物理必修 第二册4 抛体运动的规律多媒体教学ppt课件
展开【教学目标】1.知道抛体运动只受重力作用。 2.理解抛体运动可以看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速 运动的合运动,并且这两个运动互不影响。3.抛体运动的位置与速度,对一般抛体运动的研究体会。4.通过例题分析再次体会平抛运动的规律。学会运用运动的合成与分解 来分析解决抛体运动。
在排球比赛中,你是否曾为排球下网或者出界而感到惋惜?
要使排球既能过网,又不出界,需要考虑哪些因素?如何估算球落地时的速度大小?
1.斜抛运动:物体被抛出时的速度v不沿水平方向,而是斜向上方或斜向下方,在运动过程中只受重力,这种情况常称为斜抛运动。
2.运动性质:物体做斜抛运动时,只受重力作用,其加速度恒为g,是匀变速曲线运动。
如果物体被抛出时的速度 v0 不沿水平方向,而是斜向上方或斜向下方(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 0 ;在竖直方向只受重力,加速度是 g。
但是,斜抛运动沿水平方向和竖直方向的初速度与平抛运动不同。如果斜抛物体的初速度 v0 与水平方向的夹角为 θ,则水平方向分速度 v0 x = v0 cs θ,竖直方向分速度v0y = v0 sin θ。
水平分速度 vx=v0csθ
竖直分速度 vy=v0sinθ
水平位移:x= v0tcsθ
(4)试一试:根据(3)推导斜抛的轨迹方程
四.将斜抛运动的看成平抛运动处理
仿照平抛运动的处理方法也能得到描述斜抛运动的几个关系式。 如右图的斜抛运动可以看成初速度为vx=v0csθ一左一右的二个平抛运动的合成。 生活中常见的斜抛运动很多,比如斜向上喷出的水的径迹可以认为是斜抛运动的轨迹
1.如图所示,A、B两篮球先后从相同高度抛出后直接落入篮筐,落入篮筐时的速度方向相同,下列判断正确的是( )A.A、B从抛出到落入篮筐所用时间相同B.A在最高点的速度比B在最高点的速度大C.A、B落入篮筐时速度大小相同D.A、B上升过程中,在任意相同高度时的速度方向均相同
答案.B 【详解】 A.若研究两个过程的逆过程,可看做是从篮筐沿同方向斜向上的斜抛运动,落到同一高度上的AB两点,则A上升的高度较大,高度决定时间,可知A运动时间较长,即B先落入篮筐中,A错误; BC.因为两球抛射角相同,A的射程较远,则A球的水平速度较大,即在最高点的速度比B在最高点的速度大,C错误,B正确; D.由斜抛运动的对称性可知,A、B上升过程中,在任意相同高度时的速度方向不都相同,D错误。 故选B。
2.我校组织篮球赛,比赛中一同学将篮球从地面上方点以速度斜向上抛出,恰好垂直击中篮板上点,如图所示。若该同学后撤到与等高的点投篮,还要求垂直击中篮板上点,不计空气阻力,运动员做法可行的是( )A.增大抛出速度,同时增大抛射角B.减小抛出速度,同时增大抛射角C.减小抛射角,同时增大抛射速度D.减小抛射角,同时减小抛射速度
答案 C【详解】 篮球垂直击中篮板上点,其逆过程就是平抛运动,当水平速度越大时,水平方向位移越大,抛出后落地速度越大,与水平面的夹角则越小。若水平速度减小,水平方向位移越小,则落地速度变小,但与水平面的夹角变大。 若该运动员后撤到点投篮,还要求垂直击中篮板上点,只有增大抛射速度,同时减小抛射角,才能仍垂直打到篮板上点,故C正确,ABD错误。故选C。
3.壁球是一种对墙击球的室内运动,如图所示,某同学由A点正对竖直墙面击出壁球(可将其视为质点),已知球击出的初速度大小为、初速度与水平方向的夹角为,重力加速度的大小为,不计空气阻力,要使壁球垂直打在竖直墙面上,则A点到墙壁的距离为( ) A. B. C. D.
答案 C【详解】设A点到墙壁的距离为,将运动分解到水平方向和竖直方向,在水平方向做匀速直线运动在竖直方向上,做竖直上抛运动两式联立消去时间故C正确。故选C。
五.与斜面相关的几种平抛运动
4.如图所示,将一小球从倾角的斜面顶端A点以初速度v0水平抛出,落在斜面上的B点,C为小球运动过程中与斜面相距最远的点,CD垂直AB。小球可视为质点,空气阻力不计,则( )A.小球在C点的速度大小是B.小球在从A到C点所用时间小于从C到B点所用时间C.小球在B点的速度与水平方向的夹角正切值大小是在C点的速度与水平方向夹角正切值大小的2倍D.A、D两点间距离等于D、B两点间距离
答案.C【详解】A.C点时速度分解如图,则有 故A错误;B.C点时速度分解如图, 则竖直速度为 则A到C用时为 到达B点时由平抛运动物体在任意时刻(任意位置),速度夹角的 正切值为位移夹角正切值的2倍可得,竖直速度为 C到B点所用时间 则小球在从A到C点所用时间等于从C到B点所用时间,故B错误;C.C点时速度分解如图,由几何关系可知,小球在C点的速度与水平方向的夹角正切值为,小球在B点时, 由平抛运动物体在任意时刻(任意位置),速度夹角的正切值为位移夹角正切值的2倍可得,小球在B点时的速度与水平方向夹角正切值为,即为C点时的2倍,故C正确;D.由于小球在从A到C点所用时间等于从C到B点所用时间,且水平速度不变,则AB中点应位于C点正下方,故D错误。 故选C。
5.如图所示,地面上固定有一半径为R的半圆形凹槽,O为圆心、AB为水平直径,现将小球(可视为质点)从A处以初速度v1水平抛出后恰好落到D点:若将该小球从A处以初速度v2水平抛出后恰好落到C点,C、D两点等高,OC与水平方向的夹角θ=60°,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )A.v1∶v2=1∶4B.小球从开始运动到落到凹槽上的过程中, 其两次的速度变化量相同C.小球落在凹槽上时,其两次的时间不同D.小球落到C点时,速度方向可能与该处凹 槽切面垂直
答案:B【详解】A.过C与D分别做AB的垂线,交AB分别与M点与N点,如图则OM=ON=R·cs60°=0.5R 所以 AM=1.5R,AN=0.5R由于C与D点的高度是相等的,由h=gt2可知二者运动的时间是相等的。由水平方向的位移为x=v0t可得 故A错误;B.它们速度的变化量 △v=gt二者运动的时间是相等的,则它们速度的变化量也相等,故B正确;C.两次的竖直位移分相同,所以前后两次的时间相等,故C错误;D.球落到C点时,若速度方向与该处凹槽切面垂直则速度方向为OC,O点应为AM的中点,显然不是,故D错误。故选B。
6.如图所示,一斜面放在水平地面上,A、B两个质点以相同的水平速度v0抛出,A在竖直平面内运动,落地点为P1,B沿光滑斜面运动,落地点为P2,不计阻力,在落地之前运动的全过程中,下列关系的判断正确的是( )A.A与B的加速度大小之比为sinθ:1B.A与B的运动时间之比为 1:sinθC.A与B的在x轴方向位移大小之比为sinθ:1D.A与B的水平位移大小之比为sinθ:1
答案:c【详解】A.A的加速度为g,B的加速度为gsinθ,则A与B的加速度大小之比为1:sinθ,选项A错误;B.A的运动时间 B运动的时间A与B的运动时间之比为 选项B错误;C.根据 x=v0t可知,A与B的在x轴方向位移大小之比为 选项C正确;D.因A的水平位移即为沿x轴方向的位移 sA=xA而B的水平位移为 因则A与B的水平位移大小之比不等于 ,选项D错误。 故选C。
一. 抛体运动二.抛体运动的特点三.斜抛运动的规律四.将斜抛运动的看成平抛运动处理五.与斜面相关的几种平抛运动六. 平抛运动题型归纳(二):题型七:斜抛运动题型八:曲面上的平抛运动题型九:类平抛运动
1.如图所示为一半球形的坑,其中坑边缘两点M、N与圆心等高且在同一竖直面内。现甲、乙两位同学分别站在M、N两点,同时将两个小球以v1、v2的速度沿图示方向水平抛出,发现两球刚好落在坑中同一点Q,已知∠MOQ=60°,忽略空气阻力。则下列说法正确的是( )A.两球抛出的速率之比为1∶4B.若仅增大v1,则两球将在落入坑中之前相撞C.两球的初速度无论怎样变化,只要落在坑中的 同一点,两球抛出的速率之和不变D.若仅从M点水平抛出小球,改变小球抛出的速度, 小球可能垂直坑壁落入坑中
2.如图所示的光滑矩形斜面,长为,宽为,倾角,一物块(可看成质点)沿斜面左上方顶点以初速度水平射入,恰好从底端点离开斜面,重力加速度为,则( )A.物块由点运动到点所用的时间B.物块在点的速度大小为C.物块的运动轨迹为抛物线D.物块的初速度大小
3.中国的面食文化博大精深,种类繁多,其中“山西刀削面”堪称天下一绝,传统的操作手法是一手托面一手拿刀,直接将面削到开水锅里。如图所示,小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h,与锅沿的水平距离为L,锅的半径也为L,将削出的小面圈的运动视为平抛运动,且小面圈都落入锅中,重力加速度为g,则下列关于所有小面圈在空中运动的描述正确的是( )A.落入锅中不同位置的面圈加速度都不相同B.运动的时间都不相同C.落入锅中正中间时,面圈的速度是D.若初速度为v0,则
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