高中物理 第5章 第2节 平抛运动期末课时同步复习课件 新人教版必修2.ppt

第二节平抛运动 1997年 香港回归前夕 柯受良又驾跑车成功飞越了黄河天堑壶口瀑布 宽度达55米 获得了 亚洲第一飞人 的称号 如右图所示 柯受良能完成这一系列的跨越 不 仅仅需要高超的技术和过人的气魄 还需要把握科学规律 盲目自信 盲目挑战那不是真正的勇敢 可以相信的是 柯受良的每一次跨越都经过大量的准备和科学的分析 他必须对抛体运动的规律基于实际情况加以应用 这就是一种勇气和智慧的挑战 1 理解平抛运动是匀变速运动 其加速度为g 2 理解平抛运动可以看做是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动 并且这两个分运动互不影响 3 会用平抛运动的规律解答相关问题 课前预习 一 抛体运动1 定义 以一定的速度将物体抛出 在空气阻力可以忽略的情况下 物体只受 作用 这种运动叫做抛体运动 当物体做抛体运动的初速度沿 时 叫做平抛运动 2 抛体运动的特点 1 具有一定的初速度v0 2 只受重力作用 加速度恒定 a g 加速度方向总是 重力 水平方向 竖直向下 3 抛体运动的性质 物体做抛体运动时加速度恒定 所以抛体运动是 运动 二 平抛运动1 定义 将物体以一定的速度水平抛出 物体只在 作用下的运动 叫做平抛运动 2 平抛运动的条件 物体具有水平方向的 运动过程中只受 作用 匀变速曲线 重力 初速度 重力 3 平抛运动的性质 由于做平抛运动的物体只受重力作用 由牛顿第二定律可知 其加速度恒为g 是匀变速运动 又重力与初速度方向不在同一直线上 物体做曲线运动 故平抛运动是 运动 4 平抛物体的位置 平抛运动的物体落至地面时 抛出点与落地点间的水平距离为x 竖直距离为y 在空中运动的时间为t 1 在水平方向上 物体做 运动 所以x 2 在竖直方向上 物体做 运动 所以y 3 以抛出点为坐标原点 以v的方向为x轴 向下为y轴 则平抛运动的物体在t时刻的位置为 匀变速曲线 匀速直线 vt 自由落体 gt2 5 平抛物体的轨迹 1 运动轨迹 y 2 轨迹的性质 平抛运动的轨迹是一条 6 平抛物体的速度 1 水平速度 vx 2 竖直速度 vy 3 落地速度 v地 抛物线 v gt 抛体运动有哪些特点 1 理想化特点 物理上提出的 抛体运动 是一种理想化的模型 即把物体看成质点 抛出后只考虑重力作用 忽略空气阻力 2 匀变速特点 抛体运动的加速度恒定 始终等于重力加速度 这是抛体运动的共同特点 其中加速度与速度方向不共线的抛体运动是一种匀变速曲线运动 3 速度变化的特点 抛体运动的物体在任意相等的时间内速度的变化量相等 均为 v g t 方向竖直向下 名师提示 任意时刻速度的水平分量均等于初速度 任意相等时间内速度改变量相等 尝试应用 1 关于平抛运动 下列说法中正确的是 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 c 平抛运动有哪些重要规律和结论 1 运动时间 t 即平抛物体在空中的飞行时间仅取决于下落的高度 与初速度v0无关 2 落地的水平距离x v0 即水平距离与初速度v0和下落高度h有关 与其他因素无关 3 落地速度vt 即落地速度也只与初速度v0和下落高度h有关 4 平抛运动速度偏向角与位移偏向角的关系 名师提示 平抛运动的位移公式和速度公式中有三个含有时间t 应根据不同的已知条件来求时间 但应明确 平抛运动的时间完全由抛出点到落地点的竖直高度确定 在不高的范围内g恒定 与抛出的速度无关 尝试应用 2 在平坦的垒球运动场上 若击球手挥动球棒将垒球水平击出 垒球飞行一段时间后落地 不计空气阻力 则 a 垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定b 垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定c 垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定d 垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定 d 做平抛运动的物体 在落地前的最后1s内 其速度方向由跟竖直方向成60 角变为跟竖直方向成45 角 求物体抛出时的初速度和下落的高度 平抛运动速度 解析 设物体的初速度为v0 根据题意画出反映速度关系的矢量图如右图所示 最后1s内速度的变化 v g t 9 8m s 且方向竖直向下 分析矢量图可得v0cot45 v0cot60 v解得v0 23 2m s物体在竖直方向自由下落 设下落高度为h 则有答案 23 2m s27 2m名师归纳 解决此类问题的关键是画出速度矢量图 从速度关系入手 变式应用 1 如右图所示 一小球以v0 10m s的速度水平抛出 在落地之前经过空中的a b两点 已知在a点时小球的速度方向与水平方向的夹角45 在b点时小球的速度方向与水平方向的夹角为60 空气阻力忽略不计 g取10m s2 则以下判断中正确的是 a 小球从a点运动到b点经历的时间为t 1 sb 小球从a点运动到b点经历的时间为t sc a b两点间的高度差h 10md a b两点间的高度差h 15m ac 平抛运动的位移 为了清理堵塞河道的冰凌 空军实施投弹爆破 飞机在河道上空高h处以速度v0水平匀速飞行 投掷下炸弹并击中目标 求炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速度大小 不计空气阻力 解析 炸弹做平抛运动 设炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离为x 则有 名师归纳 1 将平抛运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动 依据两个分运动满足的规律列方程 求出两个分运动的相关物理量 然后利用运动的合成求合运动的相关物理量 2 由于平抛运动的速度 位移均为矢量 求解时要注意它们的方向 一般求出它们与水平方向的夹角 变式应用 2 如右图所示 射击枪水平放置 射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上 枪口与 目标靶之间的距离x 100m 子弹射出的水平速度v 200m s 子弹从枪口射出的瞬间 目标靶由静止开始释放 不计空气阻力 重力加速度g取10m s2 求 1 从子弹由枪口射出开始计时 经多长时间子弹击中目标靶 2 目标靶由静止开始释放到被子弹击中 下落的距离h为多少 解析 1 子弹做平抛运动 它在水平方向的分运动是匀速直线运动 设子弹经t时间击中目标靶 则t 代入数据得t 0 5s 2 目标靶做自由落体运动 则h gt2代入数据得h 1 25m 答案 1 0 5s 2 1 25m 平抛运动与斜面相结合 如右图所示 从倾角为 的斜面上的a点 以初速度v0 沿水平方向抛出一个小球 落在斜面上的b点 求 1 小球落到b点的速度 2 a b间的距离 解析 1 设小球从a运动到b的时间为t 得 名师归纳 求解平抛运动与斜面相结合的问题时 可以巧妙变换坐标方向 灵活分解速度 位移和加速度 解答时还要充分运用斜面倾角 找出水平速度和竖直速度及水平位移和竖直位移跟斜面倾角的关系 从而使问题得到解决 变式应用 3 如图所示 在倾角为 的斜面上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b点所用的时间为 b 基础练 1 运动员掷出铅球 若不计空气阻力 下列对铅球运动性质的说法中 正确的是 a 加速度的大小和方向均不变 是匀变速曲线运动b 加速度的大小和方向均改变 是非匀变速曲线运动c 加速度的大小不变 方向改变 是非匀变速曲线运动d 若水平抛出是匀变速曲线运动 若斜向上抛出则不是匀变速曲线运动 a 2 如右图所示 在光滑水平面上有一小球a以初速度v0运动 同时刻在它的正上方有一小球b也以v0初速度沿同一方向水平抛出 并落于c点 则 a 小球a先到达c点b 小球b先到达c点c 两球同时到达c点d 不能确定 c 3 对于平抛运动 下列说法中正确的是 a 飞行时间由初速度和高度决定b 水平射程由初速度和高度决定c 速度和加速度都时刻在变化d 平抛运动是匀变速曲线运动 bd 4 在高度为h的同一位置上向水平方向同时抛出两个小球a和b 若a球的初速va大于b球的初速vb 则下列说法正确的是 a a球落地时间小于b球落地时间b 在飞行过程中的任一段时间内 a球的水平位移总是大于b球的水平位移c 若两球在飞行中遇到一堵竖直的墙 a球击中墙的高度总是大于b球击中墙的高度d 在空中飞行的任意时刻 a球的速率总大于b球的速率 bd 5 如图所示 一架在2000m的高空以200m s的速度水平匀速飞行的轰炸机 要想用两枚炸弹分别炸到山脚和山顶的目标a和b 已知山高720m 山脚与山顶的水平距离为1000m 若不计空气阻力 g取10m s2 则投弹的时间间隔应为 a 4sb 5sc 9sd 16s a 6 2012年新课标 如图 x轴在水平地面内 y轴沿竖直方向 图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a b和c的运动轨迹 其中b和c是从同一点抛出的 不计空气阻力 则 a a的飞行时间比b的长b b和c的飞行时间相同c a的水平速度比b的小d b的初速度比c的大 bd 提高练 7 如图所示 在网球的网前截击练习中 若练习者在球网正上方距地面h处 将球以速度v沿垂直球网的方向击出 球刚好落在底线上 已知底线到网的距离为l 重力加速度为g 将球的运动视为平抛运动 下列表述正确的是 a 球的速度v等于lb 球从击出至落地所用时间为c 球从击球点至落地点的位移等于ld 球从击球点至落地点的位移与球的质量有关 ab 8 跳台滑雪是勇敢者的运动 它是利用山势特别建造的跳台所进行的 运动员靠着专用滑雪板 不带雪杖在助滑路上获得高速后起跳 在空中飞行一段距离后着陆 这项运动极为壮观 如右上图所示 设一位运动员由a点沿水平方向跃起 到b点着陆时 测得ab间距离l 40m 山坡倾角 30 试计算运动员起跳的速度和他在空中飞行的时间 不计空气阻力 g取10m s2 答案 17 3m s2s 9 如图所示 一小球从平台上水平抛出 恰好落在一临近平台的倾角为 53 的光滑斜面顶端 并刚好沿光滑斜面下滑 已知斜面顶端与平台的高度差h 0 8m g取10m s2 sin53 0 8 cos53 0 6 求 1 小球水平抛出的初速度v0是多少 2 斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少 3 若斜面顶