高三物理总复习 5.2抛体运动课件 鲁科版.ppt

第二节抛体运动 基础知识梳理 一 平抛运动1 定义 水平方向抛出的物体只在 作用下的运动 2 性质 平抛运动是加速度为g的 曲线运动 其运动轨迹是 3 平抛运动的条件 1 v0 0 沿 2 只受 作用 重力 匀加速 抛物线 水平方向 重力 二 平抛运动的实验探究 图5 2 1 1 如图5 2 1所示 用小锤打击弹性金属片c 金属片c把a球沿 方向抛出 同时b球松开 自由下落 a b两球 开始运动 观察到两球 落地 多次改变小球距地面的高度和打击力度 重复实验 观察到两球 落地 这说明了小球a在竖直方向上的运动为 运动 水平 同时 同时 仍同时 自由落体 2 如图5 2 2所示 将两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度处由静止同时释放 滑道2与光滑水平板吻接 则将观察到的现象是a b两个小球在水平面上 改变释放点的高度和上面滑道对地的高度 重复实验 a b两球仍会在水平面上 这说明平抛运动在水平方向上的分运动是 运动 相遇 相遇 匀速直线 图5 2 2 平抛运动的速度大小和方向都时刻改变 其轨迹为曲线 平抛运动可看做匀变速运动 其理论依据是什么 在相同时间内速度的改变有何规律 提示 判断物体做匀变速运动的依据是加速度是否恒定 若加速度恒定 则物体一定做匀变速运动 与物体的轨迹无关 因此平抛运动是匀变速运动 根据 v g t可以判断在相同时间内速度的改变是恒定的 思考感悟 三 平抛运动的研究方法运动的合成与分解是研究曲线运动的基本方法 根据运动的合成与分解 可以把平抛运动分解为水平方向的 运动和竖直方向的 运动 然后研究两分运动的规律 必要时可以再用合成方法进行合成 匀速 自由落体 图5 2 3 四 平抛运动规律以抛出点为坐标原点 水平初速度v0方向为x轴正方向 竖直向下的方向为y轴正方向 建立如图5 2 3所示的坐标系 则平抛运动规律如下表 1 水平方向vx v0 x v0t gt 五 斜抛运动可以看成是水平方向速度为v0cos 的 和竖直方向初速度为v0sin 加速度为g的 其中v0为抛出时的速度 为v0与水平方向的夹角 匀速直线运动 竖直上抛运动 课堂互动讲练 2 速度的变化规律 1 任意时刻的速度水平分量均等于初速度v0 2 任意相等时间间隔 t内的速度变化量方向竖直向下 大小 v vy g t 3 位移变化规律 1 任意相等时间间隔内 水平位移相同 即 x v0 t 2 连续相等的时间间隔 t内 竖直方向上的位移差不变 即 y g t2 图5 2 4 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 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 2011年山东济南月考 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 二 类平抛运动的分析1 类平抛运动的受力特点物体所受合力为恒力 且与初速度的方向垂直 2 类平抛运动的运动特点 3 类平抛运动的求解方法 1 常规分解法 将类平抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向 即沿合力的方向 的匀加速直线运动 两分运动彼此独立 互不影响 且与合运动具有等时性 2 特殊分解法 对于有些问题 可以过抛出点建立适当的直角坐标系 将加速度分解为ax ay 初速度v0分解为vx vy 然后分别在x y方向列方程求解 名师点睛 1 平抛运动是典型的曲线运动 它包含了研究曲线运动的物理思想 运动的合成与分解 而类平抛运动是对平抛运动研究方法的迁移 对学生的能力要求更高 是命题的热点 在复习时 更需要细心体会 2 类平抛运动的初速度v0的方向不一定是水平方向 合力的方向也不一定是竖直方向 加速度大小不一定等于重力加速度g 即时应用 即时突破 小试牛刀 图5 2 5 2 如图5 2 5所示 质量相同的a b两质点以相同的水平速度v抛出 a在竖直平面内运动 落地点在p1 b在光滑的斜面上运动 落地点在p2 不计空气阻力 则下列说法中正确的是 a a b的运动时间相同b a b沿x轴方向的位移相同c a b落地时的速度相同d a b落地时的动能相同 经典题型探究 图5 2 6 满分样板12分 如图5 2 6所示 在倾角为 30 的斜坡顶端a处 沿水平方向以初速度v0 10m s抛出一小球 恰好落在斜坡的b点 取重力加速度g 10m s2 求 1 小球在空中飞行的时间及ab间的距离 2 从抛出开始经多长时间小球与斜面间的距离最大 思路点拨 解此题的关键有两点 1 画出运动轨迹找出水平位移和竖直位移的关系 2 判断离斜面最远的位置 并将速度进行分解 图5 2 7 规律总结 研究平抛运动的基本思路是 1 突出落点问题的一般要建立水平位移和竖直位移之间的关系 2 突出末速度的大小和方向问题的 一般要建立水平速度和竖直速度之间的关系 3 要注意挖掘和利用好合运动 分运动及题设情景之间的几何关系 图5 2 9 2011年广州模拟 如图5 2 9所示 一个质量为1kg的物体静止在粗糙的水平面上 物体与地面之间的动摩擦因数 0 4 现对物体施加一水平向右的恒力f 12n 经过t1 1s后 迅速将该力的方向改为竖直向上 大小不变 则再经t2 2s 物体相对于地面的高度及物体的速度的大小和方向与水平方向的夹角的正切值各为多少 解析 在改变恒力f方向之前 物体做匀加速直线运动 设加速度为a1 经t1 1s后的速度为v1 分析物体受力如图5 2 10甲所示 由牛顿第二定律得f f ma1 且f mg 解得a1 8m s2则v1 a1t1 8m s 图5 2 10 将f改为竖直向上后 受力如图乙所示 此时由于f mg 物体将飞离地面做类平抛运动 设此时的加速度为a2 由牛顿第二定律得f mg ma2 规律总结 首先 利用类平抛运动的特点判断物体的运动是否为类平抛运动 其次 在解决此类问题时 方法完全等同于平抛运动的处理方法 即将类平抛运动分解为两个互相垂直且相互独立的分运动 然后按运动的合成与分