高一物理（人教版）教学课件 必修二 第五章 第4节　抛体运动的规律

抛体运动的规律(赋能课——精细培优科学思维)第4

节课标要求1.会用运动的合成与分解的方法分析平抛运动。2.体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。能分析生产生活中的抛体运动。3.掌握平抛运动的规律并能解决实际问题。层级达标学考层级1.知道抛体运动的受力特点。2.理解平抛运动的规律,知道平抛运动的轨迹是抛物线。选考层级1.会用运动的合成与分解的方法对平抛运动进行理论分析。2.会计算平抛运动的速度及位移,会解决与平抛运动相关的实际问题。3.认识平抛运动研究中等效替代的思想和“化繁为简”的思想,并能够用来研究一般的抛体运动。续表1课前预知教材2课堂精析重难3课时跟踪检测CONTENTS目录课前预知教材一、平抛运动的速度1.水平速度:做平抛运动的物体,由于只受到竖直向下的_____作用,在x方向的分力为___,加速度为___,故物体在x方向的速度将保持v0不变,即vx=___。2.竖直速度:物体在y方向上受重力mg作用,由牛顿第二定律mg=ma可知,物体在竖直方向的加速度等于自由落体加速度,vy=____。重力00v0gt

大大[质疑辨析]判断下列说法是否正确。(1)做平抛运动的物体的速度、加速度都随时间增大。 ()(2)平抛运动的速度方向沿轨迹的切线方向,速度大小、方向都不断变化。 ()(3)做平抛运动的物体的速度方向与水平方向的夹角越来越大,若足够高,速度方向最终可能竖直向下。 ()×√×

v0t

抛物线

[情境思考]如图所示,滑板运动员以某一初速度从高处水平飞出,落在水平地面上。(忽略空气阻力,运动员和滑板可视为质点)若仅初速度变大,运动员在空中运动的时间如何变化?提示:不变。运动员在空中的运动时间仅与高度有关。三、一般的抛体运动如图所示,物体被抛出时的速度v0沿斜向上方或斜向下方时,物体做斜抛运动(设v0与水平方向夹角为θ)。1.水平方向:物体做_________运动,初速度v0x=_______。

2.竖直方向:物体做竖直上抛或竖直下抛运动,竖直方向的初速度v0y=_________。

匀速直线v0cosθv0sinθ[情境思考]铅球运动员在推铅球时都是将铅球斜向上用力推出,你知道这其中的道理吗?提示:将铅球斜向上推出,可以延长铅球在空中的运动时间,使铅球运动得更远。课堂精析重难如图为一人正在练习水平投掷飞镖,不计空气阻力,请思考:强化点(一)平抛运动的特点任务驱动(1)飞镖掷出后,其加速度的大小和方向是否变化?提示:飞镖掷出后,其加速度为重力加速度g,大小和方向均不变。(2)飞镖的运动是什么性质的运动?提示:飞镖的运动是匀变速曲线运动。1.平抛运动的性质平抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动。2.平抛运动的特点(1)受力特点:只受重力作用,不受其他力或其他力忽略不计。(2)运动特点:①加速度:a=g,平抛运动是匀变速曲线运动。要点释解明②速度:初速度v0方向水平;任意时刻的瞬时速度的水平分量都等于初速度v0,竖直分量都等于自由落体运动的速度。③速度变化特点:任意两个相等的时间间隔内速度的变化量相同,Δv=gΔt,方向竖直向下,如图所示。④位移变化特点:(3)轨迹特点:运动轨迹是抛物线。特别提醒:平抛运动中任意两个相等的时间间隔内速度的变化量相同,但是速率的变化却不相等。水平方向Δx=v0Δt,任意相等时间间隔内,水平位移相等竖直方向Δy=g(Δt)2,连续相等时间间隔内,位移差不变1.关于平抛运动,下列说法正确的是(

)A.因为平抛运动的轨迹是曲线,所以不可能是匀变速运动B.平抛运动速度的大小与方向不断变化,因此相等时间内速度的变化量也是变化的,加速度也不断变化C.平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动与竖直方向上的竖直下抛运动D.平抛运动是加速度恒为g的匀变速曲线运动题点全练清√解析:做平抛运动的物体只受重力,其加速度恒为g,故平抛运动为匀变速曲线运动,且相等时间内速度的变化量Δv=gΔt相同,故A、B错误,D正确;平抛运动可分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动,C错误。2.(多选)物体在做初速度为v0的平抛运动时,在相等时间内,相等的量是(

)A.速度的增量 B.加速度C.位移的增量 D.位移√√

1.平抛运动的研究方法(1)把平抛运动分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。(2)分别运用两个分运动的运动规律去求分速度、分位移等,再合成得到平抛运动的速度、位移等。要点释解明强化点(二)平抛运动的规律及推论2.平抛运动的运动规律

速度位移水平分运动水平速度vx=v0水平位移x=v0t竖直分运动竖直速度vy=gt合运动图示续表

[典例]体育课上,甲同学在距离地面高h1=2.5m处将排球击出,球的初速度沿水平方向,大小为v0=8.0m/s;乙同学在距离地面高h2=0.7m处将排球垫起。重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。求:

(2)排球被垫起前瞬间的速度大小v及方向。[答案]

10.0m/s方向与水平方向夹角tanθ=0.75

1.(2024·海南高考)在跨越河流表演中,一人骑车以25m/s的速度水平冲出平台,恰好跨越长x=25m的河流落在河对岸平台上,已知河流宽度为25m,不计空气阻力,取g=10m/s2,则两平台的高度差h为(

)A.0.5m

B.5mC.10m D.20m题点全练清√

2.(2024·十堰高一检测)如图所示,从同一位置以不同的初速度水平抛出两个小球A、B,它们先后与竖直墙壁碰撞,碰撞的瞬间小球A、B的速度方向与竖直墙壁之间的夹角分别为α、β。已知α=53°,β=37°,两小球与墙壁的接触点之间的距离为d,求抛出点与竖直墙壁的距离x。(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)

如图所示,喷水管斜向上喷水,不考虑空气阻力。任务驱动强化点(三)一般的抛体运动(1)喷出的水做什么运动?提示:斜抛运动。(2)沿不同方向喷出的水射程是否相同?提示:不相同。1.斜抛运动的性质:斜抛运动是加速度恒为重力加速度g的匀变速曲线运动,其轨迹是抛物线。要点释解明2.斜上抛运动和斜下抛运动的比较比较斜上抛运动斜下抛运动运动分解水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动的合运动水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直下抛运动的合运动示意图像速度公式水平方向:vx=v0cosθ竖直方向:vy=v0sinθ-gt水平方向:vx=v0cosθ竖直方向:vy=v0sinθ+gt位移公式(位置坐标)续表

[典例]如图所示,A、B两篮球从相同高度同时抛出后直接落入篮筐,落入篮筐时的速度方向相同,下列判断正确的是(

)A.A比B先落入篮筐B.A、B运动的最大高度相同C.A在最高点的速度比B在最高点的速度小D.A、B上升到某一相同高度时的速度方向相同√[解析]

若研究两个过程的逆过程,可看作是从篮筐处沿同方向斜向上的斜抛运动,落到同一高度上,则A上升的高度较大,高度决定时间,可知A运动时间较长,即B先落入篮筐中,A、B错误;因为两球抛射角相同,A的射程较远,则A球的水平速度较大,即A在最高点的速度比B在最高点的速度大,C错误;由斜抛运动的对称性可知,当A、B上升到与篮筐相同高度时的速度方向相同,D正确。[思维建模]斜上抛运动问题的分析技巧(1)斜上抛运动的对称性①时间对称:相对于轨迹最高点,两侧对称的上升时间等于下降时间。②速度对称:相对于轨迹最高点,两侧对称的两点速度大小相等。③轨迹对称:斜上抛运动的轨迹相对于过最高点的竖直线对称。(2)运动时间及射高由竖直分速度决定,射程由初速度和抛射角决定。(3)由抛出点到最高点的逆向过程可看作平抛运动来分析。1.(2023·湖南高考)如图(a),我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图(b)所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为O,且轨迹交于P点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为v1和v2,其中v1方向水平,v2方向斜向上。忽略空气阻力,关于两谷粒在空中的运动,下列说法正确的是(

)题点全练清A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度B.谷粒2在最高点的速度小于v1C.两谷粒从O到P的运动时间相等D.两谷粒从O到P的平均速度相等√解析:抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用,加速度均为重力加速度,A错误;谷粒2做斜向上抛运动,谷粒1做平抛运动,均从O点运动到P点,故位移相同,在竖直方向上谷粒2做竖直上抛运动,谷粒1做自由落体运动,故谷粒2运动时间较长,C错误;谷粒2做斜抛运动,水平方向上为匀速直线运动,故运动到最高点的速度即为水平方向上的分速度,相同水平位移谷粒2用时较长,故谷粒2在水平方向上的分速度较小,即谷粒2在最高点的速度小于v1,B正确;两谷粒从O点运动到P点的位移相同,谷粒1的运动时间小于谷粒2的运动时间,则谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度,D错误。2.(多选)如图,射击训练场内,飞靶从水平地面A点以仰角θ斜向上飞出,落在相距100m的B点,最高点距地面20m,忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是(

)A.飞靶从A点到B点的飞行时间为2sB.飞靶在最高点的速度大小为25m/sC.抬高仰角θ,飞靶的飞行时间增大D.抬高仰角θ,飞靶的飞行距离不断增大√√

课时跟踪检测123456789101112(选择题1~8小题,每小题4分;10~11小题,每小题6分。本检测卷满分70分)A级——学考达标1.(多选)在空气阻力可忽略的情况下,下列物体的运动可视为平抛运动的是(

)A.沿水平方向击出的排球B.沿斜向上方投出的篮球C.沿水平方向抛出的小石子D.沿竖直方向向上抛出的橡皮√√6789101112解析:沿水平方向击出的排球或小石子,相对地面的初速度沿水平方向,且只受重力,是平抛运动,故A、C正确;沿斜向上方投出的篮球或沿竖直方向向上抛出的橡皮,它们的初速度不是沿水平方向,不是平抛运动,故B、D错误。123451567891011122.(多选)如图所示,在高空水平方向匀速飞行的轰炸机,每隔1s投下一颗炸弹,若不计空气阻力,则(

)A.这些炸弹落地前排列在同一条竖直线上B.这些炸弹落地前排列在同一条抛物线上C.这些炸弹落地时速度大小和方向都相同D.这些炸弹都落于地面上同一点234√√156789101112解析:这些炸弹都是做平抛运动,水平方向的速度不变,相同时间内,水平方向上位移相同,所以这些炸弹落地前排在同一条竖直线上,故A正确,B错误。由于这些炸弹下落的高度相同,初速度也相同,这些炸弹落地时速度大小和方向都相同,故C正确。这些炸弹抛出的时刻不同,落地的时刻也不一样,不可能落于地面上的同一点,故D错误。2341567891011123.如图所示,从地面上方某点,将一小球以5m/s的初速度沿水平方向抛出,小球经过1s落地。不计空气阻力,g取10m/s2,则可求出(

)A.小球抛出时离地面的高度是5mB.小球从抛出点到落地点的水平位移大小是6mC.小球落地时的速度大小是15m/sD.小球落地时的速度方向与水平地面成30°角234√156789101112

2341567891011124.(2024·湖北高考)如图所示,有五片荷叶伸出荷塘水面,一只青蛙要从高处荷叶跳到低处荷叶上。设低处荷叶a、b、c、d和青蛙在同一竖直平面内,a、b高度相同,c、d高度相同,a、b分别在c、d正上方。将青蛙的跳跃视为平抛运动,若以最小的初速度完成跳跃,则它应跳到(

)A.荷叶a

B.荷叶bC.荷叶c

D.荷叶d234√156789101112

2341567891011125.(多选)如图所示,假设甲、乙、丙三位运动员从同一点O沿不同方向斜向上击出的高尔夫球分别落在水平地面上不同位置A、B、C,三条路径的最高点在同一水平面内,不计空气阻力的影响,则下列说法正确的是(

)234156789101112A.甲击出的高尔夫球落地的速率最大B.丙击出的高尔夫球在空中运动时间最长C.三个高尔夫球击出的初速度竖直分量相等D.三个高尔夫球击出的初速度水平分量相等234√√156789101112

234156789101112

234√156789101112

2341567891011127.(2024·浙江金华高一检测)甲、乙两位同学玩相互抛接球的游戏,其中一位同学将球从A点抛出后,另一同学总能在等高处某点B快速接住,如图所示。假设甲同学出手瞬间球的速度大小为v,方向与水平面成θ角,忽略空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是(

)234156789101112

234√156789101112

2341567891011128.如图所示,A、B两个小球在同一竖直线上,离地面的高度分别为2h和h,将两球水平抛出后,两球落地时的水平位移大小之比为1∶2,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是(

)234156789101112

234√156789101112

2341567891011129.(12分)(2024·北京高考)如图所示,水平放置的排水管满口排水,管口的横截面积为S,管口离水池水面的高度为h,水在水池中的落点与管口的水平距离为d。假定水在空中做平抛运动,已知重力加速度为g,h远大于管口内径。求:234156789101112

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234156789101112B级——选考进阶10.在某校运动会期间,一位同学参加定点投篮比赛,先后两次将篮球从同一位置斜向上抛出,其中有两次篮球垂直撞在竖直篮板上,不计空气阻力,则下列说法正确的是(

)234156789