人教版 (2019)必修 第二册4 抛体运动的规律完整版ppt课件

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1.通过运动的合成与分解分析平抛运动的规律,掌握分析方法。(科学思维)2.能用平抛运动的规律分析生产、生活中的相关问题。(科学思维)3.知道斜抛运动,会用运动的合成和分解的方法分析一般的抛体运动。(科学思维)
基础落实·必备知识全过关
学以致用·随堂检测全达标
重难探究·能力素养全提升
一、平抛运动的速度将物体以初速度v0水平抛出,由于物体只受重力作用,t时刻的速度为:1.水平方向:vx=　　　　。 2.竖直方向:vy=　　　　。 3.合速度
二、平抛运动的位移与轨迹将物体以初速度v0水平抛出,经时间t,物体的位移为:1.水平方向:x=　　　　。 2.竖直方向:y=　　　　。 3.合位移
三、一般的抛体运动物体抛出的速度v0沿斜上方或斜下方时,物体做斜抛运动(设v0与水平方向夹角为θ),如图所示。
1.水平方向:物体做　　　　　　　　运动,初速度vx=　　　　。 
2.竖直方向:物体做竖直上抛或竖直下抛运动,初速度vy=　　　　。 
情境链接如图所示,动物管理员在森林里寻找到了一只丢失的猴子,立即用麻醉枪水平射击,若注射器从枪口水平射出的瞬间,猴子从静止开始自由下落,忽略空气阻力,猴子跑掉了吗?为什么?
提示 跑不掉,因为射出的注射器在竖直方向的运动也是自由落体运动。
教材拓展平抛运动的轨迹和轨迹上的两个点的坐标如图所示,怎么证明平抛运动的轨迹为抛物线?
提示 将两个点的坐标分别代入y=kx2,如果得到的k值相同,说明平抛运动的轨迹为抛物线。
易错辨析(1)如果下落时间足够长,平抛运动物体的速度方向可以变为竖直方向。(　　)(2)做平抛运动的物体初速度越大,落地时竖直方向的速度越大。(　　)(3)平抛运动合位移的方向与合速度的方向一致。(　　)
解析 因为平抛运动的初速度不变化,所以任何时候平抛运动的速度都会与竖直方向有夹角。
解析 落地时竖直方向的速度大小与初速度大小无关。
解析 合位移方向与合速度方向不相同。
(4)平抛运动的位移等于水平方向上的位移和竖直方向上的位移的代数和。(　　)(5)斜抛运动和平抛运动在竖直方向上做的都是自由落体运动。(　　)(6)斜抛运动和平抛运动的加速度相同。(　　)
解析 平抛运动的位移等于水平方向上的位移和竖直方向上的位移的矢量和。
解析 斜抛运动在竖直方向上的初速度不为零,不是自由落体运动。
如图所示,一人正在练习水平投掷飞镖,请思考:(不计空气阻力)(1)飞镖掷出后,其加速度的大小和方向是否变化?(2)飞镖的运动是什么性质的运动?
要点提示 (1)加速度为重力加速度g,大小和方向均不变。(2)匀变速曲线运动。
探究点一　对平抛运动的理解
1.物体做平抛运动的条件物体的初速度v0≠0,方向水平,且只受重力作用。2.平抛运动的性质加速度为g的匀变速曲线运动。
特别提示　平抛运动是匀变速曲线运动,任意相等时间内的速度变化量都是相同的,特别注意并不是速率变化都是相同的。
【例1】 关于平抛运动,下列说法正确的是(　　)A.平抛运动是一种变加速运动B.做平抛运动的物体加速度随时间逐渐增大C.做平抛运动的物体每秒内速度增量相等D.做平抛运动的物体每秒内位移增量相等
解析 平抛运动是匀变速曲线运动,其加速度为重力加速度g,故加速度的大小和方向恒定,在Δt时间内速度的改变量为Δv=gΔt,因此每秒内速度增量大小相等、方向相同,A、B错误,C正确;由于水平方向的位移x=v0t,每秒内水平位移增量相等,而竖直方向的位移h= gt2,每秒内竖直位移增量不相等,所以D错误。
方法技巧　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。
1.物体做平抛运动时,描述物体在竖直方向的分速度v(取向下为正方向)随时间变化的图像是(　　)
解析 平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,分速度v=gt,与时间成正比,故选D。
探究点二　平抛运动的研究方法和规律
球场上,运动员多次从同一高度以不同的水平速度击出网球。若网球均落在同一水平面上,每次网球在空中运动的时间相同吗?落地速度相同吗?
要点提示 在空中运动的时间相同,但落地速度不同。
1.研究方法采用运动分解的方法,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。2.运动规律
【例2】 在水平地面上方某一高度处沿水平方向抛出一个物体,抛出t1=2 s后物体的速度方向与水平方向的夹角为45°,落地时物体的速度方向与水平方向的夹角为60°,重力加速度g取10 m/s2。求:(1)物体平抛时的初速度v0;(2)抛出点距离地面的竖直高度h;(3)物体从抛出点到落地点的水平位移x。
解析 (1)对抛出t1=2 s后物体的速度和落地时物体的速度分解如图所示,竖直分速度满足vy1=gt1=20 m/s
解得物体平抛时的初速度为v0=20 m/s。
(2)物体落地时的竖直分速度为
方法技巧　求解平抛运动问题的方法一般情况下,将平抛运动进行分解,若已知的条件是速度,则分解速度,若已知的条件是位移,则分解位移。
2.(多选)某同学利用无人机玩“投弹”游戏,无人机携带小球以v0=3 m/s的速度水平向右匀速飞行,在某时刻释放小球。此时无人机到水平地面的距离h=20 m,空气阻力忽略不计,g取10 m/s2,则(　　)A.小球的位移为20 mB.小球下落的时间为2 sC.小球落地的速度为20 m/sD.释放点和落地点之间的水平距离为6 m
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?
探究点三　一般抛体运动
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。
1.斜抛运动的特点(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)速度变化特点做斜抛运动的物体在任意相等的时间内速度的变化量相同,即Δv=gΔt,方向均竖直向下。
2.斜抛运动的规律(1)速度规律水平速度:vx=v0cs θ。竖直速度:vy=v0sin θ-gt。
(2)位移规律水平位移:x=vxt=v0tcs θ。
【例3】 (多选)如图所示,某同学在A点把一篮球以初速度v0斜向上抛出,v0与水平面成60°,曲线ACB为篮球在空中的部分轨迹,C为轨迹最高点,篮球进入篮圈B点时速度方向与水平面成45°,忽略篮球受到的空气阻力,射高为h,从A点到C点的时间为tA,C点到B点的时间为tB,重力加速度为g,则(　　)
3.(多选)北京冬奥会报道中利用“AI+8K”技术,把全新的“时间切片”特技效果首次运用在8K直播中,更精准清晰地抓拍运动员比赛精彩瞬间,给观众带来全新的视觉体验。“时间切片”是一种类似于多次“曝光”的呈现手法。某运动员在自由式滑雪大跳台比赛中某跳的“时间切片”特技图如图所示。忽略空气阻力,将运动员看作质点,其轨迹abc段为抛物线。已知起跳点a的速度大小为v,起跳点a与最高点b之间的高度差为h,重力加速度大小为g,下列说法正确的是(　　)
1.(平抛运动的特点)(2023山东青岛二中高一期中)下列关于平抛运动的说法正确的是(　　)A.由于速度方向随时间不断变化,所以相同时间内速度的变化量不同B.对于相同初速度和高度的平抛运动,落地时在地球表面比在月球表面(月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度)飞得更远C.一个做平抛运动的物体的竖直速度从v增加到2v所用的时间为从2v增加到3v所用时间的一半D.将两物体以相同水平初速度先后间隔1 s抛出,则在第二个物体抛出1 min后二者相距一定超过600 m
2.(平抛运动规律的应用)如图所示,某节目的一个环节中,选手会遇到一个人造山谷POQ,PO是竖直峭壁,OQ是以P点为圆心的弧形坡,Q点右侧是一段水平跑道。选手助跑后从P点水平向右跳出,跃上Q点右侧的跑道上。选手可视为质点,忽略空气阻力,下列说法正确的是(　　)A.初速度越大,选手从P跳出至落在Q右侧跑道上的时间越长B.初速度越大,选手从P跳出至落在Q右侧跑道上的时间越短C.只要选手落在Q平台上,下落时间为一定值,与初速度无关D.若落在OQ圆弧上,初速度越大,选手在空中运动时间越长
解析 只要选手落在Q平台上,其下落高度为一定值,所以下落时间也为一定值,与速度无关,故A、B错误,C正确;若落在OQ圆弧上,初速度越大,选手落在OQ上的位置越靠右,下落的高度越小,在空中运动时间越短,故D错误。
3.(平抛运动规律的应用)(多选)t=0时刻,在竖直面内从直角坐标系的原点O以v=10 m/s的初速度把小球沿x轴平抛出去,其轨迹如图所示,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力,下列说法正确的是(　　)A.t=1 s时,小球的位置坐标为(5 m,10 m)B.t=1 s时,小球的位置坐标为(10 m,5 m)
4.(平抛运动规律的应用)如图所示,某人向放在水平地面上的垃圾桶中水平扔废球,结果恰好从桶的右侧边缘飞到地面,不计空气阻力,为了能把废球扔进垃圾桶中,则此人水平抛球时,可以进行的调整为(　　)A.初速度大小不变,抛出点在原位置正上方B.初速度大小不变,抛出点在原位置正下方C.初速度变大,抛出点不变D.初速度变大,抛出点在原位置正上方
解析 设小球平抛运动的初速度为v0,抛出点离桶的高度为h,水平位移为
初速度大小不变,要减小水平位移x,应降低抛出点高度,所以抛出点应调到原位置正下方,故A错误,B正确;初速度变大,抛出点位置不变,会增大水平位移,不能把废球扔进垃圾桶中,故C错误;初速度变大,应减小抛出点的高度,即抛出点在原位置正下方,才能把废球扔进垃圾桶中,故D错误。
5.(斜抛运动的理解)(2023浙江宁波高一期中)滑雪比赛中,运动员从滑道滑出并在空中翻转时,经多次曝光得到如图所示的照片,每次曝光的时间间隔相等。若运动员的重心轨迹与同速度不计阻力的斜抛小球轨迹重合,A、B、C和D表示重心位置,且A和D处于同一水平高度,则下列说法正确的是(　　)A.相邻位置运动员重心的速度变化相同B.运动员在A、D位置时重心的速度相同C.运动员从A到B和从C到D的时间相同D.运动员重心位置的最高点位于B和C中间
解析 相邻位置的时间间隔相同,根据Δv=gΔt可知运动员重心的速度变化相同,选项A正确;A和D处于同一水平高度,则运动员在A、D位置时重心的速度大小相同,但是方向不同,选项B错误;由图可知,运动员从A到B的时间为2Δt,从C到D的时间为3Δt,时间不相同,故C错误;由图知A到C的时间等于C到D的时间,根据斜抛运动的对称性可知运动员重心位置的最高点位于C点,故D错误。