物理人教版（2019）必修第二册5.4 抛体运动的规律（共31张ppt）

(共31张PPT)
抛体运动的规律
问题情景
在排球比赛中，你是否曾为排球下网或者出界而感到惋惜？如果运动员沿水平方向击球，在不计空气阻力的情况下，要使排球既能过网，又不出界，需要考虑哪些因素？如何计算球落地的速度大小？
(1)平抛运动的轨迹？
(3)如何处理平抛运动？
(4)如何建立直角坐标系？
(2)平抛运动是什么性质的运动？
(5)x方向做什么运动？
(6)y方向做什么运动？
思考与讨论
大小:
方向:
α
vx
vy
v
O
x
y
v0
P (x,y)
速度
一、平抛物体的速度
抛体在下落过程中速度v越来越大，速度v与水平方向夹角的越来越大
例题１.将一个物体以10m/s的速度从15m的高度水平抛出，落地时它的速度方向与地面的夹角是多少（不计空气阻力，取g=10m/s2）
x
y
P
( x,y)
l
φ
二、平抛运动的位移
1.平抛运动的位置坐标（x,y）：
o
v0
2.平抛运动的位移l：
x
y
vx
vy
θ
x
y
P
v
l
α
o
v0
平抛运动某位置速度的方向的反向延长线交该点水平位移的中点
３.平抛运动的轨迹：
例２.结合以下两式，讨论做平抛运动的物体的运动轨迹
数学y=ax2，一条抛物线
平抛运动的轨迹是一条抛物线
O
v0
小球从 h 高处以 v0 的初速度做平抛运动，求小球在空中的飞行时间 t 和水平射程 x ？
练习
h
小球在竖直方向做自由落体运动，
由 得
小球在水平方向做匀速直线运动，
水平射程
平抛运动在空中的飞行时间仅与下落的高度h有关，与初速度v0 无关。
平抛物体的水平射程（落地时的水平位移）与初速度v0 和下落的高度h有关。
x
思考
1.求平抛运动的时间有哪些方法？
2.两个不同初速度做平抛运动的物体，下落相同高度，运动时间是否相同？
下落高度y，与v0无关
3.平抛运动的时间长短取决于哪个物理量？
４.水平射程大小取决于哪些物理量？
初速度v0与下落高度y
讨论1: 如图示，用枪水平地射击一个靶子。设想子弹从枪口水平射出的瞬间靶子从静止开始自由下落，子弹能射中靶子吗？
例：物体做一平抛运动时，描述物体的速度变化Δv移随时间t变化的图象，应为（　　）
A. B. C. D.
B
要点4.平抛运动的速度变化量
Δv=gΔt，方向竖直向下
相等时间速度变化量大小相等，方向相同
例.某一物体以一定的初速度水平抛出，在某1s内其速度方向与水平方向的夹角由37°变成53°，则此物体初速度的大小是多少？此物体在这1s内下落的高度是多少？（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）


平抛运动规律的应用
一、基本规律：
位移：
合位移
大小：
方向：
速度：
合速度
大小：
方向：
思考
1.求平抛运动的时间有哪些方法？
2.两个不同初速度做平抛运动的物体，下落相同高度，运动时间是否相同？
下落高度y，与v0无关
3.平抛运动的时间长短取决于哪个物理量？
４.水平射程大小取决于哪些物理量？
初速度v0与下落高度y
一、基本规律：
位移：
合位移
大小：
方向：
速度：
合速度
大小：
方向：
(1)飞行时间由下落高度决定的
(2)水平射程由初速度与下落高度共同决定的
(3)tanθ=2tanα
例：物体做一平抛运动时，描述物体的速度变化Δv移随时间t变化的图象，应为（　　）
A. B. C. D.
B
要点4.平抛运动的速度变化量
Δv=gΔt，方向竖直向下
相等时间速度变化量大小相等，方向相同
例.某一物体以一定的初速度水平抛出，在某1s内其速度方向与水平方向的夹角由37°变成53°，则此物体初速度的大小是多少？此物体在这1s内下落的高度是多少？（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
二、平抛运动规律的应用
例.距水平地面高h的飞机沿水平以速度v0匀速飞行，依次释放以相同时间间隔Ｔ的多个物体，请回答下列问题（观察者站在地面）：
(1)每个物体在空中的轨迹是什么？
(2)未落地的多个物体同一时刻位置图形怎样？
(3)落地后物体间距分别多大？
抛物线
直线
都等于v0T
x
y
vx
vy
θ
x
y
P
v
l
α
o
v0
要点5.平抛运动某位置速度的方向的反向延长线交该点水平位移的中点
例.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，它们先后与竖直墙面碰撞，碰撞的瞬间小球A，B的速度方向与竖直墙面之间的夹角分别为θ1和θ2。已知θ1＝53°，θ2＝37°,两小球与墙壁的接触点之间的距离为d，求抛出点与竖直墙面的距离x.
1）落在竖直面
1.如图所示，从O点以10m/s水平初速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为300的斜面上的A点，求（不计空气阻力，g=10m/s2）
　（1）物体完成这段飞行时间
　（2）O点离A点的距离
300
Ａ
Ｖ０
Ｏ
2）落在斜面
2．跳台滑雪是勇敢者的运动。它是利用山势特别建造的跳台所进行的。运动员着专用滑雪板，不带雪仗在助滑路上获得高速后起跳，在空中飞行一段距离后着陆。这项运动极为壮观。设一位运动员由a点沿水平方向跃起，到b点着陆时，已知运动员水平飞出的速度为v0=20m/s, 山坡倾角θ＝37°,山坡可以看成一个斜面。（不计空气阻力，g=10m/s2）求：
(1)运动员在空中飞行的时间,
(2)ab间的距离
a
b
θ
3）落在圆面
例.如图所示，在竖直放置的半圆形容器的中心O点分别以水平初速度v1、v2抛出两个小球（可视为质点），最终它们分别落在圆弧上的A点和B点，已知OA与OB互相垂直，且OA与竖直方向成α角，则两小球初速度之比 v1：v2
18m
3m
2m
例.如图所示，排球场总长为18m，球网高为2m，运动员在网前3m处正对球网跳起将球水平击出；若击球点的高度为2.5m，为使球既不触网又不越界，试问球的速度在什么范围？
平抛运动中的临界问题
三、一般的抛体运动
　　如果物体被抛出时的速度v0不沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方，只受重力作用，称为斜抛运动
x方向以v0x做匀速运动
y方向以v0y做竖直上抛运动
１.斜上抛运动：
斜上抛运动轨迹最高点速度：
v=v0x=vcosθ
斜抛运动可看成由两个平抛运动组成
例.如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同．空气阻力不计，则（　　）
A．B的加速度比A的大
B．B的飞行时间比A的长
C．B在最高点的速度比A在最高点的大
D．B在落地时的速度比A在落地时的大
ＣＤ
例.光滑的水平面上，一个质量为2kg的物体从静止开始运动，在前5s受到一沿正东方向大小为4N的水平恒力作用.从6s初开始改为正北方向大小为2N的水平恒力作用为10s.求物体在15s内的位移和15s末的速度大小与方向.
想一想：
6s初运动是否
类似平抛运动？
四、类平抛运动
1.受力特点：
物体所受合力为恒力，且与初速度的方向垂直
2.运动特点：
在初速度v0方向做匀速直线运动，在合外力方向做初速度为零的匀加速直线运动
3.类平抛运动的研究方法：
将类平抛运动分解为：
b
L
P
Q
θ
v0
例：光滑斜面长为L，宽为b，倾角为θ，一小球沿斜面左上方顶点P水平射入，恰好从右下方顶点Q离开斜面，求入射的初速度？