平抛运动新课.ppt

平抛运动 思考 将物体用一定的初速度沿水平方向抛出 物体将做什么样的运动呢 v0 一 平抛运动1 定义 物体以一定的初速度沿水平方向抛出 不考虑空气阻力 物体只在重力作用下所做的运动 叫做平抛运动 物体做平抛运动的条件是什么 平抛运动是曲线运动 曲线运动是一种较为复杂的运动 有何办法使研究的问题简单化 1 思路 2 平抛运动是一种什么性质的运动 如何分解平抛运动 猜想各个分运动的规律 曲线运动 直线运动 分解 探究平抛运动水平方向的分运动 探究1 平抛运动竖直方向上分运动是什么 如何证实你的猜想 探究2 研究平抛运动的思想方法 运动的分解 将平抛运动分解为竖直方向和水平方向上两个简单的为我们所熟悉的直线运动 化曲为直 水平方向 匀速直线运动 V0 竖直方向 自由落体运动 平抛运动的运动规律是什么 平抛运动的规律 O 位移规律 分位移 合位移 位移偏转角 平抛运动的规律 O 速度规律 分速度 合速度 速度偏转角 例 从某一高度平抛一物体 当抛出1s后它的速度方向与水平方向成45 角 落地时速度方向与水平方向成60 角 求 g 10m s2 1 抛出时的速度 2 落地时的速度 3 抛出点距地面的高度 4 水平射程 例 如图 以10m s的水平初速度抛出的物体 飞行一段时间后 垂直地撞在倾角为 30 的斜面上 则物体的飞行时间为多少 解 由题意可知 小球做平抛运动 小球到达斜面时与斜面垂直 则有平抛运动规律得 竖直方向上小球做自由落体运动 则有 解上面方程得 例 如图所示在倾角为 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 恰好落在斜坡脚的B点 求 1 小球在空中飞行的时间 2 AB间的距离 解析 设小球从抛出至落到斜面上的时间为t 在这段时间内水平位移分别为 如图所示 由几何关系知所以小球的运动时间为 如图所示 从倾角为 的足够长的斜面顶端P以速度v0抛出一个小球 落在斜面上某处Q点 小球落在斜面上的速度与斜面的夹角 若把初速度变为2v0 则 A 空中的运动时间变为原来的2倍B 夹角 将变大C PQ间距一定大于原来间距的3倍D 夹角 与初速度大小无关 答案 ACD 斜抛运动概念 将物体以一定的初速度沿斜上方 或斜下方 抛出 仅在重力的作用下物体所做的运动叫做斜抛运动 性质 斜抛运动是加速度恒为重力加速度g的匀变速曲线运动 轨迹是抛物线 4 如图所示 AB为斜面 BC为水平面 从A点分别以v和2v的速度水平抛出两个质量相等的小球 其落点与A的水平距离分别是S1 S2 不计空气阻力 则S1 S2之比可能是 1 1 5B 1 3C 1 4D 2 5E 2 9 平抛运动中的临界问题 如图所示 AB为半圆弧ACB水平直径 C为ACB弧的中点 AB 1 5m 从A点平抛出一小球 小球下落0 3s后落到ACB上 则小球抛出的初速度V0为 A 0 5m sB 1 5m sC 3m sD 4 5m s AD 如图所示 排球场总长为18m 设球网高度为2m 运动员站在网前3m处正对球网跳起将球水平击出 1 若击球高度为2 5m 为使球既不触网又不出界 求水平击球的速度范围 2 当击球点的高度为何值时 无论水平击球的速度多大 球不是触网就是越界 AD AD 15 如图所示 AB为斜面 倾角为300 小球从A点以初速度V0水平抛出 恰好落在B点 求 1 AB间的距离 2 物体在空中飞行的时间 3 从抛出开始经多长时间小球与斜面间的距离最大 最大距离是多少 如图所示 在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下 当小车匀速向右运动时 物体A的受力情况是 A 绳子的拉力大于A的重力B 绳子的拉力等于A的重力C 绳子的拉力小于A的重力D 拉力先大于重力 后变为小于重力 解析 车水平向右的速度 也就是绳子末端的运动速度 为合速度 它的两个分速度v1 v2如图10所示 其中v2就是拉动绳子的速度 它等于A上升的速度 由图得 vA v2 vcos 小车匀速向右运动的过程中 逐渐变小 知vA逐渐变大 故A做加速运动 由A的受力及牛顿第二定律知绳的拉力大于A的重力 答案 A 图10 3实验 研究平抛运动 1 实验目的 1 描绘平抛运动的运动轨迹 2 探究平抛物体的水平方向的运动规律 2 实验器材和装置斜槽 白纸 图钉 木板 小球 重锤线 铅笔和刻度尺 3 实验步骤 1 安装调整斜槽 用图钉把白纸钉在竖直板上 在木板上左上角固定斜槽 可用随遇平衡法调整斜槽末端切线水平 即将小球轻放在斜槽末端的水平轨道任一位置都能静止 表明斜槽已调好 2 调整木板 用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向 并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近 固定好木板 3 确定坐标轴 把小球放在槽口处 用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O O即为坐标原点 再利用重锤线在纸上画出通过O点的竖直线 即竖直轴y 4 确定小球释放点 选择一个小球在斜槽上合适的位置释放 使小球运动轨迹大致经过白纸的右下角 重复几次 目测轨迹 确定小球释放点 5 描绘运动轨迹 让小球由斜槽的释放点自由滑下 并由O点开始做平抛运动 在坐标纸上记下这一点 以后依次改变x的值 用同样的方法确定其他各点的位置 取下坐标纸用平滑的曲线把这些点连接起来 就得小球做平抛运动的轨迹 4 实验注意事项 1 应保持斜槽末端的切线水平 钉有坐标纸的木板竖直 并使小球的运动靠近坐标纸但不接触 2 小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下 在斜槽上释放小球的高度应适当 使小球以合适的水平初速度抛出 其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布 从而减小测量误差 3 坐标原点 小球做平抛运动的起点 不是槽口的端点 应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点 4 计算初速度时 要在平抛轨迹上选取距O点远些的点进行 这样可以使结果更准确 5 水平方向上运动规律的确定 1 根据平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动及自由落体下落高度与运动时间t的关系得h gt2 1 判断平抛运动的轨迹是不是抛物线在x轴上作出等距离的几个点A1 A2 A3 把线段OA1的长度记为l 那么OA2 2l OA3 3l 由A1 A2 A3 向下作垂线 垂线与抛体轨迹的交点记为M1 M2 M3 如果轨迹的确是一条抛物线 M1 M2 M3 各点的y坐标与x坐标间的关系应该具有y ax2的形式 a是一个待定的常量 用刻度尺测量某点的x y两个坐标 代入y ax2中求出常量a 例如a 0 23 可以不写单位 于是知道了代表这个轨迹的一个可能的关系式 即y 0 23x2 测量其他几个点的x y坐标 看是否满足y 0 23x2 如果在误差允许范围内上式成立 即可确定抛体的轨迹是一条抛物线 2 计算平抛物体的初速度在后面介绍的几种方法中 如果要求不太高 可以忽略空气阻力的作用 这样 抛体在竖直方向只受到重力的作用 因此它的加速度是常量 等于g 它的y坐标的变化符合匀加速运动的规律 y gt2 于是 测量某点的下落距离 例如在M3点的下落距离y3 如图5 3 3 根据这个数据就可以算出抛体下落到这点所用的时间t3 再测出M3点对应的横坐标x3 根据x3 v0t3就可以得到抛体的初速度v0 x3 3 其他获得平抛运动轨迹的方法 1 喷水法如图5 3 4 倒置的饮料瓶内装着水 瓶塞内插着两根两端开口的细管 其中一根弯成水平 加上一个很细的喷嘴 水从喷嘴中射出 在空中形成弯曲的细水柱 它显示了平抛运动的轨迹 将它描在背后的纸上 进行分析