人教版高中物理必修第二册第5章素养提升课2平抛运动规律的应用课件

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第五章　抛体运动素养提升课(二)　平抛运动规律的应用1．掌握平抛运动的推论并用来解决相关平抛运动的实际问题。2．能熟练运用平抛运动规律解决斜面上的平抛运动问题。3．掌握平抛中的临界值极值问题的处理方法。关键能力·情境探究达成01探究1　平抛运动的两个推论探究2　与斜面(曲面)相关的平抛运动探究3　平抛中的临界、极值问题探究4　类平抛运动的分析与求解探究1　平抛运动的两个推论推论1：从抛出点开始，任意时刻速度偏向角的正切值等于位移偏向角的正切值的2倍，如图所示。证明：推论2：从抛出点开始，任意时刻速度的反向延长线过水平位移的中点，如图所示。证明：【典例1】　如图所示，一小球自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上，小球与斜面接触时速度方向与水平方向的夹角φ满足(　　) A．tan φ＝sin θ　 B．tan φ＝cos θC．tan φ＝tan θ D．tan φ＝2tan θ√ [跟进训练]1．如图为一物体做平抛运动的轨迹，物体从O点抛出，x、y分别表示其水平和竖直的分位移。在物体运动过程中的某一点P(x0，y0)，其速度vP的反向延长线交x轴于A点(A点未画出)。则OA的长度为(　　)A．x0　 B．0.5x0C．0.3x0 D．不能确定√ 2．如图所示，在足够长的斜面上的A点，以水平速度v0抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上所用的时间为t1；若将此球以2v0的速度抛出，落到斜面上所用时间为t2，则t1与t2之比为(　　)A．1∶1　　　 B．1∶2C．1∶3 D．1∶4√ 探究2　与斜面(曲面)相关的平抛运动1．两类与斜面相关的平抛运动(1)常见的有两类问题①物体从斜面上某一点抛出以后又重新落到斜面上，此时平抛运动物体的合位移方向与水平方向的夹角等于斜面的倾角。②做平抛运动的物体垂直打在斜面上，此时物体的合速度方向与斜面垂直。(2)基本求解思路2．常见的两种与曲面相关的平抛运动(1)抛出点和落点都在圆面上。如图所示，一小球从与圆心等高的半圆形轨道的A点以v0水平向右抛出，落在圆形轨道上的C点。(2)抛出点在圆面外，落点在圆面上。如图所示，一小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动，飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点。  角度2　与曲面相关的平抛运动【典例3】　(多选)如图所示，一个半径R＝0.75 m的半圆柱体放在水平地面上，一小球从圆柱体左端A点正上方的B点水平抛出(小球可视为质点)，恰好从半圆柱体的C点掠过。已知O点为半圆柱体的圆心，OC与水平方向夹角为53°，重力加速度为g＝10 m/s2，则(　　)A．小球从B点运动到C点所用时间为0.3 sB．小球从B点运动到C点所用时间为0.5 sC．小球做平抛运动的初速度为4 m/sD．小球做平抛运动的初速度为6 m/s√√[思路点拨]　将小球在C点的速度和经过的位移沿水平方向和竖直方向分解，然后利用圆的几何特点结合平抛运动规律进行求解，注意速度方向与水平方向夹角的正切值等于位移方向与水平方向夹角正切值的2倍。 [跟进训练]3．(多选)如图所示，从半径为R＝1 m的半圆PQ上的P点水平抛出一个可视为质点的小球，经t＝0.4 s小球落到半圆上。已知当地的重力加速度g＝10 m/s2，据此判断小球的初速度可能为(　　)A．1 m/s　　　　　 B．2 m/sC．3 m/s D．4 m/s√√  √√√ 探究3　平抛中的临界、极值问题1．将平抛运动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，是求解平抛运动的基本方法。2．分析平抛运动中的临界问题时一般运用极限分析的方法，即把要求的物理量设定为极大或极小，让临界问题突显出来，找出产生临界的条件。3．确定临界状态，并画出轨迹示意图。4．注意适当运用数学知识分析求解有关临界与极值问题。【典例4】　如图所示，排球场的长为18 m，假设球网的高度为2 m。运动员站在离网3 m远的线上，正对球网竖直跳起，把球垂直于网水平击出。(不计空气阻力，g取10 m/s2)(1)设击球点的高度为2.5 m，球被水平击出时的速度在什么范围内才能使球既不触网也不出界？(2)若击球点的高度小于某个值，那么无论球被水平击出时的速度为多大，球不是触网就是出界，试求出此高度。 [思路点拨]　排球被击出后做平抛运动，若速度过大就会出界，若速度过小就会触网。  规律方法　平抛运动临界、极值问题的常见特点(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)如题目中有“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，这些极值也往往是临界点。[跟进训练]5．小亮在河岸做抛石子游戏。如图所示为河的横截面示意图，小亮自O点以垂直岸边的水平速度向对岸抛石子。已知O点离水面AB的高度为h，O、A两点间的水平距离为x1，水面AB的宽度为x2，河岸倾角为θ，重力加速度为g，不计空气阻力。  探究4　类平抛运动的分析与求解1．类平抛运动类平抛运动是一种匀变速曲线运动。在初速度方向上不受力，初速度保持不变；在与初速度垂直的方向上存在一恒力，区别于平抛运动中的重力。2．类平抛运动的特点及处理方法【典例5】　如图所示的光滑斜面长为l，宽为b，倾角为θ，一物块(可看成质点)沿斜面左上方顶点P水平射入，恰好从底端Q点离开斜面，取重力加速度为g，试求：(1)物块由P运动到Q所用的时间t；(2)物块由P点水平射入时的初速度v0；(3)物块离开Q点时速度的大小v。[思路点拨]　(1)物块沿斜面做类平抛运动。(2)物块沿垂直于初速度方向的加速度为g sin θ。(3)物块沿水平方向的位移为b。 规律方法　类平抛运动问题的求解思路(1)分析物体的初速度与受力情况，确定物体做类平抛运动的加速度，并明确两个分运动的方向。(2)利用两个分运动的规律求解分运动的速度与位移。(3)根据题目的已知条件与未知条件，充分利用运动的等时性、独立性、等效性。[跟进训练]6．如图所示，质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升，若飞机在此过程中水平速度保持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供，不含重力)。今测得当飞机在水平方向的位移为l时，它的上升高度为h。求：(1)飞机受到的升力大小；