【文档说明】高中物理必修第二册《4 抛体运动的规律》PPT课件4-统编人教版.ppt,共(63)页,8.150 MB,由小喜鸽上传
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第4节抛体运动的规律第五章抛体运动学习目标核心素养形成脉络1.理解平抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动,知道其轨迹是抛物线.2.掌握平抛运动的处理方法及其运动规律.3.了解斜抛运动的处理方法.第五章抛体运动栏目导引第五章抛体运动一、平抛
运动的速度1.水平方向:vx=______.2.竖直方向:vy=______.3.合速度大小:v=v2x+v2y=____________.4.合速度方向:tanθ=vyvx=______(θ表示合速度与水平
方向之间的夹角).v0gtv20+(gt)2gtv0栏目导引第五章抛体运动二、平抛运动的位移与轨迹1.水平位移:x=______.2.竖直位移:y=______.3.合位移大小:l=________.4.合位移方向:tanα=yx=______(α表示合位移与水平方向之间的夹角).5.平抛运
动的轨迹是一条____________.v0t12gt2x2+y2gt2v0抛物线栏目导引第五章抛体运动三、一般的抛体运动1.斜抛运动:初速度沿____________或____________的抛体运动.2.斜抛运动的性质:斜
抛运动是水平方向的____________运动和竖直方向的加速度为______的__________________运动的合运动.斜向上方斜向下方匀速直线g匀变速直线栏目导引第五章抛体运动思维辨析(1)做抛体运动的物体只受重力,所以加速度保持不变.()(2)只有沿竖直
方向抛出的物体,才做匀变速运动.()(3)水平抛出的物体,做变加速曲线运动.()(4)平抛运动的初速度越大,物体下落地越快.()(5)做平抛运动的物体,下落时间越长速度越大.()栏目导引第五章抛体运动(6)做平抛运动的物体下落时,速度与水平方向的夹角越来越大.(
)(7)如果下落时间足够长,平抛运动物体的速度方向将变为竖直方向.()提示:(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√(7)×栏目导引第五章抛体运动基础理解(1)体育比赛中抛出去的铅球做什么运动?(2)水平射出的子弹
做什么运动?(不计空气阻力)提示:(1)斜抛运动(2)平抛运动栏目导引第五章抛体运动对平抛运动的理解问题导引如图所示,一人正练习投掷飞镖,如果不计空气阻力,(1)飞镖投出后,受力情况怎样?其加速度的大小和方向是怎样的?(2)飞镖的运动是匀变速运动,还是变加速运动?运动轨迹如何?
栏目导引第五章抛体运动[要点提示](1)因忽略空气阻力,飞镖投出后,只受重力作用,其加速度大小为g,方向竖直向下.(2)飞镖运动过程中,加速度是不变的,所以飞镖的运动是匀变速曲线运动,轨迹是抛物线.栏目导引第
五章抛体运动【核心深化】1.平抛运动的性质:加速度为g的匀变速曲线运动.2.平抛运动的特点(1)受力特点:只受重力作用,不受其他力或其他力忽略不计.(2)运动特点①加速度:为自由落体加速度g,大小、方向均不变,故平抛运动是匀变速运动.②速度:大小、方向时刻在变化,
平抛运动是变速运动.(3)轨迹特点:运动轨迹是抛物线.(4)速度变化特点:任意两个相等的时间间隔内速度的变化相同,Δv=gΔt,方向竖直向下,如图所示.栏目导引第五章抛体运动(多选)(2019·广东湛江期末)关于平抛运
动,下列说法中正确的是()A.它是加速度不变的匀变速曲线运动B.它是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动的合运动C.它是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀速直线运动的合运动D.它是速度大小不变的曲线运动栏目导引第五章抛体运动[解析
]平抛运动只受重力,所以平抛运动为加速度不变的匀变速曲线运动,故A正确;平抛运动在水平方向上不受力,做匀速直线运动,在竖直方向上初速度为零,仅受重力,做自由落体运动,故B正确,C错误;平抛运动的速度大小和方向都发生改变,故D错误.[答案]AB栏目导引第五章抛体运动关于平抛运动,下列说法正确的是
()A.因为平抛运动的轨迹是曲线,所以不可能是匀变速运动B.平抛运动速度的大小与方向不断变化,因而相等时间内速度的变化量也是变化的,加速度也不断变化C.平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动与竖直方向上的竖直下抛运动D.平抛运动是加速
度恒为g的匀变速曲线运动栏目导引第五章抛体运动解析:选D.做平抛运动的物体只受重力,其加速度恒为g,故为匀变速曲线运动,A错误,D正确;相等时间内速度的变化量Δv=gΔt是相同的,B错误;平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动,C错误.栏目导引第五章抛体运动平抛运动的
研究方法及规律问题导引物体做平抛运动的轨迹如图所示.(1)分析曲线运动的基本思路和方法是什么?如何对平抛运动进行研究?(2)平抛运动的时间、水平位移和落地速度由哪些因素决定?栏目导引第五章抛体运动[要点提示
](1)分析曲线运动的基本思路和方法是将运动分解.研究平抛运动时,可以将其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.(2)平抛运动的时间由下落高度y决定,水平位移和落地速度则由初速度v0和下落高度y共同决定.栏目导引第五章抛体运动【核心深化】1.平抛运动的研究方法:研究曲
线运动通常采用“化曲为直”的方法,即将平抛运动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.栏目导引第五章抛体运动2.平抛运动的规律速度位移水平分运动vx=v0x=v0t竖直分运动vy=gty=1
2gt2栏目导引第五章抛体运动速度位移合运动大小:v=v20+(gt)2方向:与水平方向夹角为θ,tanθ=vyvx=gtv0大小:s=x2+y2方向:与水平方向夹角为α,tanα=yx=gt2v0图示栏目导引第五章抛体运动3.平抛运动的两个推论(1)平抛运动某一时刻速度与水平方向夹角为θ,位
移与水平方向夹角为α,则tanθ=2tanα.证明:因为tanθ=vyv0=gtv0,tanα=yx=gt2v0,所以tanθ=2tanα.栏目导引第五章抛体运动(2)做平抛运动的物体在任意时刻瞬时速度的反向延
长线一定通过此时水平位移的中点.证明:如上图所示,P点速度的反向延长线交OB于A点.则OB-=v0t,AB-=PB-tanθ=12gt2·v0gt=12v0t.可见AB-=12OB-.栏目导引第五章抛体运动关键能力1平抛运动规律的应
用(2019·内蒙古赤峰期末)热播电视剧《知否,知否》中有我国的一种传统投掷游戏——“投壶”,如图所示,大人和小孩在同一竖直线上的不同高度分别以水平速度v1、v2抛出“箭矢”(可视为质点)都能投入地面上的“壶”内.若“箭矢”在空中的运动时间分别为t
1、t2,忽略空气阻力.则()A.t1>t2B.t1=t2C.v1=v2D.v1>v2栏目导引第五章抛体运动[解析]箭矢做平抛运动,竖直分运动是自由落体运动,根据h=12gt2,有:t=2hg,故t1>t2,故A
正确,B错误;水平分位移相同,由于t1>t2,根据x=v0t,有:v1<v2,故C、D均错误.[答案]A栏目导引第五章抛体运动平抛运动的决定因素(1)运动时间:由y=12gt2得t=2yg,可知做平抛运动的物体在空中运动的时间只与下落
的高度有关,与初速度的大小无关.(2)水平位移大小:由x=v0t=v02yg知,做平抛运动的物体的水平位移由初速度v0和下落的高度y共同决定.(3)落地时的速度大小:v=v20+v2y=v20+2gy,即落地速度由初速度v0和下
落的高度y共同决定.栏目导引第五章抛体运动关键能力2平抛运动中的临界极值问题(多选)(2019·四川绵阳期中)如图所示,李娜在边界A处正上方B点将球水平向右击出,球恰好过网C落在D处,已知AB高h1=1
.8m,x=18.3m,CD=9.15m,网高为h2,不计空气阻力,g取10m/s2则()栏目导引第五章抛体运动A.球网上边缘的高度h2=1mB.若保持击球位置、高度和击球方向不变,球刚被击出时的速率为60m/s,球不能落在对方界内C.任意增加击球的高度,只要击球初
速度合适,球一定能落在对方界内D.任意降低击球高度(仍高于h2),只要击球初速度合适,球一定能落在对方界内栏目导引第五章抛体运动[解析]根据h1=12gt21得:t1=2h1g=2×1.810s=0.6s,则平抛运
动的初速度为:v0=x+x2t=18.3+9.150.6m/s=45.75m/s.则运动到球网的时间为:t=xv0=18.345.75s=0.4s;则下落的高度为:Δh=12gt2=12×10×0.16m=0.8m,则球网上边缘的高度
为:h2=h1-Δh=(1.8-0.8)m=1m,故A正确;根据x=v0t1=60×0.6m=36m<2x,知球一定能落在对方界内,故B错误;栏目导引第五章抛体运动增加击球高度,只要速度合适,球一定能发到对
方界内,故C正确;任意降低击球高度(仍大于h2),会有一临界情况,此时球刚好触网又刚好压界,若小于该临界高度,速度大会出界,速度小会触网,所以不是高度比网高,就一定能将球发到界内,故D错误.[答案]AC栏目导引第五章抛体运动【达标练习】1.
(多选)人在距地面高h、离靶面距离L处,将质量为m的飞镖以速度v0水平投出,落在靶心正下方,如图所示.只改变h、L、m、v0四个量中的一个,可使飞镖投中靶心的是()A.适当减小v0B.适当提高hC.适当减小mD.适当减小
L栏目导引第五章抛体运动解析:选BD.若不计空气阻力,飞镖做平抛运动,水平方向上:L=v0t,竖直方向上:y=gt22,解得:y=gL22v20,若让飞镖打在靶心,则y应该减小,即增大v0,或减小人和靶面间的距离L,v0、L不
变时,也可以增大飞镖投出的高度h,A错误,B、D正确;由y=gL22v20可知y与m无关,C错误.栏目导引第五章抛体运动2.一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示.水平台面的长和宽分别为L1和L2,中间球网高度为h.发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以
不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h.不计空气阻力的作用,重力加速度大小为g.若乒乓球的发射速率v在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则v的最大取值范围是()栏目导引第五章抛体运动A.L12g6
h<v<L1g6hB.L14gh<v<(4L21+L22)g6hC.L12g6h<v<12(4L21+L22)g6hD.L14gh<v<12(4L21+L22)g6h栏目导引第五章抛体运动解析:选D.当发射机正对右侧台面发射,乒乓球恰好过网时,发射速度最小.由平抛运动规律
可知,L12=v1t,2h=12gt2,联立解得v1=L14gh.当发射机正对右侧台面的某个角发射且乒乓球恰好到达那个角上时,发射速度最大.由平抛运动规律可知,L21+L222=v2t′,3h=12gt′2,联立解得v2=12(4L21+L22)g6
h,即速度v的最大取值范围为L14gh<v<12(4L21+L22)g6h,故选项D正确.栏目导引第五章抛体运动平抛运动与斜面相结合的问题问题导引如图所示是跳台滑雪运动示意图,在利用山势特别建造的跳台上,运动员穿着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出,在
空中飞行一段距离后着陆.栏目导引第五章抛体运动(1)运动员从斜面上的A点水平飞出,到再次落到斜面上的B点,根据斜面倾角可以确定运动员位移的方向还是运动员速度的方向?(2)运动员从斜面上的A点水平飞出,到运动员再次落到斜面上,他的竖直分位移与水平分位移之间有什么关系?
[要点提示](1)根据斜面的倾角可以确定位移的方向,即位移方向与水平方向的夹角为θ.(2)运动员再次落到斜面上时,他的竖直分位移与水平分位移的比值为tanθ.栏目导引第五章抛体运动【核心深化】1.常见的两类情况(1)物体从空中抛出落在
斜面上;(2)从斜面上抛出后又落在斜面上.栏目导引第五章抛体运动2.两种情况处理方法方法内容斜面总结分解速度水平:vx=v0竖直:vy=gt合速度:v=v2x+v2y分解速度,构建速度三角形栏目导引第五章抛体运动方法内容斜面总结分解位移
水平:x=v0t竖直:y=12gt2合位移:x合=x2+y2分解位移,构建位移三角形栏目导引第五章抛体运动关键能力1对着斜面抛物体(2019·安徽池州期末)如图所示,倾角θ=30°的斜面放在水平地面上,P是斜面底端O点正上方的一点,一物
体从P点水平抛出,垂直落到斜面上的A点.A点距离水平面的高度为h,由此可知OP之间的距离为()A.2hB.2.5hC.22hD.23h栏目导引第五章抛体运动[解析]设OP之间的距离为H,平抛运动的水平位移为s,则H-h=12vy·t,s=v0t,两式相比H-hs=12vyv0,因为
vyv0=1tanθ,s=htanθ,所以H=h+h2tan2θ,代入数据求得H=2.5h,B正确.[答案]B栏目导引第五章抛体运动关键能力2顺着斜面抛物体(多选)(2019·山西运城期末)跳台滑雪运动员的动作惊险而优美,其实滑雪运动可抽象为物体在斜坡上的平抛运动.如图所示,设可视
为质点的滑雪运动员,从倾角为θ的斜坡顶端P处,以初速度v0水平飞出,运动员最后又落到斜坡上A点处,AP之间距离为L,在空中运动时间为t,改变初速度v0的大小,L和t都随之改变.关于L、t与v0的关系,下列说法中正确的是()
A.L与v0成正比B.L与v20成正比C.t与v0成正比D.t与v20成正比栏目导引第五章抛体运动[解析]滑雪运动可抽象为物体在斜坡上的平抛运动.设水平位移x,竖直位移为y,结合几何关系,有:水平方向上:x=Lcosθ=v0t,竖直方向上:y=Lsin
θ=12gt2,联立可得:t=2v0tanθg,即t与v0成正比;L=2v20tanθgcosθ,即L与v20成正比,B、C正确.[答案]BC栏目导引第五章抛体运动解决“平抛+斜面”问题的两种分解方法(1)沿水平方向和竖直方向分解,水平方向上做匀速直线运动,竖直方向
上做自由落体运动.(2)沿斜面向下方向和垂直于斜面方向分解,沿斜面向下方向做匀加速直线运动,垂直于斜面方向做匀减速直线运动.栏目导引第五章抛体运动【达标练习】1.(2019·黑龙江鸡西期末)如图所示,以10m/s的水平初速度v0抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角θ为45
°的斜面上(g取10m/s2),可知物体完成这段飞行的时间是()A.33sB.3sC.1sD.2s栏目导引第五章抛体运动解析:选C.物体垂直地撞在倾角θ为45°的斜面上,根据几何关系可知此时速度方向与水平方向的夹角为45°,由平抛运动的规律得vy=v0tan4
5°=gt,代入数据解得t=1s,故选项C正确,A、B、D错误.栏目导引第五章抛体运动2.(2019·福建四校联考)如图所示,从倾角为θ的斜面顶端分别以v0和2v0的速度水平抛出a、b两个小球,若两个小
球都落在斜面上且不发生反弹,不计空气阻力,则a、b两球()A.水平位移之比为1∶2B.下落的高度之比为1∶2C.在空中飞行的时间之比为1∶2D.落到斜面时速度方向与斜面夹角之比为1∶2栏目导引第五章抛体运动解析:选C.因为两个小球均落
到斜面上,所以二者的位移偏转角相同,又由于初速度之比为1∶2,所以根据位移偏转角的正切值tanθ=gt2v0,所以运动时间之比为1∶2,C正确;再结合x=v0t,可得水平位移之比为1∶4,A错误;再根据h=12gt2,下落的高度之比为1∶4,B错误;再根据速度偏
转角的正切值是位移偏转角正切值的两倍可知,速度偏转角相同,速度方向与斜面夹角之比为1∶1,D错误.栏目导引第五章抛体运动对斜抛运动的理解问题导引体育运动中投掷的链球、铅球、铁饼、标枪等(如图所示),都可以看作是斜上抛运动.以抛出的铅球为例:(1)铅球离开手后,如不考虑空气阻力,其受力情况、速度有何
特点?(2)铅球在最高点的速度是零吗?栏目导引第五章抛体运动[要点提示](1)不考虑空气阻力,铅球在水平方向不受力,在竖直方向只受重力,加速度为g,其初速度不为零,初速度方向斜向上方.(2)不是.由于铅球在水平方向做匀速运动,所
以铅球在最高点的速度等于水平方向的分速度.栏目导引第五章抛体运动【核心深化】1.受力特点:斜抛运动是忽略了空气阻力的理想化运动,因此物体仅受重力,其加速度为重力加速度g.2.运动特点:物体具有与水平方向存在夹角的初速度,
仅受重力,因此斜抛运动是匀变速曲线运动,其轨迹为抛物线.3.速度变化特点(1)水平方向:速度不变.(2)竖直方向:加速度为g,速度均匀变化,故相等的时间内速度的变化相同,即Δv=gΔt,方向均竖直向下.(3)最高点的速度
:不为零且等于水平方向的分速度.栏目导引第五章抛体运动(2019·江苏淮安期末)如图所示,“跳一跳”游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度,使其能跳到旁边等高平台上.棋子在某次跳跃过程中的轨迹为抛物线,经最高点时
速度为v0,此时离平台的高度为h.棋子质量为m,空气阻力不计,重力加速度为g.则此跳跃过程()A.所用时间t=2hgB.水平位移大小x=2v02hgC.初速度的竖直分量大小为2ghD.初速度大小为v20+gh栏目导引第
五章抛体运动[解析]竖直方向由:h=12gt2可得t=2hg,该斜抛运动等效为两个完全相同的平抛运动,时间是2倍,故A错误;水平位移x=2v02hg,故B正确;初速度的竖直分量大小为gt=2gh,故C错误;用速度的合成,即勾股定理得:初速度大小为v20+2gh,故D错误.[答案
]B栏目导引第五章抛体运动(多选)如图所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N点,两球运动的最大高度相同.空气阻力不计,则()A.B的加速度比A的大B.B的飞行时间比A的长C.B在最高点的速度比A在最高点的大D.B在落地时的速度比A在落地时的大栏目导引第五章抛体运动解析:选
CD.A、B两球都做斜上抛运动,只受重力作用,加速度即为重力加速度,A错误;在竖直方向上做竖直上抛运动,由于上升的竖直高度相同,竖直分速度相等,所以两小球在空中飞行的时间相等,B错误;由于B球的水平射程比A球的大,故B球的水平速度及落地时的速度均比A球的大,C、D正确.栏目导引第五章抛体
运动1.(2019·广西柳州期中)物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角α的正切tanα随时间t变化的图像是图中的()栏目导引第五章抛体运动解析:选B.平抛运动水平方向上的速度不变,为v0,在竖直方向上的分速
度为vy=gt,tanα=vyv0=gtv0,g与v0为定值,所以tanα与t成正比.故B正确,A、C、D错误.栏目导引第五章抛体运动2.(2019·辽宁葫芦岛期末)一小球以5m/s初速度水平抛出,下落高度为20m时,水平位移大小为(忽略空气阻力,重力加速度取g=10m/s2)()A.5mB.10
mC.20mD.25m解析:选B.根据平抛运动竖直方向为自由落体运动,有h=12gt2,可得平抛时间为t=2hg=2s;平抛的水平分运动为匀速直线运动,可得x=v0t=10m;故B正确.栏目导引第五章抛体运动3.(2019·广东中山期末)如图所示,一质点做平抛运动先后经过A、B两点,
到达A点时速度方向与水平方向的夹角为30°,到达B点时速度方向与水平方向的夹角为45°.从抛出开始计时,质点到A点与质点运动到B点的时间之比是()A.13B.33C.23D.条件不够,无法求出栏目导引第五章抛体运动解析:选B.设初速度为v0,将A、B两点的速度分解
,在A点:tan30°=vAyv0=gtAv0,解得:tA=3v03g;在B点:tan45°=vByv0=gtBv0,解得:tB=v0g,则tAtB=33,故B正确.栏目导引第五章抛体运动4.(2019·宁夏育才中学期中)跳台滑雪是勇敢者的运动.如图是跳台滑雪运动员经过一段
加速滑行后从O点以v0=20m/s的速度水平飞出,最后落到斜坡上的A点沿斜坡下滑.已知O点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角为θ=37°,运动员的质量为m.不计空气阻力.(取sin37°=0.6,cos37°=0.8;g=10m/s2)求:(1)
运动员从O点运动到A点的时间;(2)O点与A点的距离.栏目导引第五章抛体运动解析:(1)运动员从O点做平抛运动,将位移分解,水平位移为:x=v0t竖直位移为:y=12gt2由几何知识可得:yx=tan37°联立以上方程解得:t=3s.(2)由(1)可知
水平位移为:x=v0t=20×3m=60m竖直位移为:y=12gt2=12×10×32m=45m所以O点与A点的距离为:s=x2+y2=602+452m=75m.答案:(1)3s(2)75m栏目导引第五章抛体运动本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放