高中物理 第一章 抛体运动 第3讲 竖直方向的抛体运动课件 粤教版必修2.ppt

第一章 抛体运动 第3讲竖直方向的抛体运动 目标定位1 理解竖直方向上的抛体运动的特点和规律 2 会将竖直方向上的抛体运动分解为匀速运动和自由落体运动两个分运动 3 会用分段法 整体法处理竖直上抛运动问题 一 竖直下抛运动1 定义 把物体以一定的初速度v0沿着竖直方向抛出 仅在作用下物体所做的运动 2 性质 初速度不为 加速度a 的匀加速直线运动 预习导学梳理 识记 点拨 向下 重力 0 g v0 gt 想一想从运动的合成角度看 竖直下抛运动可以看作在同一直线上哪两个分运动的合运动 答案竖直下抛运动可以看作是竖直向下的匀速直线运动和自由落体运动两个分运动的合运动 二 竖直上抛运动1 定义 把物体以一定的初速度v0沿着竖直方向抛出 仅在作用下物体所做的运动 2 性质 初速度向上 加速度a 的匀变速直线运动 4 研究方法 法和法 向上 重力 g v0 gt 分段 整体 想一想从运动合成的角度看 竖直上抛运动可以看作在同一直线上哪两个分运动的合运动 答案竖直上抛运动可以看作是竖直向上的匀速直线运动和自由落体运动两个分运动的合运动 课堂讲义理解 深化 探究 一 对竖直下抛运动的理解1 特点 1 具有竖直向下的初速度 2 只受重力 2 运动性质 竖直下抛运动是初速度为v0 加速度为g的匀加速直线运动 3 运动规律 1 速度公式 vt v0 gt 4 运动的合成 竖直下抛运动可以看作是同一直线上速度为v0竖直向下的匀速直线运动和自由落体运动的合运动 例1一个人站在44m的塔顶上以1m s的速度竖直向下扔出一小铁球 铁球出手时在塔顶上方1m处 不计空气阻力 g 10m s2 求 1 铁球下落到距塔顶3m时的速度大小 解析铁球下落的高度s 1 3 m 4m 答案9m s 2 铁球到达地面所用的时间 解析设铁球落地所用时间为t 解得t 2 9s答案2 9s 借题发挥竖直下抛运动就是一个初速度不为零的匀加速直线运动 只不过加速度为定值 可用匀变速直线运动的公式求解 针对训练1从30m高的楼顶处 以5m s的初速度竖直下抛一个小球 求经多长时间小球落地 落地时速度多大 g取10m s2 解得t 2s t 3s 舍去 由vt v0 gt得 vt 5m s 10m s2 2s 25m s 即经2s小球落地 落地时速度大小为25m s 答案2s25m s 二 竖直上抛运动的特点及处理方法1 对称性 物体在上升和下落阶段会经过同一位置 其运动具有对称性 1 速度对称 上升阶段和下落阶段经过同一位置时速度等大反向 即v上 v下 2 时间对称 上升阶段与下落阶段经过同一段距离所用的时间相等 即t上 t下 3 运动过程的对称性 上升阶段可看作下落阶段的逆过程 2 分析方法 1 分段法 上升过程 匀减速直线运动 取向上为正方向 下降过程 自由落体运动 2 整体法匀减速直线运动 取向上为正方向 则v0 0 a g 例2某人站在高楼的平台边缘 以20m s的初速度竖直向上抛出一石子 求 1 石子上升的最大高度是多少 回到抛出点的时间为多少 2 石子抛出后通过距抛出点下方20m处所需的时间 3 石子经过抛出点上方10m处的速度 不考虑空气阻力 g取10m s2 解析法一分段法 如图 分上升和下落两个过程分别求解 由题知 上升过程做匀减速直线运动 取竖直向上为正方向 v01 20m s a1 g v1 0 根据匀变速直线运动公式得 回到抛出点的时间t2 2t1 4s 2 下落过程做自由落体运动 取竖直向下为正方向 v02 0 a2 g 到抛出点下方20m处时 s2 40m 根据自由落体运动公式得 从抛出到落到距抛出点下方20m处所经历的时间为 3 石子上升过程经过抛出点的上方10m处时 其方向竖直向上 石子从最高点下落到抛出点上方的10m处时 其下落的高度为h h h0 20m 10m 10m 其方向竖直向下 显然 v上与v下的大小相等而方向相反 法二整体法 把石子的上升和下落过程视为一个全过程 运用匀减速直线运动规律求解 由题可知 取向上为正方向 v0 20m s a g 最大高度时v 0 落到距抛出点下方20m处时h 20m 落到距抛出点上方10m处时h 10m 由匀变速直线运动公式得 答案 1 20m4s 方向竖直向上v下 10m s 方向竖直向下 借题发挥1 处理此类问题时根据题意画出运动草图能帮助理清各物理量间的关系 2 研究竖直上抛运动的常见方法有分段法和整体法 运用分段法时要把竖直上抛运动分为上升和下降两个过程 运用整体法时就是把竖直上抛运动的全过程看作匀变速直线运动 此时应注意v0 vt s g的矢量方向 3 竖直上抛运动的上升 下降过程具有对称性 表现为上升到某位置与下落到同一位置的速度大小相等 上升与下落过程经过同一段路程的时间也相等 针对训练2气球下挂一重物以v 10m s的速度匀速上升 当气球到达离地面h 175m高度处时 吊挂重物的细绳突然断裂 此后重物经过多长时间落回地面 落地时的速度多大 空气阻力不计 g取10m s2 解析细绳断裂后重物做竖直上抛运动而不是自由落体 将重物做竖直上抛运动的整个过程作为一个整体 取竖直向上为正方向 到重物落回地面时 其位移s h 175m 由vt v0 at得vt 10 10 7 m s 60m s即重物经7s落回地面 落地时速度大小为60m s 答案7s60m s 对点练习巩固 应用 反馈 竖直下抛运动1 关于竖直下抛运动 下列说法正确的是 a 下落过程是加速运动 加速度越来越大b 下落过程是匀速直线运动c 在下抛时 由于给物体一定的作用力 所以在下落过程中的加速度大于重力加速度d 下落过程中物体的运动是匀变速直线运动 d 2 在一跨越长江的高架桥上 甲 乙两同学合作测量桥面到水面的高度 甲同学以10m s竖直向下抛出一铁球 乙同学测量时间 发现铁球经2s落至水面 不计空气阻力 求 1 铁球到水面的高度 解析由题知v0 10m s a g 10m s2 t 2s 答案40m 2 铁球落至水面时的速度 解析由公式vt v0 at得vt 10m s 10 2m s 30m s 方向竖直向下 答案30m s 3 铁球下落过程中的平均速度大小 答案20m s 竖直上抛运动3 某物体以30m s的初速度竖直上抛 不计空气阻力 g取10m s2 则5s内物体的 a 路程为65mb 位移大小为25m 方向竖直向上c 速度改变量的大小为10m sd 平均速度大小为13m s 方向竖直向上 解析若以初速度方向为正方向 不计空气阻力时 竖直上抛运动中的加速度为a g 上至最高点的时间为 方向竖直向上 5s内的路程为 45m 45m 25m 65m 方向竖直向上 5s内速度的改变量为 v at 50m s 大小为50m s 方向竖直向下 故c d错 a b对 答案ab 4 一人站在距地面20m处将一物体竖直上抛