高中物理人教版 (2019)必修 第二册第五章 抛体运动4 抛体运动的规律教案配套ppt课件

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关键能力·情境探究达成
知识点一　平抛运动的速度
知识点二　平抛运动的位移与轨迹
知识点三　一般的抛体运动
如图所示，一人正练习投掷飞镖，如果不计空气阻力，请回答下列问题。
【问题】(1)飞镖投出后，受力情况怎样？其加速度的大小和方向是怎样的？(2)飞镖的运动是匀变速运动，还是变加速运动？(3)飞镖投出后，水平方向速度和竖直方向的速度有什么特点？提示：(1)因忽略空气阻力，飞镖投出后，只受重力作用，其加速度大小为g，方向竖直向下。(2)飞镖运动过程中，加速度是不变的，所以飞镖的运动是匀变速曲线运动。(3)飞镖投出后，水平方向速度不变，竖直方向的速度均匀增大。
1．平抛运动的性质：加速度为g的匀变速曲线运动。2．平抛运动的特点(1)受力特点：只受重力作用，不受其他力或其他力忽略不计。(2)运动特点。①加速度：为自由落体加速度g，大小、方向均不变，故平抛运动是匀变速运动。②速度：大小、方向时刻在变化，平抛运动是变速运动。
(3)速度变化特点：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。
【典例1】　(2022·四川南充市阆中中学高一期中)关于平抛运动，下面的几种说法中正确的是(　　)A．平抛运动是一种不受任何外力作用的运动B．平抛运动是曲线运动，它的速度大小和方向在不断改变C．平抛运动可以分解为水平方向的匀变速直线运动和竖直方向的自由落体运动D．平抛运动的物体质量越小，落点就越远，质量越大，落点就越近
B　[平抛运动是一种在重力作用下的匀变速曲线运动，故A错误；平抛运动是曲线运动，它的速度大小和方向在不断改变，故B正确；平抛运动可以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，故C错误；平抛运动的加速度与质量无关，则知其运动情况与质量无关，落点远近与其质量无关，故D错误。]
[跟进训练]1．(多选)关于平抛物体的运动，以下说法正确的是(　　)A．做平抛运动的物体，速度和加速度都随时间的增加而增大B．做平抛运动的物体仅受到重力的作用，所以加速度保持不变C．平抛物体的运动是匀变速运动D．平抛物体的运动是变加速运动BC　[做平抛运动的物体，速度随时间不断增大，但由于只受恒定不变的重力作用，所以加速度是恒定不变的，选项A、D错误，B、C正确。]
空中以一定速度飞行的战斗机，为击中前方坦克，而从后方水平投出一枚炸弹，炸弹飞行轨迹如图所示。根据运动轨迹，以抛出点为原点，水平方向和竖直方向建立坐标系如图所示，请思考以下问题：
【问题】(1)分析曲线运动的基本思路和方法是什么？(2)如何对平抛运动进行研究？(3)平抛运动的时间、水平位移和落地速度由哪些因素决定？提示：(1)分析曲线运动的基本思路和方法是将运动分解。(2)研究平抛运动时，可以将其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。(3)平抛运动的时间由下落高度y决定，水平位移和落地速度则由初速度v0和下落高度y共同决定。
1．研究方法研究平抛运动通常采用“化曲为直”的思想，即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。
【典例2】　当灾害发生时，有时会利用无人机运送救灾物资。一架无人机正准备向受灾人员空投急救用品，急救用品的底面离水平地面高度h＝19.6 m，无人机以v＝10 m/s的速度水平匀速飞行。若空气阻力忽略不计，重力加速度g＝9.8 m/s2。(1)为了使投下的急救用品落在指定地点，无人机应该在离指定地点水平距离多远的地方进行投放？(2)投放的急救用品落到水平地面上时，速度的大小是多少？
[思路点拨]　(1)急救用品离开无人机时具有与无人机相同的水平速度，且只受重力作用。因此急救用品做平抛运动。(2)在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，并且两个分运动经历时间相同。末速度为两个分速度的矢量和。
物体抛出的速度v0沿______或______时，物体做斜抛运动(设v0与水平方向夹角为θ)，如图所示。1．水平方向的分运动：物体做____________运动，初速度vOx＝___________。
2．竖直方向的分运动：物体做竖直上抛或竖直下抛运动，初速度vOy＝____________。
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。
【问题】(1)铅球离开手后，如不考虑空气阻力，其受力情况、加速度有何特点？(2)铅球离开手时速度有什么特点？(3)铅球在最高点的速度是零吗？(4)处理上述运动的思路是什么？
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。(2)其初速度不为零，初速度方向斜向上方。(3)不是。由于铅球在水平方向做匀速运动，所以铅球在最高点的速度等于水平方向的分速度。(4)利用运动合成与分解的思路。
1．斜抛运动的性质：斜抛运动是加速度恒为重力加速度g的匀变速曲线运动，轨迹是抛物线。2．斜抛运动的基本规律(以斜上抛为例说明)(1)分析思路：斜上抛运动可以看成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动的合运动。
【典例3】　如图所示，做斜上抛运动的物体到达最高点时，速度v＝24 m/s，落地时速度vt＝30 m/s，g取10 m/s2。求：(1)物体抛出时速度的大小和方向；
[答案]　30 m/s　与水平方向夹角为37°　
(2)物体在空中的飞行时间t。
学习效果·随堂评估自测
1．(多选)物体在做平抛运动时，在相等时间内，相等的量是(　　)A．速度的增量　　　　B．加速度C．位移的增量 D．位移
2．做斜上抛运动的物体，到达最高点时(　　)A．具有水平方向的速度和水平方向的加速度B．速度为零，加速度向下C．速度不为零，加速度为零D．具有水平方向的速度和向下的加速度D　[斜上抛运动可以看成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动的合运动。当物体到达最高点时，竖直方向上的速度减为零，水平方向上的速度不变。由于只受重力作用，所以物体始终具有竖直向下的加速度g，故D正确。]
回归本节知识，自我完成以下问题：1．平抛运动的条件是什么？提示：有水平初速度，仅受重力作用。2．平抛运动有哪些动力学特点？提示：平抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动。3．平抛运动的常用处理方法是什么？提示：分解，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均加速直线运动。
阅读材料·拓展物理视野
实际弹道曲线弹头飞行时其重心所经过的路线称为“弹道曲线”。由于重力作用和空气阻力的影响，弹道形成不均匀的弧形。升弧较长而直伸，降弧则较短而弯曲。膛外弹道学专门研究弹头在空中运动的规律，例如弹头的重心运动、稳定性等也都会影响到弹道曲线。斜抛射出的炮弹，其实际射程和射高都没有按抛体计算得到的值那么大，当然路线也不会是理想曲线。物体在空气中运动受到的阻力，
与物体运动速率的大小有密切关系：物体的速率低于200 m/s 时，可认为阻力与物体速率大小的平方成正比；速率达到400～600 m/s时，空气阻力和速率大小的三次方成正比；在速率很大的情况下，阻力与速度大小的高次方成正比。总之，物体运动的速率越小，空气阻力的影响就越小，抛体的运动越接近理想情况。例如，不计空气阻力，某低速迫击炮的理想射程是360 m，实际上能达到350 m，空气阻力的作用处于次要地位；加农炮弹的速度很大，在不计阻力时计算的理想射程能达46 km，而实际只能达到13 km，空气的阻力是不能忽视的。