新人教版高中物理必修第二冊 5.4 拋體運動的規(guī)律優(yōu)質(zhì)課件

4拋體運動的規(guī)律第五章拋體運動1.熟練掌握平拋運動的研究方法.2.會用運動合成和分解的知識分析求解平拋運動的速度和位移，知道平拋運動的軌跡為拋物線.3.了解斜拋運動及其運動規(guī)律，知道運動的合成與分解是分析拋體運動的一般方法.學(xué)習目標以速度v0沿水平方向拋出一物體，以拋出點為原點，建立如圖1所示的平面直角坐標系.平拋運動的速度一圖1(1)水平方向：不受力，加速度是

，水平方向為

運動，vx＝

.(2)豎直方向：只受重力，由牛頓第二定律得到：mg＝ma.所以a＝

；豎直方向的初速度為

，所以豎直方向為

運動，vy＝

.(3)合速度0勻速直線v0g0自由落體gt方向：tanθ＝

＝

(θ是v與水平方向的夾角).1.水平位移：x＝

①2.豎直位移：y＝

②3.軌跡方程：由①②兩式消去時間t，可得平拋運動的軌跡方程為y＝

，由此可知平拋運動的軌跡是一條

.平拋運動的位移與軌跡二v0t拋物線物體被拋出時的速度v0沿斜上方或斜下方時，物體做斜拋運動(設(shè)v0與水平方向夾角為θ).(1)水平方向：物體做

運動，初速度v0x＝

.(2)豎直方向：物體做豎直上拋或豎直下拋運動，初速度vy0＝

.如圖2所示.一般的拋體運動三勻速直線v0cosθv0sinθ圖2即學(xué)即用1.判斷下列說法的正誤.(1)拋體運動一定是勻變速運動.(

)(2)平拋運動的物體初速度越大，下落得越快.(

)(3)平拋運動物體的速度方向與水平方向的夾角越來越大，若足夠高，速度方向最終可能豎直向下.(

)(4)平拋運動的合位移的方向與合速度的方向一致.(

)(5)斜上拋運動的物體到達最高點時，速度為零.(

)√××××2.在距地面高80m的低空有一小型飛機以30m/s的速度水平飛行，假定從飛機上釋放一物體，g取10m/s2，不計空氣阻力，那么物體落地時間是

s，它在下落過程中發(fā)生的水平位移是

m；落地前瞬間的速度大小為

m/s.412050水平位移x＝v0t，代入數(shù)據(jù)得：x＝30×4m＝120m代入數(shù)據(jù)得v＝50m/s.對平拋運動的理解一導(dǎo)學(xué)探究圖3為一人正在練習水平投擲飛鏢，請思考：(不計空氣阻力)(1)飛鏢擲出后，其加速度的大小和方向是否變化？答案加速度為重力加速度g，大小和方向均不變.(2)飛鏢的運動是什么性質(zhì)的運動？答案勻變速曲線運動.圖3對平拋運動的理解一導(dǎo)學(xué)探究圖3為一人正在練習水平投擲飛鏢，請思考：(不計空氣阻力)(1)飛鏢擲出后，其加速度的大小和方向是否變化？答案加速度為重力加速度g，大小和方向均不變.(2)飛鏢的運動是什么性質(zhì)的運動？答案勻變速曲線運動.圖3知識深化1.平拋運動的特點(1)做平拋運動的物體水平方向不受力，做勻速直線運動；豎直方向只受重力，做自由落體運動；其合運動為勻變速曲線運動，其軌跡為拋物線.(2)平拋運動的速度方向沿軌跡的切線方向，速度大小、方向不斷變化.2.平拋運動的速度變化如圖4所示，由Δv＝gΔt知，任意兩個相等的時間間隔內(nèi)速度的變化量相同，方向豎直向下.圖4例1

(2019·蚌埠市第二學(xué)期質(zhì)檢)關(guān)于平拋運動，下列說法中正確的是A.平拋運動是一種變加速運動B.做平拋運動的物體加速度隨時間逐漸增大C.做平拋運動的物體每秒內(nèi)速度增量相等D.做平拋運動的物體每秒內(nèi)位移增量相等解析平拋運動是勻變速曲線運動，其加速度為重力加速度g，故加速度的大小和方向恒定，在Δt時間內(nèi)速度的改變量為Δv＝gΔt，因此可知每秒內(nèi)速度增量大小相等、方向相同，選項A、B錯誤，C正確；√由于水平方向的位移x＝v0t，每秒內(nèi)水平位移增量相等，而豎直方向的位移h＝

gt2，每秒內(nèi)豎直位移增量不相等，故每秒內(nèi)位移增量不相等，選項D錯誤.平拋運動規(guī)律的應(yīng)用二導(dǎo)學(xué)探究圖5為小球水平拋出后，在空中做平拋運動的運動軌跡.(自由落體加速度為g，初速度為v0，不計空氣阻力)(1)小球做平拋運動，為了便于研究，我們應(yīng)如何建立坐標系？圖5答案一般以初速度v0的方向為x軸的正方向，豎直向下的方向為y軸的正方向，以小球被拋出的位置為坐標原點，建立平面直角坐標系.(2)以拋出時刻為計時起點，求t時刻小球的速度大小和方向.(3)以拋出時刻為計時起點，求t時刻小球的位移大小和方向.答案如圖所示，水平方向：x＝v0t(3)以拋出時刻為計時起點，求t時刻小球的位移大小和方向.答案如圖所示，水平方向：x＝v0t知識深化1.平拋運動的研究方法(1)把平拋運動分解為水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體運動.(2)分別運用兩個分運動的運動規(guī)律去求分速度、分位移等，再合成得到平拋運動的速度、位移等.2.平拋運動的規(guī)律3.平拋運動的推論(1)做平拋運動的物體在某時刻，其速度方向與水平方向的夾角為θ，位移方向與水平方向的夾角為α，則有tanθ＝2tanα.圖6(2)做平拋運動的物體在任意時刻的速度的反向延長線一定通過此時水平位移的中點.例2

(2019·平頂山市高一下學(xué)期期末)如圖7所示為某公園的噴水裝置，若水從噴水口中水平噴出，忽略空氣阻力及水之間的相互作用，下列說法中正確的是A.噴水口高度一定，噴水速度越大，水從噴出到落入池中

的時間越短B.噴水口高度一定，噴水速度越大，水噴得越近C.噴水速度一定，噴水口高度越高，水噴得越近D.噴水口高度一定，無論噴水速度多大，水從噴出到落入

池中的時間都相等圖7√例3以30m/s的初速度水平拋出一個物體，經(jīng)過一段時間后，物體的速度方向與水平方向成30°角，不計空氣阻力，g取10m/s2.求：(1)此時物體相對于拋出點的水平位移大小和豎直位移大??；(2)再經(jīng)過多長時間，物體的速度方向與水平方向的夾角為60°.(物體的拋出點足夠高)平拋運動的臨界問題三例4

(多選)(2019·定遠育才學(xué)校第二學(xué)期期末)如圖8所示，水平屋頂高H＝5m，圍墻高h＝3.2m，圍墻到房子的水平距離L＝3m，圍墻外馬路寬x＝10m，為使小球從屋頂水平飛出落在圍墻外的馬路上，小球離開屋頂時的速度v0的大小的可能值為(圍墻厚度忽略不計，忽略空氣阻力，g取10m/s2)圖8A.6m/s B.12m/s C.4m/s D.2m/s√√解析剛好能越過圍墻時，水平方向：L＝v0t解得v0＝5m/s剛好能落到馬路外邊緣時，水平方向：L＋x＝v0′t′解得v0′＝13m/s，所以為使小球從屋頂水平飛出落在圍墻外的馬路上，速度的取值5m/s≤v≤13m/s，故選A、B.歸納總結(jié)分析平拋運動中的臨界問題時一般運用極限分析的方法，即把要求的物理量設(shè)定為極大或極小，讓臨界問題突顯出來，找出滿足臨界狀態(tài)的條件.針對訓(xùn)練一階梯如圖9所示，其中每級臺階的高度和寬度都是0.4m，一小球以水平速度v從圖示位置飛出，不計空氣阻力，g取10m/s2，欲打在第4級臺階上，則v的取值范圍是圖9√解析若恰好打在第3級臺階的邊緣，則有：若恰好打在第4級臺階的邊緣，所以打在第4級臺階上應(yīng)滿足的條件：斜拋運動四1.斜拋運動的規(guī)律(1)斜拋運動的性質(zhì)：斜拋運動是加速度恒為重力加速度g的勻變速曲線運動，軌跡是拋物線.(2)斜拋運動的基本規(guī)律(以斜上拋為例說明，如圖10所示)①水平方向：v0x＝v0cosθ，F(xiàn)合x＝0.②豎直方向：v0y＝v0sinθ，F(xiàn)合y＝mg.圖10(3)斜上拋運動可以看成水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋運動的合運動.①速度公式：vx＝v0x＝v0cosθvy＝v0y－gt＝v0sinθ－gt②位移公式：x＝v0cosθ·t2.斜拋運動的對稱性(1)時間對稱：相對于軌跡最高點，兩側(cè)對稱的上升時間等于下降時間.(2)速度對稱：相對于軌跡最高點，兩側(cè)對稱的兩點速度大小相等.(3)軌跡對稱：斜拋運動的軌跡相對于過最高點的豎直線對稱.例5蘇格蘭的塞爾海峽位于歐洲大陸與塞爾島之間，這個海峽寬約6m，假設(shè)有一位運動員，他要以與水平面成37°的角度斜向上進行“越海之跳”，可使這位運動員越過這個海峽的初速度的最小值是多少？(忽略空氣阻力.sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)解析設(shè)該運動員的最小初速度為v0，其在水平方向運動的距離恰為6m，則其水平分速度：v0x＝v0cos37°水平位移：x＝v0xt豎直分速度：v0y＝v0sin37°1.(平拋運動的理解)(多選)關(guān)于平拋運動，下列說法正確的是A.平拋運動是一種在恒力作用下的曲線運動B.平拋運動的速度方向與合力方向的夾角保持不變C.平拋運動的速度大小是時刻變化的D.平拋運動的速度方向與加速度方向的夾角一定越來越小解析做平拋運動的物體只受重力作用，故A正確；√1234√√2.(平拋運動規(guī)律的應(yīng)用)(多選)(2018·南充市高一檢測)如圖11所示，在網(wǎng)球的網(wǎng)前截擊練習中，若練習者在球網(wǎng)正上方距地面H處，將球以速度v沿垂直球網(wǎng)的方向擊出，球剛好落在底線上，已知底線到網(wǎng)的距離為L，重力加速度為g，將球的運動視作平拋運動，下列表述正確的是1234圖11√√12343.(平拋運動規(guī)律的應(yīng)用)(2019·永春一中高一下學(xué)期期末)如圖12所示，噴槍水平放置且固定，圖中虛線分別為水平線和豎直線.A、B、C、D為噴槍射出的打在墻上的四個液滴，四個液滴均可以視為質(zhì)點；不計空氣阻力，已知D、C、B、A與水平線的間距依次為1cm、4cm、9cm、16cm，則下列說法正確的是A.A、B、C、D四個液滴的射出速度相同B.A、B、C、D四個液滴在空中的運動時間是相同的C.A、B、C、D四個液滴出射速度之比應(yīng)為1∶2∶3∶4D.A、B、C、D四個液滴出射速度之比應(yīng)為3∶4∶6∶121234圖12√12344.(平拋運動的臨界問題)如圖13所示，M、N是兩塊擋板，擋板M高h′＝10m，其上邊緣與擋板N的下邊緣在同一水平面.從高h＝15m的A點以速度v0水平拋出一小球(可視為質(zhì)點)，A點與兩擋板的水平距離分別為d1＝10m，d2＝20m.N板的上邊緣高于A點，若能使小球直接進入擋板M的右邊區(qū)域，則小球水平拋出的初速度v0的大小可能是下列給出數(shù)據(jù)中的哪個(g取10m/s2，空氣阻力不計)A.8m/s B.4m/sC.15m/s