教学目标
知道竖直上抛运动是物体具有竖直向上的初速度,加速度始终g的匀加速运动;
知道竖直上抛运动可分为上抛的匀减速运动和下落的自由落体运动的两过程;
知道竖直上抛运动是以初速度为V0的匀速直线运动与自由落体运动的合成;
理解竖直上抛运动过程中上升和下落两过程所用的时间相等;
让学生用已学知识匀变速运动的规律去分析竖直上抛运动的特点。
教学重点:竖直上抛运动的规律
教学难点:运用全过程分析法解决竖直上抛运动问题
教学过程
引入新课
本章我们已经学习了匀速运动、匀变速直线运动、自由落体运动。今天学习一种含有折返情形的竖直上抛运动。
(二)教学过程设计
1、竖直上抛运动
演示小物体的竖直上抛运动。
指出:物体以一定的初速度竖直向上抛出的运动叫做竖直上抛运动。
引导学生分析归纳该运动的特征:
具有竖直向上的初速度。
因为重力远大于空气阻力,故空气阻力可忽略。物体只受重力作用,加速度恒为重力加速度。
物体上升达到最高点还要下落,上升阶段是匀减速直线运动,下落阶段是自由落体运动。
2、竖直上抛运动的计算方法
(1)将竖直上抛运动分为上升和下落两个阶段分别进行计算。(先由学生自己推导,然后播放视频得出结果)
上升时间t1
物体上升到最高点瞬时速度为零,由速度公式可得上长时间
上升最大高度
由位移公式将 代入
下落时间t2
由位移公式得 代入得
落地速度 由速度公式
全程时间T
(2)由竖直上抛运动的特征知上升阶段和下落阶段的受力情况及加速度是相同的,那么能否把这一运动看做一个统一的匀减速直线运动呢?
物体运动的v-t图:
若匀减速至后受力情况不变,物体则被反方向加速,回到原来位置时总位移s=0;末速度,图象为:
可见,只要设定物体运动的正方向,规定矢量的正负号即可将竖直上抛运动的全过程看统一的匀减速直线运动来处理。
计算公式为:
3、竖直上抛运动的规律
(1)竖直上抛物体上抛达最大高度所用的时间与从这一高度下落到抛出点所用时间相等;
(2)竖直上抛的物体在上升和下落过程中经过同一位置的速度大小相等、方向相反。
由下图中可以清楚地看出这种对称性。如
课堂小结
物体以一定初速度沿竖直方向向上抛出,所做的运动叫竖直上抛运动。在上升过程中,速度越来越小;加速度方向跟速度方向相反。当速度减小到零时,物体上升达最大高度。然后物体由这个高度自由下落,速度越来越大,加速度方向跟速度方向相同。
若不考虑空气阻力,即空气阻力可以忽略时,竖直上抛运动在上升过程和下落的加速度都是重力加速度。所以在处理竖直上抛运动时,可以把这个全过程看做一个统一的匀减速直线运动。我们就可以用匀变速直线运动的速度公式和位移公式来求解这一运动。运用这种方法时,首先要设定正方向,并且要正确规定矢量的正负号(注意是相对于抛出点而言)。
由于竖直上抛运动中物体在同一位置的上抛速度和下落速度大小相等、方向相反,所以有时可以利用这种对称性求解,使解题过程简化。
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