖直方向做自由落体运动,由h = ?gt2可得t = √(2h/g) ,带入数据计算得t = 2秒。

  第三个问题,为使投下的急救用品落在指定地点,无人机应在离指定地点水平距离多远的地方投放?看右边平抛运动简化过程图,假设落水点在A点,水平位移为x,急救用品在水平方向做匀速直线运动,2秒内水平位移x = V?×t = v×√(2h/g) ,带入数据算出x = 20米,即无人机应在离指定地点水平距离20米处投放。

  第四个问题,投放的急救用品落到水面上时,竖直分速度V?为多少?已知高度h = 19.6米,根据竖直方向自由落体运动规律,可由V?2 = 2gh算出竖直分速度V?,或根据第二问算出的时间,利用V? = gt求出。代入数据得V? = 19.6米每秒。

  第五个问题,急救用品落到水面上时的速度如何?落水速度沿轨迹在该点切线方向朝右下方,可利用水平速度与竖直速度合成得到,v = √(V?2 + V?2) ,代入数据得v = 22米每秒。因为速度是矢量,还需确定方向,设速度与水平方向夹角为θ,则tanθ = 1.96 。

  熟悉平抛运动规律后,通过课本实践与拓展中的实验方案描绘平抛运动轨迹,并分析其特点。观看实验视频:槽的末端水平,小球在斜槽中从某一高度滚下,从末端飞出后做平抛运动。装置中有可上下调节的倾斜挡板,小球落到挡板上。实验前将白纸和复写纸固定在背板上,确定小球抛出点及竖直方向。小球落到倾斜挡板上挤压复写纸,在白纸上留下印记。上下调节挡板,多次实验记录小球多个位置,最后用平滑曲线连接印记,得到钢球平抛运动轨迹。

  看完视频回答问题:

  第一,如何保证钢球抛出后做平抛运动?要让导轨末端保持水平,小球才能沿水平方向飞出做平抛运动。

  第二,如何保证钢球每次抛出后的轨迹相同?让钢球每次从导轨同一位置由静止释放,保证每次抛出速度一样,平抛轨迹才相同。

  第三,如何利用绘制的轨迹求出钢球做平抛运动的初速度?以平抛起点为坐标原点,y轴竖直向下建立直角坐标系,用刻度尺测量轨迹上不同点坐标x、y 。根据平抛运动规律,竖直方向y = ?gt2求出时间t,水平方向x = V?t,得出初速度V? = x×√(g/2y) 。为使测量结果接近真实值,在轨迹上取不同点测量取平均值。

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《物理 必修2 第1章 第三节平抛运动第2课时 逐字稿-2,908字 第5版》.docx
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