福建省高中物理第一轮总复习 第4章第2讲平抛运动课件鲁科版 新课标.ppt

平抛运动 第四章 一 平抛运动1 定义 将物体在某一高度以某一初速度沿方向抛出 只在作用下的运动 2 特点 1 受力特点 只受作用 2 运动特点 平抛运动是曲线运动 3 研究方法 采取运动的分解方法 将平抛运动分解为水平方向的和竖直方向的 水平 重力 重力 匀变速 匀速直线运动 自由落体运动 4 规律 如图4 2 1所示 1 位移x v0t合位移合位移与水平方向成角 2 速度vx v0vy gt合速度合速度与水平方向成角 3 轨迹 平抛运动的轨迹是抛物线 轨迹方程 飞行时间 取决于下落高度 水平射程 二 斜抛运动 只作定性要求 1 定义 将物体以某一初速度与水平方向成一定夹角抛出 只在重力作用下的运动 2 特点 1 斜抛运动是匀变速曲线运动 2 时间的对称性 从抛出点到最高点与从最高点落回抛出点所在的水平面的时间相等 3 速度的对称性 物体经过同一高度上的两点时速度大小相等 4 轨迹的对称性 其轨迹关于过最高点的竖直线对称 3 研究方法 可将斜抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动 另一种分解方法是 将其分解为沿初速度方向的匀速直线运动和自由落体运动 4 射高和射程与初速度和抛射角的关系 1 当抛射角一定时 初速度越大 射高和射程也越大 2 当初速度一定时 抛射角越大 射高越大 3 若落点与抛出点在同一水平面上 当初速度一定时 抛射角为45 时射程最大 当抛射角大于45 时 射程随抛射角增大而减小 当抛射角小于45 时 射程随抛射角减小而减小 5 弹道曲线 斜抛运动的抛物线是一种理想状况的运动轨道 实际上斜抛运动会受空气阻力的影响 使射高和射程减小 实际情况下物体的运动轨迹称为弹道曲线 平抛运动特点的运用做平抛运动的物体 每秒的速度变化量总是 a 大小相等 方向相同b 大小不等 方向不同c 大小相等 方向不同d 大小不等 方向相同 平抛运动是匀变速曲线运动 其加速度大小和方向为恒定值 故其速度改变量为 v g t 由此可知在相等时间内速度改变量大小相等 方向相同 选项a正确 注意 该题比较的是相等时间的速度改变量 既包含速度大小的改变 还包含速度方向的改变 而不是相等时间内的速率改变量 在地面附近 沿水平方向抛出一个物体 不计空气阻力 关于物体在空中运动情况 以下说法正确的是 a 在相等时间间隔内速度变化相同b 在相等时间间隔内位移变化相同c 在相等时间间隔内加速度变化相同d 在相等时间间隔内动能变化相同 如图4 2 2所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分 图中背景方格的边长均为5cm g 10m s2 那么 1 闪光频率为多少 2 小球运动的初速度的大小是多少 3 小球经过b点时的速度大小为多少 图4 2 2 做平抛运动的物体在水平方向做匀速运动 竖直方向做自由落体运动 在水平和竖直这两个方向上分别应用相应的规律即可求解 物体竖直方向做自由落体运动 无论a是不是抛出点 sy at2均成立 式中 sy为相邻两闪光点竖直距离之差 t为相邻两闪光点的时间间隔 水平方向有sx v0t sx即相邻两点的水平间隔 由和 代入数值得v0 1 4m s 故闪光频率在b点时的竖直分速度 过b点时水平分速度vb v0故 本题从知识上考查了匀变速直线运动物体在连续相等时间t内的位移之差 s at2的运用 考查了闪光间隔与频率的关系和运动的合成与分解 在能力上考查知识迁移能力 应用知识分析问题解决问题的能力 在处理此类问题时注意 从图中a b c相邻两点间的水平方向格子数相等 得出从a b b c用的时间都相同 从而知道在竖直方向上可以用 s at2列式求解 另外 图中a点不一定就是平抛运动的初始位置 分析时要予以审视 一个物体从某一高度以速度v0水平抛出 已知它落地的速度为v 那么它在空中运行的时间是 a v v0 gb v v0 2g c d 注意等时性和矢量性 类平抛运动问题的处理方法如图4 2 3所示 质量相同的a b两质点从同一点o分别以相同的水平速度v0沿x轴正方向抛出 a在竖直面内运动 落地点为p1 b沿光滑斜面运动 落地点为p2 p1和p2在同一水平面上 不计空气阻力 下列说法正确的是 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 图4 2 3 设斜面的倾角为 a下落的高度为h 则b沿斜面下滑的距离为 根据平抛规律 a下落时间 b运动的时间 因此ta tb 因为x v0t 所以xa xb 由动能定理可得 因此速度大小相等 但方向不同 故本题的正确答案为d 所谓类平抛运动就是受力特点和运动特点类似平抛运动 即受到一个恒定的外力且与初速度方向垂直 物体做曲线运动 这类问题的处理采取的也是化曲为直的方法 但是值得注意的问题是 不能误认为类平抛运动的加速度为重力加速度 在电场中也有类似的问题 比如带电粒子在电场中的偏转 如图4 2 4所示 光滑斜面长为a 宽为b 倾角为 一小物体在斜面上方的左端顶点p水平射入 恰好从右下方端点q离开斜面 则入射的初速度为 图4 2 4 a b c d 将斜面等效为竖直面 等效重力加速度为gsin 平抛运动的临界问题某排球运动员进行了一次跳发球 若击球点恰在发球处底线上方3 04m高处 击球后排球以25 0m s的速度水平飞出 球初速度方向与底线垂直 排球场的有关尺寸数据如图4 2 5所示 试计算说明 g 10m s2 1 此球能否过网 2 此球是落在对方界内 还是界外 3 此高度击球是否有可能发出好球 即能过网又不出界 若可能 其击球的水平速度应取何值 图4 2 5 1 当球下落到与球网上沿等高时的水平位移为s 则 h 3 04 2 24 m 0 8m 可得 t 0 4ss v0 t 10m 9m 球能过网 2 当球落地时 水平位移为s 则h 3 04mt 0 78ss v0t 19 5m 18m 球已落在界外 3 设球场边线长为l 当球恰好能过网 则击球速度最小由 可得vmin 22 5m s当球恰好不出界 则击球速度最大由 可得vmax 23 08m s可见 当击球速度满足22 05m s v 23 08m s时 在此高度可以发出好球 本题考查在实际情景中提取信息建立平抛运动的模型来解决问题 第 小题是一个临界问题 关键在于正确了解和选择临界点的相关参数 如图4 2 6所示 一高度为h 0 2m的水平面在a点处与一倾角为 30 的斜面连接 一小球以v0 5m s的速度在平面上向右运动 求小球从a点运动到地面所需要的时间 平面与斜面均光滑 取g 10m s2 图4 2 6 某同学对此题的解法为 小球沿斜面运动 则 由此可求得落地的时间t 问 你同意上述解法吗 若同意 求出所需要的时间 若不同意 则说明理由并求出你认为正确的结果 1 关于平抛运动 以下说法错误的是 a 任意时刻速度的水平分量都等于抛出时的速度v0b 任意1s内速度改变量都相等c 任意相等时间间隔内的位移相等d 相邻相等时间间隔内竖直方向的位移之差是常数 基础训练 c 2 某同学对着墙壁练习打网球 假定球在墙面上以25m s的速度沿水平方向反弹 落地点到墙面的距离在10m至15m之间 忽略空气阻力 取g 10 球在墙面上反弹点的高度范围是 a 0 8m至1 8mb 0 8m至1 6mc 1 0m至1 6md 1 0m至1 8m 基础训练 a 基础训练 图4 2 8 c 基础训练 4 在研究平抛运动时 某同学做了如图4 2 9所示的实验 用小锤打击弹性金属片 a球水平飞出 同时b球被松开做自由落体运动 经过多次实验 他发现两球总是同时落地 这个实验说明了a球水平飞出后 a 在竖直方向上的分运动是匀速直线运动b 在竖直方向上的分运动是自由落体运动c 在水平方向上的分运动是匀速直线运动d 在水平方向上的分运动是匀加速直线运动 基础训练 图4 2 9 b 解析 a b两小球在竖直方向运动规律相同 而b球竖直方向做自由落体运动 该实验不能说明a球在水平方向的运动 基础训练 5 如图4 2 10所示 小球自高为h的a点由静止开始沿光滑曲面下滑 到曲面底部b处飞离曲面 b处曲面切线沿水平方向 b的高度为h h 2 若其他条件不变 只改变h 则小球的水平射程s的变化情况为 a h增大时 s增大b h增大时 s减小c h减小时 s不变d h减小时 s增大 基础训练 图4 2 10 b 基础训练 基础训练 a 图4 2 11 解析 分别将a b两点速度沿水平方向和竖直方向分解 会得到a b两点竖直分速度大小 而小球在竖直方向做自由落体运动 因而可求解 基础训练 7 在体育比赛中 有许多项目与抛体运动有关 如铅球 铁饼 标枪 链球等运动项目 从物理学的角度来讲 影响它们成绩的主要因素不包括 a 空气阻力b 抛射角c 出手速度d 运动员的体重 解析 若不计空气阻力 则抛体运动的最远水平距离由初速度 大小 方向 决定 但体育比赛中抛体运动不能忽略空气阻力 空气阻力 风速等都会影响成绩的 d 基础训练 8 质量m 2kg的物体在光滑水平面上运动 其分速度vx和vy随时间变化图像如图4 2 12所示 求 1 物体所受的合外力 2 物体的初速度 3 t 8s时物体的速度 4 t 4s时物体的位移 5 轨迹方程 提升训练 图4 2 12 提升训练 提升训练 提升训练 提升训练 a a b落地时间差与车辆速度成反比b a b落地时间差与车辆速度成正比c a b落地时间差与车辆速度无关d l与车辆碰撞或急刹时瞬间速度无关 答案 c 拓展训练 10 如图4 2 13所示 在高为h的平台边缘水平抛出小球a 同时在水平地面上距台面边缘水平距离为s处竖直上抛小球b 两球运动轨迹在同一竖直平面内 不计空气阻力 重力加速度为g 若两球能在空中相遇 则小球a的初速度va应大于 a b两球初速度之比为 拓展训练 11 利用单摆探