高中物理必修二精品人教版高中物理必修2第5章第4節(jié)拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律課件

1、拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律人教版高中物理 必修2新知導(dǎo)入上節(jié)課我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，本節(jié)我們將從理論分析的角度， 對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律作進(jìn)一步分析。平拋運(yùn)動(dòng)觀看動(dòng)畫說(shuō)一說(shuō)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是什么？平拋運(yùn)動(dòng)：水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)。新知講解一、平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和分解1、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)（1）只受重力；（2）初速度沿水平方向與重力垂直。v0mg2、平拋運(yùn)動(dòng)的分解（1）平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。（2）兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)既具有獨(dú)立性，又具有等時(shí)性。新知講解y二、平拋運(yùn)動(dòng)的速度以初速度v0的方向?yàn)閤軸方向，豎直向下的方向?yàn)?y 軸方向，建立平面直角坐標(biāo)系。1、水平方向

2、的速度Oxv0分析（1）由于物體受到的重力是豎直向下的，它在 x 方向的分力是 0，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，物體在 x 方向的加速度是 0，所以水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。mg新知講解Oxy2、豎直方向上的速度（1）在 y 方向受到的重力等于 mg。以 a 表示物體在 y 方向的加速度，應(yīng)用牛頓第二定律，得到 mg ma，所以a g，即物體在豎直方向的加速度等于自由落體加速度。（2）由于物體在 x 方向的分速度 vx 在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始的時(shí)候是 v0， 所以它將保持 v0 不變，與時(shí)間 t 無(wú)關(guān)，即：vx = v0v0vy新知講解vCOtvxvyxy（2）物體的初速度 v0 沿 x 方向，它在 y 方向的分速度

3、是 0，所以，物體在 y 方向的分速度 vy 與時(shí)間 t 的關(guān)系是：vy gt 3、平拋運(yùn)動(dòng)的速度速度大小：速度的方向：根據(jù)矢量運(yùn)算法則，由勾股定理可知：v0vy典型例題【例題 1】將一個(gè)物體以 10 m/s 的速度從 10 m 的高度水平拋出，落地時(shí)它的速度方向與水平地面的夾角 是多少？不計(jì)空氣阻力，g 取 10 m/s2分析： 物體在水平方向不受力，所以加速度的水平分量為 0，水平方向的分速度是初速度 v0 10 m/s；在豎直方向只受重力，加速度為 g，初速度的豎直分量為 0，可以應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出豎直方向的分速度。O按題意作圖如下，求得分速度后就可以求得夾角 。解： 以拋出時(shí)

4、物體的位置 O 為原點(diǎn)，建立平面直角坐標(biāo)系，x 軸沿初速度方向，y 軸豎直向下。落地時(shí)，物體在水平方向的分速度vx v0 10 m/s根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，落地時(shí)物體在豎直方向的分速度 vy 滿足以下關(guān)系新知講解v0 xyhvvxvy新知講解tan = vy/vx = 14.1/10=1.41 即： =55物體落地時(shí)速度與地面的夾角是 55vy2 0 2gh由此解出：vy= = m/s=14.1m/s2gh21010針對(duì)練習(xí)：如圖所示，AB為斜面，傾角為,小球從A點(diǎn)以初速度v0水平拋出, 恰好落在B點(diǎn),重力加速度為g，求：(1)小球在空中飛行的時(shí)間；(2)斜面AB的長(zhǎng)度；(3)從拋出經(jīng)過(guò)多

5、長(zhǎng)時(shí)間小球距離斜面最遠(yuǎn)？v0AB新知講解答案：(1)t=(2v0tan)/g (2)lAB=(2v02sin)/(gcos2) (3)t1=v0tan/g新知講解三、平拋運(yùn)動(dòng)的位移與軌跡C(x,y)Oxyv0 xy1、水平方向的位移根據(jù)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)：由vx v0 得 x = v0t2、豎直方向上的位移根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可知，做平拋運(yùn)動(dòng)的物體的豎直分位移與時(shí)間的關(guān)系是 ：y = gt2/2s3、位移大小新知講解C(x,y)Oyv0 xyx4、位移方向：5、平拋軌跡：由 x = v0t（1） y = gt2/2（2）物體的位置是用它的坐標(biāo) x、y 描述的，所以，（1）（2） 兩式確定

6、了物體在任意時(shí)刻 t 的位置和位移。物體的位置和位移可以由 x、y 確定，物體的軌跡方程也可以由 x、y 確定。新知講解從（1）式解出 t v0/x ，代入（2）式，得到:y = g2v02x2（3）在這個(gè)式子中，自由落體加速度 g、物體的初速度 v0 都是常量，也就是說(shuō)， 這個(gè)量與 x、y 無(wú)關(guān)，因此（3） 式具有 y ax 2 的形式。根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，它的圖像是一 條拋物線。g2v02新知講解知識(shí)拓展vOxyvxvyv0 xyPC(x,y)s2、速度方向的反向延長(zhǎng)線與x軸的交點(diǎn)為水平位移的中點(diǎn)。1、由得：典型例題【例題2】如圖所示，某同學(xué)利用無(wú)人機(jī)玩“投彈”游戲。無(wú)人機(jī)以 v0 2 m/

7、s 的速度水平向右勻速飛行，在某時(shí)刻釋放了一個(gè)小球。此時(shí)無(wú)人機(jī)到水平地面的距離 h 20 m，空氣阻力忽略不計(jì)，g 取 10 m/s2。（1）求小球下落的時(shí)間。（2）求小球釋放點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的水平距離。新知講解分析 忽略空氣阻力，小球脫離無(wú)人機(jī)后做平拋運(yùn)動(dòng)，它在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可以求出下落的時(shí)間，根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可以求出小球釋放點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的水平距離。解 （1）以小球從無(wú)人機(jī)釋放時(shí)的位置為原點(diǎn) O 建立平面直角坐標(biāo)系如圖所示，x 軸沿初速度方向，y 軸豎直向下。設(shè)小球的落地點(diǎn)為 P，下落的時(shí)間為 t.新知講解（2）因此，小球落地點(diǎn)與釋放點(diǎn)之間的水平

8、距離l v0t 22 m 4 m小球落地的時(shí)間為 2 s，落地點(diǎn)與釋放點(diǎn)之間的水平距離為 4 m。v0 xyhO lP所以小球落地的時(shí)間則滿足：h 1/2gt2新知講解四、一般的拋體運(yùn)動(dòng)1、斜拋物體被拋出時(shí)的速度 v0 不沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受重力，這種情況常稱為斜拋。2、特點(diǎn)（1）在水平方向不受力，加速度是 0 ；（2）在豎直方向只受重力，加速度是 g。yxv0omg新知講解3、斜拋物體的速度初速度 v0 與水平方向的夾角為 (1)水平方向分速度 v0 xv0cos;(2)豎直方向分速度v0yv0sin。yxv0v0yv0 xo=(3)根據(jù)矢量運(yùn)算法則，由勾股定

9、理可知v= v0 x2+ v0y2 v02cos2+ v02sin2新知講解斜向上噴出的水做斜拋運(yùn)動(dòng)的徑跡可以認(rèn)為是斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。噴出的水做斜拋運(yùn)動(dòng)2v02cos2g-x2+tanxy=新知講解思考與討論1：嘗試導(dǎo)出表達(dá)圖中所示的斜拋運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系式。討論這個(gè)關(guān)系式中物理量之間的關(guān)系，看看能夠得出哪些結(jié)論。x=v0cost水平分位移:y=v0sint-12gt2豎直分位移:根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，它的圖像是一 條拋物線。2v02cos2gtan都是常量新知講解思考與討論2：物體在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度越大，阻力也越大，所以，研究炮彈的運(yùn)動(dòng)時(shí)就不能忽略空氣阻力。根據(jù)你的推測(cè)，炮彈運(yùn)動(dòng)的實(shí)際軌跡大致是怎樣

10、的？理論拋物線彈道曲線炮彈由于空氣阻力，水平方向?qū)⒆鲎儨p速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上升、下降過(guò)程中加速度大小并不相等，所以實(shí)際軌跡不再是拋物線，由于空氣阻力的影響，射程和射高都減小了。1、某同學(xué)在做“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，忘記了記錄小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)位置O，A為物體運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后的位置，根據(jù)如圖所示的數(shù)據(jù)，求出物體做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為_(kāi)m/s。(g=10 m/s2)20204040Ax/cmy/cm2課堂練習(xí)2、小球在距地面高15 m處以某一初速度水平拋出,不計(jì)空氣阻力,落地時(shí)速度方向與水平方向的夾角為60,則小球平拋的初速度為m/s,當(dāng)小球的速度方向與水平方向夾角為45時(shí),小球距地面的高

11、度為m。(g取10 m/s2)1010課堂練習(xí)3、一名滑雪運(yùn)動(dòng)員以20 m/s的速度從一平臺(tái)水平飛出，落地點(diǎn)與飛出點(diǎn)的高度差為3.2 m，不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2。運(yùn)動(dòng)員飛過(guò)的水平距離為x，所用時(shí)間為t，則下列結(jié)果正確的是（ ） A. x=16 m，t=0.50 s B. x=16 m，t=0.80 s C. x=20 m，t=0.50 s D. x=20 m，t=0.80 s B課堂練習(xí)課堂練習(xí)4、小張同學(xué)學(xué)習(xí)了平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)后，想測(cè)出玩具手槍子彈射出時(shí)的速度。他將手槍架在離地高80 cm的課桌上，將子彈水平射出，測(cè)得子彈著地時(shí)離課桌的水平距離約為10 m，則子彈射出時(shí)的速度大小約為（

12、 ）10 m/s B. 15 m/s C. 25 m/s D. 40 m/s C拓展提高1、如圖所示，斜面上有a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，ab=bc=cd.從a點(diǎn)正上方的O點(diǎn)以速度v水平拋出一小球，它落在斜面上b點(diǎn).若小球從O點(diǎn)以速度2v水平拋出，不計(jì)空氣阻力，則它落在斜面上的（ ）c點(diǎn) B. b與c之間某一點(diǎn) C. d點(diǎn) D. c與d之間某一點(diǎn) B拓展提高2、取水平地面為重力勢(shì)能的零勢(shì)能面，一物塊從某一高度水平拋出，在拋出點(diǎn)其動(dòng)能是重力勢(shì)能的一半.不計(jì)空氣阻力，該物塊落地時(shí)的速度方向與水平方向的夾角的正切值tan為（ ）2/2 B. 1 C. 2 D. 2 C課堂總結(jié)1、平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)： vx