2017-2018学年高中物理 第3章 抛体运动 第2节 竖直方向上的抛体运动教学案 鲁科版必修2

1、第2节垂直方向的运载火箭运动1.垂直方向的弹丸运动中，垂直向上和垂直向下都只受重力作用，加速度是重力加速度G的均匀变速直线运动。2.垂直投掷运动的初始速度方向满足均匀加速度直线运动的基本规律。速度公式VT=V0 GT，变位公式S=V0T GT2。3.垂直投掷运动的初始速度满足均匀减速直线运动的基本规律：速度公式VT=V0-GT，变位公式S=V0T-GT2。4.垂直投掷运动的上升和下降过程具有对称性，在相同的位置速度下，是背对背的方向。一、垂直投掷运动1.定义物体以初始速度v0垂直向下抛后，只在重力作用下的动作称为垂直向下抛运动。2.性质：初始速度不是0牙齿，加速度是重力加速度的均匀加速度直线运

2、动。3.运动定律垂直向下是正向，g表示重力加速度的大小，vt=v0 gt，s=v0t gt2，vt2-v02=2gs。第二，垂直投掷运动1.定义：仅在重力作用下，初始速度与重力方向相反的物体的运动。2.特性：在初始速度之上，加速度是重力加速度的均匀减速直线运动。3.研究方法分段方法具有对称性。4.运动定律(1)速度的大小(2)位移的大小(3)上升到最高点所需的时间：t=(4)上升的最大高度：h=1.自主事故判定(1)垂直投掷运动是均匀减速直线运动。（）(2)垂直移动的物体在上升过程中，物体的速度和加速度都在下降。（）(3)垂直投掷运动可以分解为垂直向下等速直线运动和自由落体运动。()(4)垂直

3、投掷运动和垂直投掷运动的速度变化量相同，但速度变化方向相反。（）(5)在同一位置，垂直投掷运动和垂直投掷运动接触地面时的位移相同。()合作探索次会议(1)从运动的合成和分解来看，垂直投掷运动是由哪两种茄子运动合成的呢？(？提示：垂直投掷动作可以看作是垂直向下等速直线运动和自由落体运动的合成。(2)在音乐喷泉中，喷泉做什么运动？(？喷射喷嘴的速度为v0，那么喷泉到达最高点需要多长时间？图321提示：垂直投掷运动，t=。(3)做垂直投掷运动的物体在最高点有什么特点？(？提示：进行垂直投掷运动的物体在最高点的速度V=0，但加速度仍然是重力加速度G，因此在牙齿点，物体不平衡。对垂直投掷运动的理解1.垂

4、直投掷运动和自由落体运动的区别和联系垂直扔自由落体联系运动中只受到重力，所以运动的加速度都是垂直下的g球体不要做超高速底部v00速度变化Vt=v0 gtVt=gt下降高度H=v0t gt2H=gt2运动图像2.运动合成和分解视角下的垂直投掷运动(1)从运动的合成角度来看，垂直投掷运动可以看作是速度为v0的垂直向下等速直线运动和自由落体运动的联合。(2)也可以通过vt图像直观地查看如图322甲所示，由时间T内的图像和坐标轴包围的图形区域表示物体的变位大小，可以分为两部分进行分析，如图B所示。其面积为v0t，上半部分是自由落体运动。如图C所示，其面积为gt2。图3221.对于垂直投掷运动，以下说法

5、是正确的()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.下落时给物体一定的作用力，所以下落过程的加速度大于重力加速度D.下落过程中物体的运动是匀速直线运动。分析：选择D垂直投掷的物体只受到重力，因此加速度是恒定的，物体的运动均匀地加速直线运动，因此A，B，C误差，D是正确的。一个人站在屋顶上，垂直放下抛物线块。水团离开手的速度已知为1.0 m/s，最后1 s内通过的距离是整个建筑物的高度。假设水团和屋顶位于同一位置，那么不管空气阻力如何，我们都要求出整个建筑的高度。(g导入10 m/s2)分析：将图块落在楼板上所需的时间为t，建筑的高度为H1=v0t gt2图块在t-1

6、s内下落的高度为H2=v0 (t-1s) g (t-1s) 2问题中的h1-H2=h1连接多个项并赋值数据，将其解释为t=2 s。建筑的高度为h1=v0t gt2=22m。答案：22 m垂直投掷运动的特点及处理方法1.垂直投掷运动的对称性垂直投掷的物体在上升和下降阶段通过相同的位置，其运动具有对称性。(1)速度对称：当上升阶段和下降阶段通过相同位置时，速度将发生重大反转(例如，V上方=-V下方)。(2)时间对称：上升阶段与通过与下降阶段相同的垂直距离所花费的时间相同(例如，T上=T下)。(3)运动过程的对称性：上升阶段均匀减速为零的过程，下降阶段可以看作是自由落体运动投掷点的返回过程，上升阶段

7、可以看作是下降阶段的反向过程。2.分析方法(g表示重力加速度的大小)(1)分段方法。上升过程：均匀减速直线运动，方向为正方向。下降过程：自由落体运动，方向下正方向。(2)整体法。匀速直线运动，方向是正向。前例有人站在高层建筑的平台边缘，以20米/秒的初始速度垂直扔石头。拯救：(1)物体上升的最大高度，返回投掷点的时间；(2)扔石头后，通过投掷点以下20米的地方所需的时间。采用g=10m/S2，不考虑空气阻力。事故点(1)垂直投掷运动是均匀变速直线运动，满足均匀变速直线运动的规律。(2)处理垂直投掷运动，可以分段或整体处理。分析方法1:分割方法上升过程进行均匀减速运动，垂直向上取正。根据V01=

8、20m/s，a1=-g，v1=0，均匀变速运动公式，V12-v012=2a1s1，v1=v01 a1t，最大高度h=S1=上升时间t1=s=2 s=2s，在下落过程中，自由下落运动，垂直向下正方向，V02=0，A2=G，从最高点回到下落点时，变位S2=H，从下落点下方20米到点变位S3=40m，根据自由下落公式，从最高点到下落点的时间t2=s=2 s=从最高点下降到两点下20米的时间T3=s=2 s=2s，因此，物体上升的最大高度H=20米，返回投掷点的时间是4 s，在投掷点以下20米处经历的时间是2 (1 ) S。法2:整体法方向为正向，v 0=20 m/s，a=-g，上升到最大高度时v=0

9、，下降到投掷点下20米时s=-20m，在均匀变速运动公式中，最大高度：=m=20m米，回到最初的投掷，从0=v0t1-gt12得到T1=s=4 s=4s，如果落在两点下20米处，则有-20=-20=20t2-10t22理解T2=2 (1 ) s。回答(1)20米4s (2) 2 (1 ) s垂直投掷运动解决方案技术(1)确定正向和每个矢量的正负符号。使用整体方法处理垂直投掷动作时，要特别注意公式中每个向量的方向。向上方向通常为正方向。(2)解决垂直投掷运动的两种茄子基本方法。分段法：通过均匀减速直线运动规律(初始速度不是零牙齿)计算上升过程。下降过程是用自由落体运动的公式计算的。整体法：加速度

10、方向与初速方向相反，将垂直投掷运动看作均匀的变速直线运动。(3)垂直投掷运动的上升阶段和下降阶段具有对称性。1.(多选)关于垂直投掷运动，以下说法是正确的()A.a=g的均匀变速运动B.可以垂直向上分解的等速直线运动和自由落体运动C.从最高点落下的后半部分运动可以看作是自由落体运动D.上升过程的加速度小于下降过程的加速度分析：选择ABC可以根据运动的合成和分解知识，将垂直投掷运动分解为垂直向上等速直线运动和自由落体运动，将从最高点落下的后半部分运动看作自由落体运动，也可以看作A=G的匀速运动，因此A，B，C是正确的，D是错误的。2.小火箭拿着实验炸弹垂直发射，小火箭的加速a=10m/S2，t1

11、=20s以后小火箭将与实验炸弹分离，测试炸弹将在最高点爆炸。g=取10m/S2，不考虑空气阻力。(1)实验炸弹预定爆炸点的高度是多少？(2)如果实验失败，炸弹不会爆炸，如果不采取措施，炸弹分离后会降落多久？为了防止危险，炸弹达到最高点10 s后以V0=400M/S垂直发射炮弹拦截，拦截点的高度是多少？分析：(1)测试炸弹与小火箭分离时，速度v1=at1=1020m/s=200m/s，高度h1=at12=2 000m，分离后炸弹以超速度v1垂直投掷运动，上升高度H2=M=2 000M米，因此，预定爆炸点的高度H=H1 H2=4 000M。(2)如果不采取措施，从分离到炸弹着陆进行分段讨论，上升阶

12、段的时间T=20S，下降阶段为H=GT下2。t下=20s，因此，从分离到接触所需的时间T3=T上方T下方=20 (1) S炮弹发射时炸弹下落的高度H3=gt22=10102m=500m，牙齿时，地面高度H4=h-H3=3 500m，下落速度v3=gt2=1010m/s=100m/s，两者相遇时，位移之和为H4，因此V3t GT2 V0t-GT2=H4。赋值数据为t=7s。因此，拦截点高度H5=V0T-GT2=4007M-1072M=2 555M。答案：(1) 4 000m (2) 20 (1) S2 555m1.(多项选择)垂直投掷运动，初始速度方向为正向，以下说法正确()A.从上升到下降的整

13、个过程中加速度保持不变B.到达最高点时速度为零，物体处于静止状态C.下降到throw point时的速度与初始速度相同D.物体的变位方向总是相同的，直到落到投掷点为止分析：AD选择垂直扔出的对象。加速度总是等于重力加速度。a是正确的。在最高点，速度为0，但加速度不是0牙齿，物体不是静止的。b错误。速度是矢量，下落到投掷点时，速度方向与初始速度方向相反，C误差，D是正确的。2.以恒定速度垂直投掷物体，图中准确地反映了物体速度随时间变化的关系()分析：选择C垂直投掷运动是初始速度不是0牙齿，加速度是G的均匀加速度直线运动，速度-时间图像反映为斜线，善意倾斜表示重力加速度是G。另外，垂直投掷运动有一

14、定的初始速度，所以截距是正数，所以正确的选项是C。3.小火箭从地面垂直发射时的速度视频如图1所示，小火箭上升到最高点的位置对应于图中的()图1A.o点b.a点C.b点d.c点解决方案：选择D总是速度方向不变，因此随着火箭的上升，选择D。4.物体不计较阻力，垂直投掷的运动。从投掷开始，上升过程中上升到最大高度的一半所需的时间为t1，速度下降到超速度的一半所需的时间为T2()A.t1 T2 b.t1 T2C.t1=t2d。无法比较解决：选择B绘制物体上升过程中速度与时间的变化关系图像，上升到最大高度的一半所需的时间为t1，速度下降到初始速度的一半所需的时间为T2，因此为T1 T2。5.(多重选择)

15、无论空气阻力如何，以初始速度v0从地面垂直扔物体所需的时间都可以是()A.b .C.d .解决方案：选择BD称为vt=v0-gt，当vt方向向上时，vt=，t=；如果Vt方向为向下，则解释vt=-，t=。6.在30米高的屋顶上以5米/秒的初始速度垂直扔球，取g=10m米/S2。(1)球落地需要多长时间？(？(2)球落地的速度是多少？解决方法：(1) s=v0t gt2获得30=5t 10 T2。了解T1=-3s(舍入)或T2=2s。(2)方法1为vt=v0 gt得v1=5m/s 102m/s=25m/s。方法2从vt2-v02=2gs中获得vt=m/s=25m/s。答案：(1)2 s (2)2

16、5 m/s7.自由落体运动，垂直投掷运动，垂直投掷运动的物体在同一时间内速度的变化()A.大小相同，方向相同B.大小相同，方向不同C.大小不一样，方向相同D.大小不同，方向不同解释：选择A是因为三个茄子运动的加速度都是G，所以在同一时间 T内，物体的速度更改为 V=G T，所以 V大小相同，方向都向下，A是正确的。(阿尔伯特爱因斯坦，美国电视电视剧)8.(多选)在同一高度，质量相同的a，b两个球分别以相同的初始速度垂直扔或垂直扔，以下哪一项是正确的()A.a，b落地时位移相同B.运动中a，b的加速度相同C.a、b着陆速度相同D.在整个运动过程中，a，b的速度变化量是相同的分析：选定ABC的初始

17、端点位置相同，因此位移相同。运动中的加速度都是G、A、B。从垂直投掷运动的对称性来看，A球下落到投掷点的速度与B球落地的速度相同，因此，A，B落地时的速度相同，C是正确的。在整个运动过程中，A，B的结束速度相同，但初始速度不同，因此A，B的速度变化量必须不同。d错误。9.从地面垂直抛出的对象，如果通过两个较低点a的时间间隔为Ta，通过两个较高点b的时间间隔为Tb，则a和b之间的距离为()A.g (ta2-tb2) b.g (ta2-tb2)C.g (ta2-tb2) d.g (ta2-tb2)分析：如果选择A以上投掷运动时间的对称性，则从A到最高点的物体时间为B到最高点的时间，因此A，B之间的距离为H=G2-G2=G (TA2-TB2)。10.从地面垂