人教版（2019）高中物理必修第二册第五章第4节《抛体运动的规律》课件PPT

必修第二册 第五章 第三节抛体运动的规律讲课人：时间：目录平抛运动的研究方法PART 01平抛运动的推论PART 02一般抛体运动PART 03教学目标知道抛体运动的受力特点，会用运动的合成与分解的方法对平抛运动进行理论分析。认识平抛运动研究中等效替代的思想和“化繁为简”的思想，并能够用来研究一般的抛体运动。通过用平抛运动的知识解决和解释自然、生活和生产中的例子，认识到平抛运动的普遍性，体会物理学的应用价值。情境导入在排球比赛中，你是否曾为排球下网或者出界而感到惋惜？如果运动员沿水平方向击球，在不计空气阻力的情况下，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？平抛运动的研究方法平抛运动是匀变速曲线运动“化曲为直”运动的分解水平方向：匀速直线运动竖直方向：自由落体运动 平抛运动速度的求解③求解合速度以速度v0沿水平方向抛出一物体，物体做平抛运动，不计空气阻力，经过时间t运动到P点，求此时物体的速度？①建立坐标系以抛出点为原点，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。②分解速度将速度沿x轴方向和y轴方向分解。 P平抛运动速度变化   对点训练将一个物体以10 m/s的速度从10 m的高度水平抛出，落地时它的速度方向与水 平地面的夹角θ是多少？不计空气阻力，g取10 m/s2 。平抛运动的位移与轨迹水平方向： ③求解合位移①建立坐标系以抛出点为原点，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。②分解位移将速度沿x轴方向和y轴方向分解。以速度v0沿水平方向抛出一物体，物体做平抛运动，不计空气阻力，经过时间t运动到P点，求解物体的位移？Pxy     平抛运动的轨迹是一条抛物线O对点训练如图5.4-3，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v0＝2m/s的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离 h＝20m，空气阻力忽略不计，g取10m/s2 。 （1）求小球下落的时间。（2）求小球释放点与落地点之间的水平距离。平抛运动的推论 平抛运动的推论（1）平抛运动任意时刻的速度偏角θ与位移偏角α满足：tan θ＝2tan α（正切2倍）。 （2）平抛运动任意时刻的速度反向延长线通过对应水平位移的中点（反延过中）。 对点训练——平抛运动的基本规律（2022·全国甲卷）将一小球水平抛出，使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔 0.05 s 发出一次闪光。某次拍摄时，小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光，拍摄的照片编辑后如图所示。图中的第一个小球为抛出瞬间的影像，每相邻两个球之间被删去了3个影像，所标出的两个线段的长度s1和s2之比为3∶7。重力加速度大小取g＝10 m/s2，忽略空气阻力。求在抛出瞬间小球速度的大小。    对点训练——平抛运动的基本规律（多选）（2022·河北高考）如图，广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以O为圆心、R1和R2为半径的同心圆上，圆心处装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节，以保障喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时，喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用h1、v1、ω1和h2、v2、ω2表示。花盆大小相同，半径远小于同心圆半径，出水口截面积保持不变，忽略喷水嘴水平长度和空气阻力。下列说法正确的是（　　） 对点训练——多体平抛问题（多选）如图所示，x轴在水平地面上，y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正方向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹。小球a从（0，2L）处抛出，落在（2L，0）处；小球b、c从（0，L）处抛出，分别落在（2L，0）和（L，0）处。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） 平抛运动中的临界问题常见的三种临界特征(1)有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼，明显表明题述的过程中存在着临界点。(2)若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语，表明题述的过程中存在着“起止点”，而这些起止点往往就是临界点。(3)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明题述的过程中存在着极值，这个极值点往往是临界点。对点训练——平抛运动中的临界极值问题　　【典例2】　（2021·山东高考）海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤（贝类动物）后，有时会飞到空中将它丢下，利用地面的冲击打碎硬壳。一只海鸥叼着质量m＝0.1 kg的鸟蛤，在H＝20 m的高度、以v0＝15 m/s的水平速度飞行时，松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上。取重力加速度g＝10 m/s2，忽略空气阻力。（1）若鸟蛤与地面的碰撞时间Δt＝0.005 s，弹起速度可忽略，求碰撞过程中鸟蛤受到的平均作用力的大小F；（碰撞过程中不计重力） 答案　（1）500 N　（2）在海鸥飞行方向正下方的地面上，有一与地面平齐、长度L＝6 m的岩石，以岩石左端为坐标原点，建立如图所示坐标系。若海鸥水平飞行的高度仍为20 m，速度大小在15 m/s～17 m/s之间，为保证鸟蛤一定能落到岩石上，求释放鸟蛤位置的x坐标范围。解析　（2）若释放鸟蛤的初速度为v1＝15 m/s，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为x1，击中右端时，释放点的x坐标为x2，得x1＝v1t，x2＝x1＋L联立，代入数据得x1＝30 m，x2＝36 m若释放鸟蛤时的初速度为v2＝17 m/s，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为x1'，击中右端时，释放点的x坐标为x2'，得x1'＝v2t，x2'＝x1'＋L联立，代入数据得x1'＝34 m，x2'＝40 m综上得x坐标区间为[34 m，36 m]或（34 m，36 m）。答案　（2）[34 m，36 m]或（34 m，36 m）平抛运动的极值问题如图所示，容量足够大的圆筒竖直放置，水面高度为h，在圆筒侧壁开一个小孔P，筒内的水从小孔水平射出，设水到达地面时的落点距小孔的水平距离为x，小孔P到水面的距离为y。短时间内可认为筒内水位不变，重力加速度为g，不计空气阻力，在这段时间内，下列说法正确的是（　　） 落点有约束条件的平抛运动 分解速度，构建速度的矢量三角形   落点有约束条件的平抛运动 在斜面外平抛，落在斜面上最近的点，即位移方向垂直于斜面分解位移，构建位移的矢量三角形   落点有约束条件的平抛运动 从圆心处抛出落到半径为R的圆弧上，即位移大小等于半径R从半径为R的圆弧上与圆心等高处某点抛出落到圆弧上，落点到圆心的连线与水平方向的夹角为θ分解位移，构建位移的矢量三角形  落点有约束条件的平抛运动同时分解重力和初速度v0分解平行于斜面的速度v对点训练——平抛运动与台阶面的关联问题【典例4】　如图所示，在楼梯口，用弹射器向第一级台阶弹射小球。台阶高为H，宽为L，A为竖直踢脚板的最高点，B为水平踏脚板的最右侧点，C是水平踏脚板的中点。弹射器沿水平方向弹射小球，弹射器高度h和小球的初速度v0可调节，小球被弹出前与A的水平距离也为L。某次弹射时，小球恰好没有擦到A而击中B，为了能击中C点，需调整h为h'，调整v0为v0'，下列判断正确的是（　　） 答案　C对点训练——平抛运动与圆弧面的关联问题【典例5】　（多选）如图所示为一半圆形的坑，其中坑边缘两点A、B与圆心O等高且在同一竖直平面内，在圆边缘A点将一小球以速度v1水平抛出，小球落到C点，运动时间为t1，第二次从A点以速度v2水平抛出，小球落到D点，运动时间为t2，不计空气阻力，则（　　）解析　连接AC和AD，如图甲所示，⁠  答案　AD一般的抛体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：（1）水平方向：匀速直线运动（2）竖直方向：匀变速直线运动x＝v0xt＝v0tcos θ 上抛： 一般的抛体运动 一般的抛体运动（1）斜上抛运动从抛出点到最高点的运动，可逆过程分析为平抛运动。（2）分析完整的斜上抛运动，可根据对称性求解。愤怒的小鸟是风靡全球的2D画面游戏(图甲)，是通过调节发射小鸟的力度与角度达到轰击肥猪堡垒的目的，现简化为图乙模型：假设小鸟从离草地高度为h处用弹弓抛射，初速度v0斜向上且与水平方向成α角，肥猪的堡垒到抛射点水平距离为L，忽略空气阻力，重力加速度为g(将小鸟和肥猪堡垒均视为质点)。则(　　)解析：C　（多选）（2022·山东高考）如图所示，某同学将离地1.25 m的网球以13 m/s的速度斜向上击出，击球点到竖直墙壁的距离4.8 m。当网球竖直分速度为零时，击中墙壁上离地高度为8.45 m的P点。网球与墙壁碰撞后，垂直墙面速度分量大小变为碰前的0.75倍，平行墙面的速度分量不变。重力加速度g取10 m/s2，网球碰墙后的速度大小v和着地点到墙壁的距离d分别为（　　） 对点训练