山东省冠县武训高级中学2013届高三物理总复习 4.2 抛体运动课件1

1、4 4、2 2 抛体运动抛体运动 高三总复习高三总复习 必修必修2 21定义：将物体以一定的初速度沿水平方向抛出，定义：将物体以一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体只在不考虑空气阻力，物体只在_作用下所做的运作用下所做的运动，叫平抛运动动，叫平抛运动重力重力重力加速度重力加速度g匀变速匀变速自由落体自由落体匀速直线匀速直线_一、平抛运动一、平抛运动2性质：平抛运动是加速度恒为性质：平抛运动是加速度恒为_ 的的_曲线运动，轨迹是抛物线曲线运动，轨迹是抛物线二、平抛运动的研究方法及运动规律二、平抛运动的研究方法及运动规律 研究方法：研究方法：平抛运动可以分解为水平方向的平抛运动可以分解

2、为水平方向的 运动和竖直方向的运动和竖直方向的 运动运动 1 1水平射程和飞行时间水平射程和飞行时间(1)(1)飞行时间：飞行时间：，只与，只与h、g有关，与有关，与v0无关。无关。（2 2）水平射程：）水平射程：，由，由v0 、h 、g共同决定共同决定ght2 ghvtvx200 水平方向分速度保持水平方向分速度保持vxv0不变不变(1)(1)任意时刻的速度水平分量均任意时刻的速度水平分量均等于初速度等于初速度v0.2 2速度的变化规律速度的变化规律 竖直方向加速度恒为竖直方向加速度恒为g g，速度，速度v vy ygtgt，从抛出点，从抛出点起，每隔起，每隔tt时间，速度的矢量关系如图所示

3、，这一时间，速度的矢量关系如图所示，这一矢量关系有两个特点：矢量关系有两个特点：(2)(2)任意相等时间间隔任意相等时间间隔tt内的内的速度改变量速度改变量vv的方向均竖直向的方向均竖直向下，大小均为下，大小均为vvvvy ygtgt. .(1)推论推论：做平抛：做平抛(或类平抛或类平抛)运动的物体在任一时刻运动的物体在任一时刻任一位置处，设其速度方向与水平方向的夹角为任一位置处，设其速度方向与水平方向的夹角为，位移与水平方向的夹角为位移与水平方向的夹角为，则，则tan2tan.(1)任意相等时间间隔内，水平位移不变，任意相等时间间隔内，水平位移不变，xv0t.由平抛运动知识：由平抛运动知识：

4、00tanvgtvv 00222tanvgttvgtxy tan2tan 所以：所以：3位移的变化规律位移的变化规律4平抛运动的两个重要推论平抛运动的两个重要推论(2)任意相邻相等的时间间隔任意相邻相等的时间间隔t内，竖直方向上的位内，竖直方向上的位移差不变，即移差不变，即ygt2.(2)推论推论：做平抛：做平抛(或类平抛或类平抛)运动的物体，任意时刻的运动的物体，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如图所示，设平抛物体的初速度为点如图所示，设平抛物体的初速度为v0，从原点，从原点O到到A点的时间为点的时间为t，A点坐标为

5、点坐标为(x，y)，B点坐标为点坐标为(x，0)则则tvx0 221gty gtv xxyvv 0tan 2xx 即末状态速度方向的反向延长线与即末状态速度方向的反向延长线与x x轴的交点轴的交点B B必为此时水平位移的中点。必为此时水平位移的中点。 由由解得：解得：特别提醒特别提醒速度和位移与水平方向的夹角关系为速度和位移与水平方向的夹角关系为tan2tan，但不能误认为，但不能误认为2.1(2010年高考大纲全国卷年高考大纲全国卷)一水平抛出的小球落一水平抛出的小球落到一倾角为到一倾角为的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示小球在竖直方向

6、下落的距运动轨迹如图中虚线所示小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为离与在水平方向通过的距离之比为()D二、类平抛运动的分析二、类平抛运动的分析3类平抛运动的求解方法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速直线运动和垂直于初速度方向(即沿合力的方向即沿合力的方向)的匀加的匀加速直线运动速直线运动(2)特殊分解法：对于有些问题，可以过抛出点建立适当特殊分解法：对于有些问题，可以过抛出点建立适当的直角坐标系，将加速度分解为的直角坐标系，将加速度分解为ax、ay，初速度，初速度v

7、0分解为分解为vx、vy，然后分别在，然后分别在x、y方向列方程求解方向列方程求解1 1类平抛运动的受力特点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物体所受合力为恒力，且与初速度的方向垂直2 2类平抛运动的运动特点类平抛运动的运动特点mFa合合 在在v v0 0方向做匀速直线运动，在与方向做匀速直线运动，在与v v0 0垂直的合外力方垂直的合外力方向做向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度初速度为零的匀加速直线运动，加速度2、如图所示，光滑斜面长为、如图所示，光滑斜面长为b，宽为，宽为a，倾角为，倾角为，一物块沿斜面左上方顶点一物块沿斜面左上方顶点P水平射入而从右下方顶水平

8、射入而从右下方顶点点Q离开斜面，求入射初速度离开斜面，求入射初速度1 1概念：概念：三、斜抛运动三、斜抛运动 斜抛运动可以看成是水平方向上的斜抛运动可以看成是水平方向上的匀速直线运动匀速直线运动和竖直方向上和竖直方向上匀变速直线运动匀变速直线运动的的合成的的合成2 2性质：性质： 以一定的初速度以一定的初速度v v0 0将物体沿与水平方向将物体沿与水平方向成一定成一定角度角度斜向上或向下抛出，物体仅在斜向上或向下抛出，物体仅在重力作用下重力作用下所所做的曲线运动做的曲线运动 斜抛运动是加速度恒为斜抛运动是加速度恒为重力加速度重力加速度g g的匀变速的匀变速曲线运动，轨迹是曲线运动，轨迹是抛物线

9、抛物线 3 3研究方法研究方法：三、斜抛运动三、斜抛运动4.4.基本规律基本规律( (以斜向上抛为例说明以斜向上抛为例说明) )(1)(1)水平方向：水平方向：0,cos00 xxFvv合合 (2)(2)竖直方向：竖直方向：mgFvvx y00,sin合合 3.3.将一个苹果斜向上抛出，苹果在空中依次飞过三将一个苹果斜向上抛出，苹果在空中依次飞过三扇完全相同的窗户扇完全相同的窗户1 1、2 2、3.3.如图中曲线为苹果在空如图中曲线为苹果在空中运行的轨迹若不计空气阻力的影响，以下说法中运行的轨迹若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是正确的是( () )A A苹果通过第苹果通过第1 1扇窗户所用

10、的时间最长扇窗户所用的时间最长B B苹果通过第苹果通过第3 3扇窗户的平均速度最大扇窗户的平均速度最大C C苹果通过第苹果通过第1 1扇窗户重力做的功最大扇窗户重力做的功最大D D苹果通过第苹果通过第3 3扇窗户重力的平均功率扇窗户重力的平均功率最小最小D 4、(2010年高考天津理综卷年高考天津理综卷)如图所示，在高为如图所示，在高为h的平台边缘水平抛出小球的平台边缘水平抛出小球A,同时在水平地面上距同时在水平地面上距台面边缘水平距离为台面边缘水平距离为s处竖直上抛小球处竖直上抛小球B,两球运动两球运动轨迹在同一竖直平面内，不计空气阻力，重力加轨迹在同一竖直平面内，不计空气阻力，重力加速度为

11、速度为g.若两球能在空中相遇，则小球若两球能在空中相遇，则小球A的初速度的初速度VA应大于应大于_，A 、 B两球初速度之比两球初速度之比 _BAVV5、 (2010年高考北京理综卷年高考北京理综卷)如图所示，跳台滑雪运动如图所示，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经点水平飞出，经3.0 s落到落到斜坡上的斜坡上的A点已知点已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角的夹角37，运动员的质量，运动员的质量m50 kg.不计空气阻不计空气阻力求：力求：(取取sin370.60，cos370.80；g取取10 m/s2)(1)A点与点与O

12、点的距离点的距离L；(2)运动员离开运动员离开O点时的速度大小；点时的速度大小；(3)运动员落到运动员落到A点时的动能点时的动能【答案】【答案】(1)75 m(2)20 m/s(3)32500 J 6、(2010上海单科上海单科)如图如图429，ABC和和ABD为两个为两个光滑固定轨道，光滑固定轨道，A、B、E在同一水平面，在同一水平面，C、D、E在同在同一竖直线上，一竖直线上，D点距水平面的高度点距水平面的高度h，C点高度为点高度为2h，一，一滑块从滑块从A点以初速度点以初速度v0分别沿两轨道滑行到分别沿两轨道滑行到C或或D处后水处后水平抛出平抛出(1)求滑块落到水平面时，落求滑块落到水平面

13、时，落点与点与E点间的距离点间的距离sC和和sD.(2)为实现为实现sCsD，v0应满足什应满足什么条件？么条件？ 22022042,164:)1(hghvshghvsDc ghvgh64: )2(0 7 7、国家飞碟射击队在进行模拟训练时用如图国家飞碟射击队在进行模拟训练时用如图42104210所所示装置进行被训练的运动员在高示装置进行被训练的运动员在高H H20m20m的塔顶，在地面的塔顶，在地面上距塔水平距离为上距塔水平距离为x x处有一个电子抛靶装置，圆形靶可被处有一个电子抛靶装置，圆形靶可被以速度以速度v v2 2竖直向上抛出当靶被抛出的同时，运动员立即竖直向上抛出当靶被抛出的同时，

14、运动员立即用特制手枪沿水平射击，子弹速度用特制手枪沿水平射击，子弹速度v v1 1100100m m/ /s s. .不计人的不计人的反应时间、抛靶装置的高度及子弹在枪膛中的运动时间，反应时间、抛靶装置的高度及子弹在枪膛中的运动时间，且忽略空气阻力及靶的大小且忽略空气阻力及靶的大小(g(g取取1010m m/ /s s2 2) ) (1)(1)当当x x取值在什么范围时，无论取值在什么范围时，无论v v2 2为何值都不能被击中？为何值都不能被击中？(2)(2)若若x x100100m m，v v2 220m/s20m/s，试通，试通过计算说明靶能否被击中？过计算说明靶能否被击中？(1) X20

15、0m(2):恰好被击中恰好被击中8、如图所示，从倾角成、如图所示，从倾角成的斜面上的的斜面上的A点以初速度点以初速度v0水平抛出一个物体，物体落在斜面上的水平抛出一个物体，物体落在斜面上的B点，不计空点，不计空气阻力求：气阻力求：(1)抛出后经多长时间物体与斜面间距离最大？抛出后经多长时间物体与斜面间距离最大？(2)A、B间的距离为多少？间的距离为多少？【解析解析】解法一：以抛出点解法一：以抛出点为坐标原点沿斜面方向为为坐标原点沿斜面方向为x轴，垂直轴，垂直于斜面方向为于斜面方向为y轴，建立坐标系，轴，建立坐标系，(如如图图423)vxv0cos ，vyv0sin ，xgsin ，ygcos

16、.图图423物体沿斜面方向做初速度为物体沿斜面方向做初速度为vx，加速度为，加速度为ax的匀加的匀加速直线运动，垂直于斜面方向做初速度为速直线运动，垂直于斜面方向做初速度为vy，加速度为，加速度为ay的匀减速直线运动，类似于竖直上抛运动的匀减速直线运动，类似于竖直上抛运动解法二：如图解法二：如图424当当速度方向与斜面平行时，离斜速度方向与斜面平行时，离斜面最远，面最远，v的切线反向延长与的切线反向延长与v0交点为横坐标的中点交点为横坐标的中点P，则，则图图424(2)设由设由A到到B所用时间为所用时间为t，水平位移为，水平位移为x，竖直位，竖直位移为移为y，如图，如图426所示，由图可得所示

17、，由图可得图图425图图4269在光滑的水平面内，一质量在光滑的水平面内，一质量m1 kg的质点以的质点以速度速度v010 m/s沿沿x轴正方向运动，经过原点后受一沿轴正方向运动，经过原点后受一沿y轴正方向轴正方向(竖直方向竖直方向)的恒力的恒力F15 N作用，直线作用，直线OA与与x轴成轴成37，如图所示曲线为质点的轨迹图，如图所示曲线为质点的轨迹图(g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：求：(1)如果质点的运动轨迹与直线如果质点的运动轨迹与直线OA相交于相交于P点，质点点，质点从从O点到点到P点所经历的时间以及点所经历的时间以及P点的坐标点的坐标(2)质点经过质

18、点经过P点的速度大小点的速度大小解析解析：(1)质点在水平方向上无外力作用做匀速直线质点在水平方向上无外力作用做匀速直线运动，竖直方向受恒力运动，竖直方向受恒力F和重力和重力mg作用做匀加速直线运作用做匀加速直线运动动由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得设质点从设质点从O点到点到P点经历的时间为点经历的时间为t，P点坐标为点坐标为(xP，yP)，联立解得：联立解得：t3 s，xP30 m，yP22.5 m(2)质点经过质点经过P点时沿点时沿y方向的速度方向的速度vyat15 m/s10、如图所示，斜面上有、如图所示，斜面上有a、b、c、d四个点，四个点，abbccd.从从a点正上方的点正上方的O点以速度点以速度v水平抛出一个小球水平抛出一个小球，它落在斜面上，它落在斜面上b点若小球从点若小球从O点以速度点以速度2v水平抛水平抛出，不计空气阻力，则它落在斜面上的