竖直方向的抛体运动.ppt

竖直方向的抛体运动,第三节：竖直上抛运动,学习目标：1.知道竖直方向的抛体运动的特点2.能根据匀变速运动的规律研究竖直方向上的抛体运动3.能根据竖直方向上的抛体运动的特点和匀变速运动的规律分析解决抛体运动问题重点难点：竖直上抛运动,一、复习：匀变速直线运动规律(基本公式),加速度与初速度反向,自由落体运动,加速度与初速度同向,初速度为零,匀加速直线运动,先做匀减速直线运动直至最后静止；然后反向做匀加速直线运动,初速度为零的匀加速直线运动,初速度为零方向竖直向下的的匀加速直线运动,基本公式,运动性质,一、竖直下抛运动,2条件(1)初速度方向_。(2)只受_作用。,竖直方向,重力,竖直向下,重力,1定义把物体以一定的初速度V0沿着_向下抛出，仅在_作用下物体所做的运动叫做竖直下抛运动。,匀变速直线运动,g,从运动的合成来看：是竖直方向上的初速度为V0匀速直线运动与自由落体运动的合运动。,速度与时间的关系_,位移与时间的关系_,速度与位移的关系_,平均速度的关系_,是同方向的两个运动（）的叠加。,5、竖直下抛运动与自由落体运动的异同比较,竖直向下,只受重力,匀加速直线运动,恒定为g,是竖直方向上的初速度为V0匀速直线运动与自由落体运动的合运动。,竖直向下的匀加速直线运动,方向向下,二、竖直上抛运动,2条件(1)初速度方向_.(2)只受_作用,竖直向上,重力,1定义把物体以一定的初速度V0沿着_向上抛出，仅在_作用下物体所做的运动叫做竖直上抛运动,竖直方向,重力,g,速度与时间的关系_,位移与时间的关系_,速度与位移的关系_,平均速度的关系_,由,由,是反方向的两个运动（）的叠加。,5、竖直上抛运动与竖直下抛运动异同的比较,只受重力,直线运动,恒定为g,是竖直向上、初速度为V0匀速直线运动与自由落体运动的反向合成,V0竖直向上,V0竖直向下,是匀速直线运动与自由落体的同向合成,6、竖直上抛运动的上升过程与下降阶段具有对称性,（）时间对称：上升过程和下降过程经过同一段高度的上升时间和下降时间相等。,（）速度对称：上升过程和下降过程的同一位置时速度大小相等、方向相反，如抛出点的速度与落回抛出点的速度大小相等、方向相反。,7、解题思路：竖直上抛运动涉及上升过程与下降过程，解题有两种思路和方法：,其一：分步处理，上升过程是初速度为V0的匀减速直线运动来计算；下降过程用自由落体运动公式来计算，不考虑空气阻力，两个过程的重力加速度都等于g。,其二：整体处理，就整体而言，竖直上抛运动是一种匀变速直线运动，加速度g，因此可用匀变速直线运动的公式来讨论整个竖直上抛运动的速度和位移。由于加速度方向始终与初速度方向相反，所以可以把竖直上抛运动看作是一个匀减速直线运动。,四、竖直上抛运动的分析方法,全程研究,设向上为正,设向下为正,设向上为正,t/2,、竖直方向的抛体运动是初速度为V0匀变速直线运动；分竖直上抛与竖直下抛两种形式。,、从运动的合成的角度看，竖直方向上的抛体运动是由初速度为V0的匀速直线运动与自由落体运动的合运动。是这两种形式的运动的叠加而成。,、解类似物理问题时，可根据实际情况来选取分步处理或整体求解。,例1：在离地面15m的高处，以10m/s的初速度竖直上抛一小球，求小球落地时的速度和小球从抛出到落地面所用的时间。（忽略空气阻力的影响，取重力加速度g=10m/s2)相关链接,分析：本题可采用整体法求解，将小球竖直上抛运动的整个过程看作一个整体，匀变速直线运动的一般公式同样适用于这一过程，取初速度的方向即竖直向上的方向作为正方向，加速度是重力加速度，方向竖直向下，所以a=-g，小球位移的方向竖直向下，位移：s=-15m，小球落地时的速度v，方向向下，可用公式vt=v0+at求出。,解：分步法：已知,根据公式，得到：,由于小球是从相对地面(15+5)m的高度做自由落体运动，落地时的速度为Vt，则有：,小球从抛出到落地所用的时间为1s+2s=3s。,由,例1：在离地面15m的高处，以10m/s的初速度竖直上抛一小球，求小球落地时的速度和小球从抛出到落地面所用的时间。（忽略空气阻力的影响，取重力加速度g=10m/s2)相关链接,分析：本题可采用整体法求解，将小球竖直上抛运动的整个过程看作一个整体，匀变速直线运动的一般公式同样适用于这一过程，取初速度的方向即竖直向上的方向作为正方向，加速度是重力加速度，方向竖直向下，所以a=-g，小球位移的方向竖直向下，位移：s=-15m，小球落地时的速度v，方向向下，可用公式vt=v0+at求出。,解：整体法：上升过程，已知,根据公式，得到：,由于小球落地时的速度方向竖直向下，故vt=-20m/s，根据vt=v0+at得到,即小球落地时的速度为20m/s，方向竖直向下；小球从抛出到落地所用的时间为3s。,由于Vt=0根据得到：,例2：以V0=20m/s的初速度竖直上抛一小球，2s后以相同的初速度在同一地点竖直上抛另一小球，取g=10m/s2则两球相碰处离出发点的高度是多少？,解法1：设第二个球抛出后经时间t相遇，根据位移相等，如图,解得：t=1s,代入位移公式,解得：h=15m,则有：,代入数据得,例2：以V0=20m/s的初速度竖直上抛一小球，2s后以相同的初速度在同一地点竖直上抛另一小球，取g=10m/s2则两球相碰处离出发点的高度是多少？,解法2：根据速度的对称性，上升阶段与下降阶段经过同一位置时速度等大反向，如图：,代入位移公式,即：,解得：h=15m,代入数据得：,解得：t=1s,例2：以V0=20m/s的初速度竖直上抛一小球，2s后以相同的初速度在同一地点竖直上抛另一小球，取g=10m/s2则两球相碰处离出发点的高度是多少？,解法3：利用时间的对称性。相遇时，第一小球比第二小球多2s，即第一小球从相遇位置上升至最高点，再回到相遇位置的时间为2s。故从相遇位置到最高点时间为1s，如图：,由公式：得,上升的总高度为,两球相碰处离出发点的高度为20m-5m=15m。,练习1：将物体竖直向上抛出后，在下图中能正确表示其速率v随时间t的变化关系的图线是（）,解析：竖直上抛运动可分为上升过程中的匀减速运动和下降过程中的自由落体运动，速率在上升过程中均匀减少至零，下降过程有均匀增大至抛出时的值，所以选D,D,练习2：气球以10m/s的速度匀速竖直上升，从气球上掉下一个物体，经17s到达地面。求物体刚脱离气球时气球的高度。（g=10m/s2）,解答：本题既可以用整体处理的方法也可以分段处理。,解法一：可将物体的运动过程视为匀变速直线运动。根据题意画出运动草图如图3所示。,规定向下方向为正，因为V0=10m/s，g=10m/s2，根据匀变速直线运动公式有：,答案：物体刚脱离气球时离地面高度为1275米。,练习3：气球以10m/s的速度匀速竖直上升，从气球上掉下一个物体，经17s到达地面。求物体刚脱离气球时气球的高度。（g=10m/s2）,解法二：如图所示，将物体的运动的过程分为ABC和CD两段来处理。ABC为竖直上抛运动，CD为竖直下抛运动。,由题意知tCD=172=15s，所以，,在ABC段，据竖直上抛规律可知此阶段运动时间为：,练习4：气球下挂一重物，以V0=10ms匀速上升，当到达离地高h=175m处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多少时间落到地面？落地的速度多大？空气阻力不计，取g=10ms2,解：设向上为正方向，,由公式,由公式,课外作业,1、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