人教版高中物理课件：平抛运动.ppt

平抛运动 平抛运动平抛运动例1例22000年春北京例3例4例51998年上海95年高考例6例7例8例998年高考21例1004年上海21例1103年上海20例1203年上海142005年江苏高考132005年上海卷19a一个有用的推论练习 1 平抛运动的条件 a 有一个水平初速度b 运动过程中只受重力作用 2 平抛运动的性质 是加速度恒为g的匀变速运动 3 平抛运动的研究方法 先分解后合成 水平方向上的匀速直线运动竖直方向上的自由落体运动 4 平抛运动的公式 vx v0 x v0tvy gty 1 2 gt2 5 平抛运动的轨迹 抛物线 例1 关于物体的平抛运动 下列说法正确的是 a 由于物体受力的大小和方向不变 因此平抛运动是匀变速运动b 由于物体的速度方向不断变化 因此平抛运动不是匀变速运动c 物体运动时间只由抛出时的高度决定 与初速度无关d 平抛运动的水平距离 由抛出点高度和初速度共同决定 acd 例2 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 平抛物体的运动是变加速运动c 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d 做平抛运动的物体水平方向的速度逐渐增大 c 练习 一物体以初速v0作平抛运动 经过s 其水平分速度和竖直分速度大小相等 经过s 其竖直分位移是水平分位移的两倍 v0 g 4v0 g 2000年春北京 做平抛运动的物体 每秒的速度增量总是 a 大小相等 方向相同b 大小不等 方向不同c 大小相等 方向不同d 大小不等 方向相同 a 例3 从高为h的平台上 分两次沿同一方向水平抛出一个小球 如右图 第一次小球落地在a点 第二次小球落地在b点 ab相距为d 已知第一次抛球的初速度为v1 求第二次抛球的初速度v2是多少 解 由平抛运动规律h 1 2gt2 s1 v1t s2 v2t d v2t v1t 练习 从高h和2h处以相同的初速度水平抛出两个物体 它们落地点距抛出点的水平距离之比为 a 1 2b 1 c 1 3d 1 4 b 例4 在海边高45m的悬崖上 海防部队进行实弹演习 一平射炮射击离悬崖水平距离为1200m 正以10m s的速度迎面开来的靶舰 击中靶舰 g取10m s2 试求 1 炮弹发射的初速度 2 靶舰中弹时距离悬崖的水平距离 解 画出示意图 由平抛运动规律 h 1 2 gt2t 3s s v炮 v船 t v炮 s t v船 1200 3 10 390m s s1 v炮t 390 3 1170m 解 将p点的速度v分解如图示 由平抛运动的规律得 tan vy v0 gt v0 gt2 v0t 2y0 x0 y0 0 5x0 x x0 2 b 在做 研究平抛运动 的实验时 让小球多次沿同一轨道运动 通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹 为了能较准确地描绘运动轨迹 下面列出了一些操作要求 将你认为正确的选项前面的字母填在横线上 a 通过调节使斜槽的末端保持水平b 每次释放小球的位置必须不同c 每次必须由静止释放小球d 记录小球位置用的木条 或凹槽 每次必须严格地等距离下降e 小球运动时不应与木板上的白纸 或方格纸 相触f 将球的位置记录在纸上后 取下纸 用直尺将点连成折线 ace 1998年上海 95年高考 在研究平抛物体运动的实验中 用一张印有小方格的纸记录轨迹 小方格的边长l 1 25cm 若小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图中的a b c d所示 则小球平抛的初速度的计算式为v0 用l g表示 其值是 g取9 8m s2 解析 由平抛运动规律 y gt2 l x v0t v0 x t 2l t 代入数字l 1 25cm 1 80m 得到v0 0 7m s 0 7m s 例6 如图为某小球做平抛运动时 用闪光照相的方法获得的相片的一部分 图中背景方格的边长为5cm g 10m s2 则 1 小球平抛的初速度vo m s 2 闪光频率f h2 3 小球过a点的速率va m s 解 由自由落体运动规律 y gt2 2 0 05 0 1m t 0 1sf 10hz x v0t v0 x t 3 0 05 0 1 1 5m s vby y1 y2 2t 8 0 05 0 2 2m s vay vby gt 2 1 1m s va2 vay2 v02 1 2 25 3 25 va 1 8m s 1 5 10 1 8 例7 雨伞半径r高出地面h 雨伞以角速度 旋转时 雨滴从伞边缘飞出 则以下说法中正确的是 a 雨滴沿飞出点的半径方向飞出 做平抛运动b 雨滴沿飞出点的切线方向飞出 做平抛运动c 雨滴落地后在地面形成一个和伞半径相同的圆d 雨滴落地后形成半径为的圆 解析 设伞柄和飞出点在地面的投影点为o a 雨滴飞出后的落地点为b 由平抛运动规律 h 1 2 gt2x vt rt r2 x2 r2 2r2 2h g r2 bd 例8 如图所示 a b两球间用长6m的细线相连 两球相隔0 8s先后从同一高度处以4 5m s的初速度平抛 则a球抛出几秒后a b间的细线被拉直 在这段时间内a球的位移是多大 不计空气阻力 g 10m s2 解 由平抛运动规律可得 xa v0tya 1 2 gt2 xb v0 t 0 8 yb 1 2 g t 0 8 2 l2 xa xb 2 ya yb 2 代入数字得36 4 5 0 8 2 1 2 10 1 6t 0 64 2 解得t 1sxa v0t 4 5mya 1 2 gt2 5m sa2 xa2 ya2 4 52 52 45 25 sa 6 73m 例9 如图示 在倾角为 的斜面上以初速度v0水平抛出一物 试求物体运动过程中距斜面的最大距离 解 将g和v0分别沿斜面方向和垂直斜面方向分解如图示 gx gsin v0 x v0cos gy gcos v0y v0sin 物体的运动可以看成以下两个运动的合成 沿斜面方向以v0 x为初速度 加速度为gx的匀加速运动垂直斜面方向以v0y为初速度 加速度为gy的匀减速运动 距斜面最大距离时 有vy 0 由vy 0 v0sin gcos t t v0tan g ym v0sin t 1 2 gcos t2 v02sin tan 2g 或者ym v0y2 2gy v02sin tan 2g 宇航员站在一星球表面上的某高处 沿水平方向抛出一个小球 经过时间t 小球落到星球表面 测得抛出点与落地点之间的距离为l 若抛出时的初速增大到2倍 则抛出点与落地点之间的距离为 已知两落地点在同一水平面上 该星球的半径为r 万有引力常数为g 求该星球的质量m 98年高考21 解 mg gmm r2 1 g gm r2 2 画出运动示意图如图示 由平抛运动规律 以v平抛时 x vt 3 h 1 2 gt2 4 l2 x2 h2 5 以2v平抛时x 2vt 6 容易看出x 2x 3l2 4x2 h2 7 由 5 7 式得 代入 4 式得 代入 2 式得 例10两质点在空间同一点处同时水平抛出 速度分别为v1 3 0m s向左和v2 4 0m s向右 取g 10m s2 求 1 当两个质点速度相互垂直时 它们之间的距离 2 当两个质点位移相互垂直时 它们之间的距离 解 1 在相等时间内下落的高度相同 画出运动示意图 v1y v2y gt1 vy v1y v1x tg v2x v2y tg vy2 v1v2 12 t1 0 346s s1 v1 v2 t1 2 42m 2 画出运动示意图 x1 h h x2 h2 x1x2 v1v2t22 h 1 2gt22 t2 0 69s s2 v1 v2 t2 4 84m 04年上海21 滑雪者从a点由静止沿斜面滑下 沿一平台后水平飞离b点 地面上紧靠平台有一个水平台阶 空间几何尺度如图所示 斜面 平台与滑雪板之间的动摩擦因数为 假设滑雪者由斜面底端进入平台后立即沿水平方向运动 且速度大小不变 求 1 滑雪者离开b点时的速度大小 2 滑雪者从b点开始做平抛运动的水平距离s 解 1 设滑雪者质量为m 斜面与水平面夹角为 滑雪者滑行过程中克服摩擦力做功 由动能定理 离开b点时的速度 2 设滑雪者离开b点后落在台阶上 可解得 此时必须满足 可解得 时 滑雪者直接落到地面上 可解得 例11 如图所示 平行竖直的两块钢板高为h 相距s 从左上角a点垂直于板水平抛出一小球 球在b c两处与板做弹性碰撞 碰撞前后速率大小不变 方向改变 后落在两块钢板的正中间的d点 则a与b点 b与c点 c与d点的高度差h1 h2 h3之比为 点拨 小球与板碰撞后的轨迹 相当于将抛物线对称到竖直线的另一侧 由自由落体运动的特点 将整个时间分成相等的5段 得 h1 h2 h3 1 3 5 7 9 4 12 9 4 12 9 10分 如图所示 一高度为h 0 2m的水平面在a点处与一倾角为 30 的斜面连接 一小球以v0 5m s的速度在平面上向右运动 求小球从a点运动到地面所需的时间 平面与斜面均光滑 取g 10m s2 某同学对此题的解法为 小球沿斜面运动 则 由此可求得落地时间t 问 你同意上述解法吗 若同意 求出所需时间 若不同意则说明理由并求出你认为正确的结果 03年上海20 解 不同意 小球应在a点离开平面做平抛运动 而不是沿斜面下滑 正确做法为 落地点与a点的水平距离 而斜面底宽l hcot30 0 35m s l 小球离开a点后不会落到斜面 因此落地时间即为平抛运动时间 例12 已知排球场半场长l 网高h 如图示 若队员在离网水平距离d处竖直跳起水平扣球时 不论以多大的速度击球 都不能把球击在对方场地内 则队员应在离地多高处击球 解 设高度为h 当运动员用速度v1扣球时 球刚好压边线 用速度v2扣球时 球刚好触网 若v1 v2 v 则既触网又压边线 不能把球击在对方场地内 则 5分 如图所示 在研究平抛运动时 小球a沿轨道滑下 离开轨道末端 末端水平 时撞开轻质接触式开关s 被电磁铁吸住的小球b同时自由下落 改变整个装置的高度h做同样的实验 发现位于同一高度的a b两球总是同时落地 该实验现象说明了a球在离开轨道后 a 水平方向的分运动是匀速直线运动b 水平方向的分运动是匀加速直线运动c 竖直方向的分运动是自由落体运动d 竖直方向的分运动是匀速直线运动 03年上海14 c 13 14分 a b两小球同时从距地面高为h 15m处的同一点抛出 初速度大小均为v0 10m s a球竖直向下抛出 b球水平抛出 空气阻力不计 重力加速度取g 10m s 2 求 a球经多长时间落地 a球落地时 a b两球间的距离是多少 2005年江苏高考13 此时a球与b球的距离l为 h v0t 1 2gt2 2 b球做平抛运动x v0t 10my 1 2gt2 5m 15 10t 5t2得t 1s 解 1 a球做竖直下抛运动 19a 10分 某滑板爱好者在离地h 1 8m高的平台上滑行 水平离开a点后落在水平地面的b点 其水平位移s1 3m 着地时由于存在能量损失 着地后速度变为v 4m s 并以此为初速沿水平地面滑行s2 8m后停止 已知人与滑板的总质量m 60kg 求 1 人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小 2 人与滑板离开平台时的水平初速度 空气阻力忽略不计 g 10m s2 2005年上海卷19a 解 1 设滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力为f 由式 1 解得 f mv2 2s2 60 16 16 60n 2 2 人和滑板一起在空中做平抛运动 设初速为v0 飞行时间为t 根据平抛运动规律有 v0 s1 t