高中物理 第五章 曲线运动 2 平抛运动课件 新人教版必修21.ppt

2平抛运动 第五章曲线运动 内容索引 自主预习预习新知夯实基础 重点探究启迪思维探究重点 达标检测检测评价达标过关 自主预习 一 抛体运动1 定义 以一定的速度将物体抛出 物体只受作用的运动 2 平抛运动 初速度沿方向的抛体运动 3 平抛运动的特点 1 初速度沿方向 2 只受作用 4 平抛运动的性质 加速度为的运动 重力 水平 水平 重力 g 匀变速曲线 二 平抛运动的速度和位移1 平抛运动的速度 1 水平方向 不受力 为运动 vx 2 竖直方向 只受重力 为运动 vy 3 合速度 大小 v 方向 tan 是v与水平方向的夹角 匀速直线 v0 自由落体 gt 2 平抛运动的位移 1 水平位移 x 2 竖直位移 y 3 轨迹 平抛运动的轨迹是一条线 v0t 抛物 答案 即学即用1 判断下列说法的正误 1 抛体运动一定是曲线运动 2 抛体运动一定是匀变速运动 3 平抛运动的物体初速度越大 下落得越快 4 平抛运动物体的速度方向与水平方向的夹角越来越大 若足够高 速度方向最终可能竖直向下 5 平抛运动的合位移的方向与合速度的方向一致 2 在80m的低空有一小型飞机以30m s的速度水平飞行 假定从飞机上相对静止释放一物体 g取10m s2 不计空气阻力 那么物体从释放到落地所用时间是 s 它在下落过程中发生的水平位移是 m 落地时的速度大小为 m s 答案 解析 4 120 50 代入数据得 t 4s水平位移x v0t 代入数据得 x 30 4m 120m 代入数据得v 50m s 重点探究 如图所示 一人正练习投掷飞镖 飞镖做平抛运动 请思考 答案加速度为重力加速度g 大小和方向均不变 一 对平抛运动的理解 导学探究 答案 1 飞镖投出后 其加速度的大小和方向是否变化 答案匀变速运动 2 飞镖的运动是匀变速运动 还是变加速运动 1 平抛运动的特点 1 速度特点 平抛运动的速度大小和方向都不断变化 故它是变速运动 2 轨迹特点 平抛运动的运动轨迹是曲线 故它是曲线运动 3 加速度特点 平抛运动的加速度为自由落体加速度 2 平抛运动的速度变化由 v g t知 任意两个相等的时间间隔内速度的变化量相同 方向竖直向下 知识深化 例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 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 t时间内速度的改变量为 v g t 因此可知每秒内速度增量大小相等 方向相同 选项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 每秒内竖直位移增量不相等 所以选项d错误 答案 解析 如图所示为小球水平抛出后 在空中做平抛运动的运动轨迹 自由落体加速度为g 初速度为v0 不计空气阻力 1 小球做平抛运动 运动轨迹是曲线 为了便于研究 我们应如何建立坐标系 答案 二 平抛运动规律的应用 导学探究 答案一般以初速度v0的方向为x轴的正方向 竖直向下的方向为y轴的正方向 以小球被抛出的位置为坐标原点建立平面直角坐标系 2 以抛出时刻为计时起点 求t时刻小球的速度大小和方向 答案如图 初速度为v0的平抛运动 经过时间t后 其水平分速度vx v0 竖直分速度vy gt 根据运动的合成规律可知 小球在这个时刻的速度 即合速度 大小 设这个时刻小球的速度与水平方向的夹角为 则有 答案 3 以抛出时刻为计时起点 求t时刻小球的位移大小和方向 答案如图 水平方向 x v0t 答案 1 平抛运动的研究方法 1 把平抛运动分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动 2 分别运用两个分运动的运动规律去求分速度 分位移等 再合成得到平抛运动的速度 位移等 知识深化 2 平抛运动的规律 1 平抛运动的时间 t 只由高度决定 与初速度无关 2 水平位移 射程 由初速度和高度共同决定 3 落地速度 与水平方向的夹角为 tan 落地速度由初速度和高度共同决定 3 平抛运动的推论 1 如图1所示 平抛运动的速度偏向角为 则 平抛运动的位移偏向角为 则 可见位移偏向角与速度偏向角的正切值的比值为1 2 图1 2 如图2所示 从o点抛出的物体经时间t到达p点 速度的反向延长线交ob于a点 例2 2016 浙江4月选考科目考试 某卡车在公路上与路旁障碍物相撞 处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体 经判断 它是相撞瞬间车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的 为了判断卡车是否超速 需要测量的量是a 车的长度 车的重量b 车的高度 车的重量c 车的长度 零件脱落点与陷落点的水平距离d 车的高度 零件脱落点与陷落点的水平距离 答案 解析 解析根据平抛运动知识可知 车顶上的零件平抛出去 因此只要知道车顶到地面的高度 即可求出时间 测量零件脱落点与陷落点的水平距离即可求出出事时的瞬时速度 答案为d 例3用30m s的初速度水平抛出一个物体 经过一段时间后 物体的速度方向与水平方向成30 角 不计空气阻力 g取10m s2 求 1 此时物体相对于抛出点的水平位移大小和竖直位移大小 答案 解析 答案15m 所以在此过程中水平方向的位移xa v0ta 30m 2 再经过多长时间 物体的速度方向与水平方向的夹角为60 物体的抛出点足够高 答案 解析 例4如图3所示 排球场的长度为18m 其网的高度为2m 运动员站在离网3m远的线上 正对网前竖直跳起把球垂直于网水平击出 设击球点的高度为2 5m 问 球被水平击出时的速度v在什么范围内才能使球既不触网也不出界 不计空气阻力 g取10m s2 三 平抛运动的临界问题 图3 答案见解析 答案 解析 解析如图所示 排球恰不触网时其运动轨迹为 排球恰不出界时其轨迹为 根据平抛运动规律x v0t和可得 当排球恰不触网时有x1 3m x1 v1t1 由 可得v1 9 5m s 当排球恰不出界时有 x2 3m 9m 12m x2 v2t2 由 可得v2 17m s 所以球既不触网也不出界的水平击出速度范围是 9 5m s v 17m s 分析平抛运动中的临界问题时一般运用极端分析的方法 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 针对训练 多选 刀削面是很多人喜欢的面食之一 因其风味独特而驰名中外 刀削面全凭刀削 因此得名 如图4所示 将一锅水烧开 拿一块面团放在锅旁边较高处 用一刀片飞快地削下一片片很薄的面片 使面片飞向锅中 若面团到锅上沿水平面的竖直距离为0 8m 到锅最近的水平距离为0 5m 锅的半径为0 5m 要想使削出的面片落入锅中 则面片的水平速度可以是下列选项中的哪些 空气阻力不计 g取10m s2 a 1m sb 2m sc 3m sd 4m s 答案 解析 图4 达标检测 a v甲 v乙 a甲 a乙b t甲 t乙 a甲 a乙c v甲 v乙 t甲 t乙d v甲 v乙 t甲 t乙 1 2 3 1 平抛运动 2018 浙江省名校协作体高三上学期考试 如图5所示 网球是一项比较流行的体育运动 两位运动员分别从同一高度同一方向水平发出甲 乙两只网球 甲球出界了 乙球恰好越过球网落在界内 不计空气阻力 对于两球的初速度v甲和v乙 飞行时间t甲和t乙 下落过程中的加速度a甲和a乙 下列比较正确的是 答案 解析 4 图5 1 2 3 4 解析抛出的高度相同 根据t 可知 飞行的时间相同 因甲出界 乙恰好越过球网落在界内 可知甲的水平位移较大 根据v 可知 甲的初速度比乙大 故选d 2 平抛运动规律的应用 2016 浙江10月选考科目考试 一水平固定的水管 水从管口以不变的速度源源不断地喷出 水管距地面高h 1 8m 水落地的位置到管口的水平距离x 1 2m 不计空气及摩擦阻力 水从管口喷出的初速度大小是a 1 2m sb 2 0m sc 3 0m sd 4 0m s 答案 解析 1 2 3 4 解析水平喷出的水 运动规律为平抛运动 根据平抛运动规律h 可知 水在空中的时间为0 6s 根据x v0t可知水平速度为v0 2 0m s 因此选项b正确 3 平抛运动规律的应用 2018 浙江省名校协作体第二学期考试 如图6所示是网球发球机 某次室内训练时将发球机放在距地面一定的高度 然后向竖直墙面发射网球 假定网球水平射出 某两次射出的网球碰到墙面时与水平方向夹角分别为30 和60 若不考虑网球在空中受到的阻力 则 答案 1 2 3 4 图6 解析 x v0t 1 2 3 4 a v0 8m sb v0 4m sc v0 15m sd v0 21m s 4 平抛运动的临界问题 如图7所示 m n是两块挡板 挡板m高h 10m 其上边缘与挡板n的下边缘在同一水平面 从高h 15m的a点以速度v0水平抛出一小球 可视为质点 a点与两挡板的水平距离