高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 抛体运动的规律说课ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 抛体运动的规律说课ppt课件，共36页。PPT课件主要包含了抛体运动的规律，xv0t，抛物线，斜向上方，斜向下方，v0cosθ，v0sinθ，答案A，答案D，答案C等内容，欢迎下载使用。
知识点一　平抛运动的速度
1.排球比赛时,运动员沿水平方向将球击出;铅球比赛时,铅球运动员将铅球斜向上推出.上述情境中,排球、铅球谁做平抛运动?
答案:排球
2.研究曲线运动的思路是化曲为直,即进行运动的合成与分解.平抛运动是曲线运动,那么应该如何研究平抛运动?
答案:将平抛运动沿水平方向和竖直方向进行分解,将曲线运动转化为直线运动进行研究.
3.以速度v0沿水平方向抛出一物体,物体做平抛运动.以抛出点为坐标原点,以初速度v0的方向为x轴方向,竖直向下的方向为y轴方向,建立平面直角坐标系,如图所示.
知识点二　平抛运动的位移与轨迹
1.以抛出时刻为计时起点,平抛运动水平分位移与时间的关系是 ,竖直分位移与时间的关系是 .
2.平抛运动的轨迹方程是 ,因此,平抛运动的轨迹是一条 .
知识点三　一般的抛体运动
1.如果物体被抛出时的速度v0不沿水平方向,而是 或 (这种情况常称为斜抛),它的受力情况与平抛运动完全相同:在水平方向不受力,加速度是 ;在竖直方向只受重力,加速度是 .
小试身手 判断下列说法的正误并和同学交流(正确的打“√”,错误的打“×”).
1.做平抛运动的物体的速度、加速度都随时间增大.(　　)2.做平抛运动的物体的初速度越大,落地时间越短.(　　)3.平抛运动是匀变速曲线运动.(　　)4.发射出去的炮弹的轨迹是抛物线.(　　)5.做平抛运动的物体,在相等的时间内,速度变化量相同.(　　)6.斜向上喷出的水的径迹可认为是斜抛运动的轨迹.(　　)
探究一　平抛运动的规律
如图所示,水平抛出一个小球,初速度为v0,忽略空气阻力.
1.试从理论角度分析平抛运动在水平方向和竖直方向的运动情况.你能写出两个方向的速度表达式吗?
答案:物体做平抛运动,根据运动的独立性可知,在水平方向不受力,物体以初速度v0做匀速直线运动,vx=v0;在竖直方向,初速度为0且物体只受重力,物体做自由落体运动,vy=gt.
2.平抛运动的速度变化有什么规律?位移变化有什么规律?如何推导平抛运动的轨迹方程?
3.和同学讨论并总结平抛运动的研究方法和运动规律.
1.物体做平抛运动的条件. (1)物体的初速度v0沿水平方向. (2)物体只受重力作用. 2.平抛运动是一种理想化的模型,即把物体看成质点,抛出后只考虑物体重力,忽略空气阻力. 3.平抛运动的加速度恒定,始终等于重力加速度,平抛运动是一种匀变速曲线运动.
【典例1】如图所示,将石块从高处以5 m/s的速度水平抛出,落地点与抛出点的水平距离为5 m.忽略空气阻力,g取10 m/s2,则石块落地时间和抛出点的高度分别是(　　)
A.1 s　5 m　B.1 s　10 m C.2 s　5 m D.2 s　10 m
[学会审题] 石块被水平抛出,运动过程中忽略空气阻力,说明石块做平抛运动.
【变式】某同学将一篮球投向对面的竖直墙,球正好垂直于墙面砸到墙上的P点,然后以等大的速度反向弹回.已知球被弹回后落回抛出点,抛出点到P点的竖直高度和水平距离均为1.25 m.不计空气阻力,g取10 m/s2,则球砸到墙面上时的速度大小为(　　) A.0.8 m/s B.1 m/s m/s D.2.5 m/s
探究二　平抛运动规律的应用
如图所示,某人从同一高度以不同的初速度水平抛出一物体,忽略空气阻力.
1.物体从抛出到落地的时间相同吗?落地时间与抛出速度有关吗?试分析原因.
2.物体从抛出点到落地点的水平距离与什么因素有关?
3.物体落地时的速度大小相等吗?试分析原因.
平抛运动的推论. (1)做平抛运动的物体任意时刻或任意位置的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:设P是轨迹上任意一点,如图所示.
(2)做平抛运动的物体在任意位置处,设其速度方向与水平方向的夹角为θ,位移方向与水平方向夹角为α,则tan θ=2tan α. 证明:设P点是轨迹上任意一点,在平抛运动的轨迹上标注θ和α,如图所示.
【典例2】发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响),速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网,其原因是(　　) A.速度较小的球下降相同高度所用的时间较多 B.速度较小的球在下降相同高度时在竖直方向上的速 度较大 C.速度较大的球通过相同的水平距离所用的时间较少 D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的高度较大
解析:同一高度水平射出的乒乓球在竖直方向上做自由落体运动,下降相同的高度,所用的时间相同,在竖直方向上的速度相同,故选项A、B、D错误.乒乓球在水平方向上做匀速直线运动,通过相同的水平距离,速度较大的球所用的时间较少,下落的高度较小,故能过网,故选项C正确.
【变式】我国有一种传统投掷游戏——“投壶”,如图所示,大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以水平速度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t1、t2,忽略空气阻力,则(　　) A.t1>t2　 　B.t1=t2　 　C.v1=v2　 　D.v1>v2
[学会审题](1)运动时间由抛出点到落地点的竖直高度决定;(2)通过水平位移和运动时间的比值比较水平速度的大小.
探究三　斜抛运动的规律
如图所示,将一物体从地面上斜向上抛出,初速度的大小为v0,与水平方向成θ角,忽略空气阻力.
1.请分析物体在空中受力情况和轨迹特点,并计算从物体被抛出到落地所用的时间是多少.
2.在斜抛运动中,从物体被抛出的点到落点间的水平距离叫射程,试推导射程的表达式.
3.从抛出点所在的水平面到物体运动轨迹最高点间的高度差叫射高,试推导射高的表达式.
4.做斜抛运动的物体在最高点的速度为0吗?若不为0,你能根据斜抛运动的规律求出物体在最高点的速度吗?
答案:做斜抛运动的物体在最高点的速度不为0,由于物体在水平方向上做匀速直线运动,水平速度vx=v0x=v0cs θ,所以在最高点物体的速度大小为v0cs θ,方向水平.
1.斜抛运动的研究方法.
2.斜上抛运动的对称性.
(1)速度对称:关于过轨迹最高点的竖直线对称的两点速度大小相等,水平方向速度相同,竖直方向速度等大、反向,如图所示.
(2)时间对称:关于过轨迹最高点的竖直线对称的曲线上升时间等于下降时间. (3)轨迹对称:其运动轨迹关于过最高点的竖直线对称.
【典例3】如图所示,某同学以大小为v0的初速度斜抛出一个小球.初速度与竖直方向的夹角为θ=37°,小球打在该同学正对面的竖直墙面上时,速度方向与竖直方向的夹角为α=45°.不计空气阻力,重力加速度为g,则该同学到竖直墙面的距离为(sin 37°=0.6,cs 37°=0.8)(　　)
【变式】(多选)斜抛运动和平抛运动的共同特点是(　　) A.加速度都是g B.运动轨迹都是抛物线 C.运动时间都与抛出时的初速度大小有关 D.相同时间内的速度变化不相同
解析:斜抛运动和平抛运动都是仅受重力作用的抛体运动,它们的加速度是相同的,都为重力加速度g,选项A正确.由Δv=gΔt知,选项D错误.它们的运动轨迹均为抛物线,选项B正确.斜抛运动的时间由竖直方向的分运动决定,与初速度有关;平抛运动的时间由竖直方向上的位移决定,与初速度无关,故选项C错误.
1.决定做平抛运动的物体在空中运动时间的因素是(　　)A.抛出时的初速度B.抛出时的竖直高度C.抛出时的竖直高度与初速度D.以上均不正确
2.2018年某航展展示了各种先进的飞机.假设从飞机上投下的炸弹在着地前做平抛运动,则关于其水平位移x、水平速度vx、竖直速度vy、加速度a随时间变化的描述,正确的是(　　)
3如图所示,平台离水平地面的高度为h,滑板运动员以速度v0从平台末端水平飞出后落到地面上.忽略空气阻力,将运动员和滑板视为质点,下列说法正确的是(　　) A.v0越大,运动员在空中运动的时间越长 B.v0越大,运动员落地的水平位移越小 C.v0越大,运动员落地的速度越大 D.v0越大,运动员落地时速度与水平方向的夹角越大
4.从某高处以6 m/s的初速度、与水平方向成30°角斜向上抛出一石子,落地时石子的速度方向和水平方向的夹角为60°,忽略空气阻力,g取10 m/s2.求: (1)石子在空中运动的时间; (2)石子的水平射程; (3)抛出点离地面的高度.
答案:(1)1.2 s　(2)6.2 m　(3)3.6 m