高考物理复习 高效学习方略 42 抛体运动的规律及应用课件.ppt

一 平抛运动1 定义 物体的运动叫做抛体运动 如果抛体运动的初速度是 这个运动叫做平抛运动 2 平抛运动的特点 1 具有方向的初速度 2 只受作用 3 性质 平抛运动是加速度为曲线运动 轨迹为 只受重力 沿水平方向的 水平 重力 重力加速度的匀变速 抛物线 二 平抛运动的规律以抛出点为原点 以水平方向 初速度v0方向 为x轴 以竖直向下的方向为y轴建立平面直角坐标系 则平抛运动可以分解为 1 水平方向 做运动 速度vx 位移x 2 竖直方向 做运动 加速度为g 速度vy 位移y 匀速直线 v0 v0t 匀加速直线 gt 三 斜抛运动1 定义 将物体以一定的初速度v0或抛出 物体只在作用下的运动 2 斜抛运动的基本规律 1 水平方向速度vx 位移x 2 竖直方向速度vy 位移y 为初速度与水平方向的夹角 斜向上方 斜向下方 重力 v0cos v0tcos v0sin gt 1 一架飞机水平匀速飞行 从飞机上每隔1s释放一个铁球 先后共释放4个 若不计空气阻力 从地面上观察4个球 a 在空中任何时刻总是排成抛物线 它们的落地点是等间距的b 在空中任何时刻总是排成抛物线 它们的落地点是不等间距的 c 在空中任何时刻总在飞机正下方 排成竖直的直线 它们的落地点是等间距的d 在空中任何时刻总在飞机正下方 排成竖直的直线 它们的落地点是不等间距的 解析c因为铁球从飞机上释放后做平抛运动 在水平方向上具有与飞机相同的速度 不论铁球何时从飞机上释放 铁球与飞机在水平方向上都无相对运动 铁球同时还做自由落体运动 它在竖直方向将离飞机越来越远 所以4个球在落地前始终处于飞机的正下方 并排成一条竖直的直线 又因为从飞机上每隔1s释放一个球 而每个球在空中运动的时间又是相等的 所以这4个球落地的时间也依次相差1s 而4个铁球在水平方向上的速度都相同 它们的落地点必然是等间距的 若以飞机为参考系观察 四个铁球都做自由落体运动 2 一个人水平抛出一小球 球离手时的初速度为v0 落地时的速度为vt 空气阻力忽略不计 下图中正确表示了速度矢量变化过程的图象是 解析b由于做平抛运动的小球只受重力作用 其加速度恒为g 则由 v g t 在任意相等时间内 v均大小相等 方向均竖直向下 故选项b正确 3 质点从同一高度水平抛出 不计空气阻力 下列说法正确的是 a 质量越大 水平位移越大b 初速度越大 落地时竖直方向速度越大c 初速度越大 空中运动时间越长d 初速度越大 落地速度越大 4 关于斜抛运动 下列说法中正确的是 a 物体抛出后 速度增大 加速度减小b 物体抛出后 速度先减小 再增大c 物体抛出后 沿着轨迹的切线方向 先做减速运动 再做加速运动 加速度始终沿着切线方向d 斜抛物体的运动是匀变速曲线运动 解析d斜抛物体在水平方向做匀速直线运动 在竖直方向做竖直上抛或竖直下抛运动 抛出后只受重力 故加速度恒定 若是斜上抛则竖直方向的分速度先减小后增大 若是斜下抛则竖直方向的分速度一直增大 其轨迹为抛物线 故选项d正确 5 2012 常州模拟 如图所示 在距地面高为h 45m处 有一小球a以初速度v0 10m s水平抛出 与此同时 在a的正下方有一物块b也以相同的初速度v0同方向滑出 b与地面间的动摩擦因数为 0 5 a b均可看做质点 空气阻力不计 重力加速度g取10m s2 求 1 a球从抛出到落地的时间和这段时间内的水平位移 2 a球落地时 a b之间的距离 答案 1 3s30m 2 20m 要点一对平抛运动的进一步理解1 平抛运动在水平方向做匀速直线运动 在竖直方向做匀加速直线运动 两个运动同时进行 同时性是联结两分运动的 桥梁 3 位移变化 1 任意相等时间间隔内水平位移相等 x v0 t 2 连续相等的时间间隔 t内竖直方向位移差相同 即 y2 y1 g t2 4 平抛运动的两个重要推论推论 做平抛 或类平抛 运动的物体在任一时刻任一位置处 设其末速度方向与水平方向的夹角为 位移与水平方向的夹角为 则tan 2tan 推论 做平抛 或类平抛 运动的物体 任意时刻的瞬时速度方向的反向延长线一定通过此时水平位移的中点 证明 如图所示 设平抛物体的初速度为v0 从原点o到a点的时间为t a点坐标为 x y b点坐标为 x 0 则 例1 如图所示 一小球自平台上水平抛出 恰好落在临近平台的一倾角为 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 重力加速度g 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x是多少 3 若斜面顶端高h 20 8m 则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端 思路点拨 解答本题时应注意以下三个方面 1 小球到达斜面前做平抛运动 2 小球到斜面顶端的合速度沿斜面向下 3 小球沿斜面做匀加速直线运动 解析 1 由题意可知 小球落到斜面上并沿斜面下滑 说明此时小球速度方向与斜面平行 否则小球会弹起 所以vy v0tan53 v 2gh 代入数据 得vy 4m s v0 3m s 2 由vy gt1得t1 0 4s x v0t1 3 0 4m 1 2m 答案 1 3m s 2 1 2m 3 2 4s 规律方法 1 分析平抛运动要注意根据不同情况建立不同的坐标系 甚至同一题目中也要建立几个坐标系以方便解题 2 对于速度的方向和位移的方向要分析清楚 首先这两个方向并不都相同 其次要弄清题目中应用到的究竟是哪一个方向 在490m的高空 以240m s的速度水平飞行的轰炸机追击一鱼雷艇 该艇正以25m s的速度与飞机同方向行驶 飞机应在鱼雷艇后面多远处投下炸弹 才能击中该艇 在这段时间内 炸弹在水平方向上做匀速直线运动 飞行的水平距离为x v0t 240 10m 2400m 在这段时间内 鱼雷艇行驶的距离为x v t 25 10m 250m 因为飞机与鱼雷艇运动的方向相同 所以投下的炸弹要击中鱼雷艇 飞机投弹处应在鱼雷艇后面 与鱼雷艇之间的水平距离为 x x x 2400m 250m 2150m 答案 2150m 要点二斜面上的平抛运动解斜面上的平抛运动类问题可以有两种不同的方式 根据个人的不同习惯采取不同的方式会比较方便易理解 1 常规方法斜面上的平抛问题是一种常见的题型 在解答这类问题时除要运用平抛运动的位移和速度规律 还要充分运用斜面倾角 找出斜面倾角同位移和速度与水平方向夹角的关系 从而使问题得到顺利解决 2 分解加速度在斜面上的平抛运动问题中可以将重力加速度分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向 由此将问题转化为沿斜面方向的匀加速直线运动和垂直于斜面的竖直上抛运动 利用这两种运动规律可以方便的解决问题 例2 如图所示 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b点 求小球落到b点的速度及a b间的距离 思路点拨 解答此类问题应注意以下几点 1 水平方向和竖直方向的运动是独立的 而联系它们的关键是时间 2 水平位移和竖直位移有一定的比例关系 3 将加速度分解便于求运动时间 有了时间便可方便的得到速度的竖直分量 方法二 分别将v0 g沿斜面方向和垂直于斜面方向分解 并建立如图所示的坐标系 则 vy v20 g2t v20 v0sin g2 gcos vx v10 g1t v10 v0cos g1 gsin 规律方法 对于斜面上平抛运动的两种方法 其实是两种不同的思维方式 一种是 利用位移的既定关系来求解 另一种是利用运动规律来求解 练习使用不同方法对于培养多种思维很有益处 如图所示 有一倾角为30 的光滑斜面 斜面长l为10m 一小球从斜面顶端以10m s的速度在斜面上沿水平方向抛出 g取10m s2 求 1 小球沿斜面滑到底端时的水平位移x 2 小球到达斜面底端时的速度大小 答案 1 20m 2 14 1m s 要点三斜抛运动如果物体被抛出时的初速度v0不沿水平方向 而是斜向上方或斜向下方 这种情况常称为斜抛 它的受力情况与平抛运动完全相同 水平方向不受力 加速度为零 在竖直方向只受重力 加速度为g 斜抛运动有斜上抛和斜下抛运动之分 斜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匀加速 下抛 或匀减速 上抛 运动 斜抛运动的轨迹是抛物线 如图所示为斜上抛物体运动的轨迹 例3 从某高处以6m s的初速度 以30 抛射角斜向上方抛出一石子 落地时石子的速度方向和水平线的夹角为60 求石子在空中运动的时间和抛出点离地面的高度 g取10m s2 思路点拨 对于斜抛运动要熟练掌握其在水平方向和竖直方向的速度 位移的表达式 答案 1 2s3 6m 关于斜抛运动 下列说法正确的是 a 任何斜抛运动都不可以看成是两个方向上的直线运动的合运动b 若忽略空气阻力 斜抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的匀变速直线运动的合运动c 斜抛运动一定是变加速运动d 斜抛运动可能是匀变速运动 解析bd斜抛运动可以分解成任意两个方向上的分运动 a错 不考虑空气阻力斜抛运动的初速度在水平方向上的分量始终保持不变 竖直方向上只有重力加速度 c错 b d对 易错点平抛运动中生搬硬套公式导致错误 例 质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升 若飞机在此过程中水平速度保持不变 同时受到重力和竖直向上的恒定升力作用 该升力由除重力以外的其他合力提供 已知飞机从离地开始其竖直位移与水平位移之间的关系图象如图所示 今测得当飞机在水平方向的位移为l时 它的上升高度为h 求飞机受到的升力大小 错因剖析 在解答本题时易犯错误具体分析如下 1 2010 全国新课标理综 一水平抛出的小球落到一倾角为 的斜面上时 其速度方向与斜面垂直 运动轨迹如图中虚线所示 小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为 2 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 将球以速率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 重力加速度取g 将球的运动视做平抛运动 下列表述正确的是 3 在平坦的垒球运动场上 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 若不计空气阻力 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