物理人教版（2019）必修第二册5.4 抛体运动的规律（共39张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）必修第二册5.4 抛体运动的规律（共39张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 53.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-12-27 16:05:51 | ||
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文档简介
(共39张PPT)
第五章
人教版 高中物理必修一
第4节 抛体运动的规律
平抛运动的位移
02
平抛运动的速度
01
平抛运动的推论
03
总结提升
05
一般的抛体运动
04
世界女排联赛总决赛：中国——意大利
课堂引入
思考：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？如何估算球落地时速度大小？
课堂引入
平抛运动可分解为
如何处理平抛运动
思路：化曲为直
方法：运动的分解
竖直方向的自由落体运动.
水平方向的匀速直线运动.
方法与思路
那么，该如何求平抛运动的速度呢？
平抛运动的速度
PART 01
如图：一物体以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，经过时间t运动到P点，求此时P的速度？
第一步：建立直角坐系标
以抛出点为原点，以初速度v0作为x的方向，竖直方向为y轴方向。
第二步：将速度沿x轴方向和y轴方向分解。
θ
vx
vy
v
O
x
y
v0
P (x,y)
提出问题
01
第三步：根据矢量法则，求出速度大小以及方向
水平方向：匀速直线运动
竖直方向：自由落体运动
速
度
大小：
方向：
θ
vx
vy
v
O
x
y
v0
P (x,y)
合成与分解
02
θ叫速度偏转角
规律：平抛运动任意相等时间 Δt 内的速度变化量相同。
Δv = gΔt
方向恒为竖直向下
B
O
x
y
Δt
v0
v1
A
v2
v3
Δt
C
O
x
y
Δv
v0
v1
v2
v3
Δv
vy1
vy3
vy2
Δv
平抛规律
03
【例题1】将一个物体以10 m/s的速度从10 m的高度水平抛出，落地时它的速度方向与水平地面的夹角θ是多少？不计空气阻力，g取10 m/s2。
【分析】物体的水平分速度已知，竖直分速度可以由自由落体运动的高度求出。两者相比，即可求得tanθ，进而求出夹角θ。
【解析】以抛出时物体的位置O为原点，建立平面直角坐标系。x轴沿初速度方向，y轴竖直向下。
课本例题
04
落地时，物体在水平方向的分速度
落地时，物体在竖直方向的分速度：
由此解出
查表得：
物体落地时速度与水平地面的夹角θ是55°
课本例题
04
平抛运动的位移又该如何处理呢？
平抛运动的位移
PART 02
4.位移的方向：
2.平抛运动在竖直方向分位移：
1.平抛运动在水平方向分位移：
3.合位移:
l
O
x
y
P (x,y)
B
A
v0
ɑ
ɑ叫位移偏转角
平抛运动的位移
01
3.结论：平抛运动的轨迹是一条抛物线。
1.水平方向：匀速直线运动
2.竖直方向：自由落体运动
消去 t 得：
B
A
平抛运动的轨迹
02
【例题2】 如图，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无 人机以 v0 ＝ 2 m/s 的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离 h ＝ 20 m，空气阻力忽略不计，g 取 10 m/s2 。
（1）求小球下落的时间。
（2）求小球释放点与落地点之间的水平距离。
【解析】（1）以小球从无人机释放时的位置为原点O建立平面直角坐标系,x 轴沿初速度方向，y轴竖直向下。
课本例题
03
（1）设小球的落地点为P， 下落的时间为t，则满足
所以小球落地的时间
（2）因此，小球落地点与释放点之间的水平距离
课本例题
03
平抛运动还有其他规律吗？
【解析】
平抛运动的推论
PART 03
1.运动时间：由 ，得 ，即物体在空中的飞行时间仅取决于下落的高度，与初速度v0无关。
2.落地的水平距离：由 , 得 ，即落地的水平距离与初速度v0和下落高度h有关，与其他因素无关。
3.落地速度: ，即落地速 度也只与
初速度v0和下落高度h有关。
平抛运动的推论
01
4.做平抛（或类平抛）运动的物体，设其位移偏向角为α，速度偏向角为θ，则在任意时刻、任意位置有tanθ=2tanα。
证明：
（θ≠2α）
得：
α
vx
vy
v
O
x
y
v0
P (x,y)
平抛运动的推论
02
5.做平抛（或类平抛）运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，如图。
证明：
O
y
B
x
A
P (x,y)
v0
l
θ
α
vx
α
v
vy
O′
α
θ
θ
平抛运动的推论
03
与斜面相关的平抛运动
04
如果抛出物体的速度方向不是水平的，该如何处理？
一般的抛体运动
PART 04
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，这种抛体运动叫斜抛运动。
斜抛运动
01
3.速度变化特点：由于斜抛运动的加速度为定值，因此，在相等的时间内速度变化量的大小相等，方向均竖直向下，Δv＝gΔt。
2.初速度特点：以斜上抛运动为例，把斜向上方的初速度分解到水平方向和竖直方向，如图所示，水平方向以vx=v0cosθ 做匀速直线运动；竖直方向以v0sinθ为初速度做竖直上抛运动。
1.受力特点：在水平方向不受力，加速度为0；在竖直方向只受重力，加速度为g。
斜抛运动的特点
02
4.对称性特点(斜上抛)
（2）时间对称：关于过轨迹最高点的竖直线对称的曲线上升时间等于下降时间，这是由竖直上抛运动的对称性决定的。
（1）速度对称：轨迹上关于过轨迹最高点的竖直线对称的两点速度大小相等，水平方向速度相同，竖直方向速度等大反向。
（3）轨迹对称：其运动轨迹关于过最高点的竖直线对称。
斜抛运动的特点
02
位移:x=voxt= v0tcosθ
位移:
速度:vy=v0y-gt=v0sin θ-gt
速度:vx=v0x=v0cosθ
匀速直线运动
竖直上抛运动
X轴:
Y轴:
v0y
v0
x
v0x
y
0
v
vx
vy
合速度大小:
合速度方向:
合位移大小:
s
y
x
合位移方向:
分
解
斜抛运动的规律
03
1.从抛出点到最高点时间t（vy=0）
2.从抛出点回落到等高点时间T（对称性分析）
斜抛运动的结论
04
由v=v0+at得
3.上升最大高度（射高）H
由v2-v02=2ax得
4.水平方向的位移（射程）
即θ=45°时x最大
斜抛运动的结论
04
总结提升
PART 05
课堂小结
平抛的速度
01
03
02
04
一般的抛体运动
平抛的规律
平抛的位移
vx=v0cos
vy=v0sin - gt
做平抛（或类平抛）运动的物体，设其位移偏向角为α，速度偏向角为θ，则在任意时刻、任意位置有tanθ=2tanα。
总结提升
PART 05
【练习1】如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球（视为质点），某次乒乓球与墙壁上的P点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的Q点。取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。若球拍与水平方向的夹角为450，乒乓球落到球拍前瞬间的速度大小为4m/s，则P、Q两点的高度差为（ ）
A．0.1m B．0.2m
C．0.4m D．0.8m
【参考答案】C
课堂练习
【练习2】（2022·江苏·高一开学考试）如图所示，在竖直平面内固定一半圆形轨道，O为圆心，AB为水平直径。 有一小球从A点以不同的初速度向右水平抛出，不计空气阻力，则小球（ ）
A．初速度越大，运动时间越长
B．初速度不同，运动时间一定不同
C．落到轨道的瞬间，速度方向可能沿半径方向
D．落到轨道的瞬间，速度方向的反向延长线与水平直径的交点在O点的左侧
【参考答案】D
课堂练习
【练习3】（2022·四川省资中县第二中学高一阶段练习）(多选)如图，一小球从半径为R的固定半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动（小球可视为质点），飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点。O为半圆轨道圆心，OB与水平方向夹角为60°，重力加速度为g，关于小球的运动，以下说法正确的是（ ）
A．小球自抛出至B点的水平射程为
B．抛出点与B点的距离为2R
C．小球抛出时的初速度为
D．小球自抛出至B点的过程中速度变化量为
【参考答案】AD
课堂练习
【练习4】中国的面食文化博大精深，种类繁多。其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面一手拿刀，直接将面削到开水锅里，如图所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，将削出的小面圈的运动视为平抛运动。且小面圈都落入锅中，重力加速度为g。则下列关于所有小面圈在空中运动的描述正确的是（ ）
A．速度的变化量都不相同
B．运动的时间都不相同
C．落入锅中时，最大速度是最小速度的3倍
D．初速度v0越大，落入锅中时速度与水平面之间的夹角越小
【参考答案】D
课堂练习
【练习5】（2022·陕西·延安市第一中学高一）(多选)如图所示，在一次空地演习中，距离水平地面高度为H的飞机以水平速度v1发射一枚炮弹欲轰炸地面目标P，反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截。设拦截系统与飞机的水平距离为s，若拦截成功，下列说法正确的是（ ）
A．两者相遇时间
B．两者相遇时间
C．两者速度关系满足
D．两者速度关系满足
【参考答案】BD
课堂练习
【练习6】（2022·安徽池州·高一期中）(多选)从倾角为θ的斜面上A、B位置分别以水平速度v1、v2平抛两个小球，两个小球恰好都落在斜面上C点，如图所示。已知v1=2v2，则下列说法正确的是（ ）
A．两小球在空中运动时间之比为2：1
B．两小球水平位移之比2：1
C．两小球落到C点时的速度大小之比为4：1
D．两球落到C点时速度方向相同
【参考答案】AD
课堂练习
【练习7】（2022·山东·滕州市第一中学新校高一期中）（多选）一足够大且光滑的矩形斜面，倾角为θ，高为h，现有一小球在A处沿平行于底边的初速度v0滑上斜面，最后从B处离开斜面。已知重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．小球的运动轨迹为抛物线
B．小球的加速度为gsinθ
C．小球从A处到达B处所用的时间为
D．小球从A处到达B处的位移为
【参考答案】ABC
课堂练习
【练习8】（2022·陕西·蒲城县蒲城中学高一期末）在视频网站上流传着一段名字叫“牛人超强篮球技巧秀，高塔投球完爆NBA球星”的视频，在这个视频中“牛人”站在高度约为37m的高塔上，篮筐离高塔的水平距离约为45m，篮筐离地面距离为3m，“牛人”高为1m。那么这个人要以多大的水平速度投出篮球才能刚好命中？（g取10m/s2， ,不计空气阻力，结果保留整数）
课堂练习
【参考答案】17m/s
第五章
人教版 高中物理必修一
第4节 抛体运动的规律
平抛运动的位移
02
平抛运动的速度
01
平抛运动的推论
03
总结提升
05
一般的抛体运动
04
世界女排联赛总决赛：中国——意大利
课堂引入
思考：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？如何估算球落地时速度大小？
课堂引入
平抛运动可分解为
如何处理平抛运动
思路：化曲为直
方法：运动的分解
竖直方向的自由落体运动.
水平方向的匀速直线运动.
方法与思路
那么，该如何求平抛运动的速度呢？
平抛运动的速度
PART 01
如图：一物体以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，经过时间t运动到P点，求此时P的速度？
第一步：建立直角坐系标
以抛出点为原点，以初速度v0作为x的方向，竖直方向为y轴方向。
第二步：将速度沿x轴方向和y轴方向分解。
θ
vx
vy
v
O
x
y
v0
P (x,y)
提出问题
01
第三步：根据矢量法则，求出速度大小以及方向
水平方向：匀速直线运动
竖直方向：自由落体运动
速
度
大小：
方向：
θ
vx
vy
v
O
x
y
v0
P (x,y)
合成与分解
02
θ叫速度偏转角
规律：平抛运动任意相等时间 Δt 内的速度变化量相同。
Δv = gΔt
方向恒为竖直向下
B
O
x
y
Δt
v0
v1
A
v2
v3
Δt
C
O
x
y
Δv
v0
v1
v2
v3
Δv
vy1
vy3
vy2
Δv
平抛规律
03
【例题1】将一个物体以10 m/s的速度从10 m的高度水平抛出，落地时它的速度方向与水平地面的夹角θ是多少？不计空气阻力，g取10 m/s2。
【分析】物体的水平分速度已知，竖直分速度可以由自由落体运动的高度求出。两者相比，即可求得tanθ，进而求出夹角θ。
【解析】以抛出时物体的位置O为原点，建立平面直角坐标系。x轴沿初速度方向，y轴竖直向下。
课本例题
04
落地时，物体在水平方向的分速度
落地时，物体在竖直方向的分速度：
由此解出
查表得：
物体落地时速度与水平地面的夹角θ是55°
课本例题
04
平抛运动的位移又该如何处理呢？
平抛运动的位移
PART 02
4.位移的方向：
2.平抛运动在竖直方向分位移：
1.平抛运动在水平方向分位移：
3.合位移:
l
O
x
y
P (x,y)
B
A
v0
ɑ
ɑ叫位移偏转角
平抛运动的位移
01
3.结论：平抛运动的轨迹是一条抛物线。
1.水平方向：匀速直线运动
2.竖直方向：自由落体运动
消去 t 得：
B
A
平抛运动的轨迹
02
【例题2】 如图，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无 人机以 v0 ＝ 2 m/s 的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离 h ＝ 20 m，空气阻力忽略不计，g 取 10 m/s2 。
（1）求小球下落的时间。
（2）求小球释放点与落地点之间的水平距离。
【解析】（1）以小球从无人机释放时的位置为原点O建立平面直角坐标系,x 轴沿初速度方向，y轴竖直向下。
课本例题
03
（1）设小球的落地点为P， 下落的时间为t，则满足
所以小球落地的时间
（2）因此，小球落地点与释放点之间的水平距离
课本例题
03
平抛运动还有其他规律吗？
【解析】
平抛运动的推论
PART 03
1.运动时间：由 ，得 ，即物体在空中的飞行时间仅取决于下落的高度，与初速度v0无关。
2.落地的水平距离：由 , 得 ，即落地的水平距离与初速度v0和下落高度h有关，与其他因素无关。
3.落地速度: ，即落地速 度也只与
初速度v0和下落高度h有关。
平抛运动的推论
01
4.做平抛（或类平抛）运动的物体，设其位移偏向角为α，速度偏向角为θ，则在任意时刻、任意位置有tanθ=2tanα。
证明：
（θ≠2α）
得：
α
vx
vy
v
O
x
y
v0
P (x,y)
平抛运动的推论
02
5.做平抛（或类平抛）运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，如图。
证明：
O
y
B
x
A
P (x,y)
v0
l
θ
α
vx
α
v
vy
O′
α
θ
θ
平抛运动的推论
03
与斜面相关的平抛运动
04
如果抛出物体的速度方向不是水平的，该如何处理？
一般的抛体运动
PART 04
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，这种抛体运动叫斜抛运动。
斜抛运动
01
3.速度变化特点：由于斜抛运动的加速度为定值，因此，在相等的时间内速度变化量的大小相等，方向均竖直向下，Δv＝gΔt。
2.初速度特点：以斜上抛运动为例，把斜向上方的初速度分解到水平方向和竖直方向，如图所示，水平方向以vx=v0cosθ 做匀速直线运动；竖直方向以v0sinθ为初速度做竖直上抛运动。
1.受力特点：在水平方向不受力，加速度为0；在竖直方向只受重力，加速度为g。
斜抛运动的特点
02
4.对称性特点(斜上抛)
（2）时间对称：关于过轨迹最高点的竖直线对称的曲线上升时间等于下降时间，这是由竖直上抛运动的对称性决定的。
（1）速度对称：轨迹上关于过轨迹最高点的竖直线对称的两点速度大小相等，水平方向速度相同，竖直方向速度等大反向。
（3）轨迹对称：其运动轨迹关于过最高点的竖直线对称。
斜抛运动的特点
02
位移:x=voxt= v0tcosθ
位移:
速度:vy=v0y-gt=v0sin θ-gt
速度:vx=v0x=v0cosθ
匀速直线运动
竖直上抛运动
X轴:
Y轴:
v0y
v0
x
v0x
y
0
v
vx
vy
合速度大小:
合速度方向:
合位移大小:
s
y
x
合位移方向:
分
解
斜抛运动的规律
03
1.从抛出点到最高点时间t（vy=0）
2.从抛出点回落到等高点时间T（对称性分析）
斜抛运动的结论
04
由v=v0+at得
3.上升最大高度（射高）H
由v2-v02=2ax得
4.水平方向的位移（射程）
即θ=45°时x最大
斜抛运动的结论
04
总结提升
PART 05
课堂小结
平抛的速度
01
03
02
04
一般的抛体运动
平抛的规律
平抛的位移
vx=v0cos
vy=v0sin - gt
做平抛（或类平抛）运动的物体，设其位移偏向角为α，速度偏向角为θ，则在任意时刻、任意位置有tanθ=2tanα。
总结提升
PART 05
【练习1】如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球（视为质点），某次乒乓球与墙壁上的P点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的Q点。取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。若球拍与水平方向的夹角为450，乒乓球落到球拍前瞬间的速度大小为4m/s，则P、Q两点的高度差为（ ）
A．0.1m B．0.2m
C．0.4m D．0.8m
【参考答案】C
课堂练习
【练习2】（2022·江苏·高一开学考试）如图所示，在竖直平面内固定一半圆形轨道，O为圆心，AB为水平直径。 有一小球从A点以不同的初速度向右水平抛出，不计空气阻力，则小球（ ）
A．初速度越大，运动时间越长
B．初速度不同，运动时间一定不同
C．落到轨道的瞬间，速度方向可能沿半径方向
D．落到轨道的瞬间，速度方向的反向延长线与水平直径的交点在O点的左侧
【参考答案】D
课堂练习
【练习3】（2022·四川省资中县第二中学高一阶段练习）(多选)如图，一小球从半径为R的固定半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动（小球可视为质点），飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点。O为半圆轨道圆心，OB与水平方向夹角为60°，重力加速度为g，关于小球的运动，以下说法正确的是（ ）
A．小球自抛出至B点的水平射程为
B．抛出点与B点的距离为2R
C．小球抛出时的初速度为
D．小球自抛出至B点的过程中速度变化量为
【参考答案】AD
课堂练习
【练习4】中国的面食文化博大精深，种类繁多。其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面一手拿刀，直接将面削到开水锅里，如图所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，将削出的小面圈的运动视为平抛运动。且小面圈都落入锅中，重力加速度为g。则下列关于所有小面圈在空中运动的描述正确的是（ ）
A．速度的变化量都不相同
B．运动的时间都不相同
C．落入锅中时，最大速度是最小速度的3倍
D．初速度v0越大，落入锅中时速度与水平面之间的夹角越小
【参考答案】D
课堂练习
【练习5】（2022·陕西·延安市第一中学高一）(多选)如图所示，在一次空地演习中，距离水平地面高度为H的飞机以水平速度v1发射一枚炮弹欲轰炸地面目标P，反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截。设拦截系统与飞机的水平距离为s，若拦截成功，下列说法正确的是（ ）
A．两者相遇时间
B．两者相遇时间
C．两者速度关系满足
D．两者速度关系满足
【参考答案】BD
课堂练习
【练习6】（2022·安徽池州·高一期中）(多选)从倾角为θ的斜面上A、B位置分别以水平速度v1、v2平抛两个小球，两个小球恰好都落在斜面上C点，如图所示。已知v1=2v2，则下列说法正确的是（ ）
A．两小球在空中运动时间之比为2：1
B．两小球水平位移之比2：1
C．两小球落到C点时的速度大小之比为4：1
D．两球落到C点时速度方向相同
【参考答案】AD
课堂练习
【练习7】（2022·山东·滕州市第一中学新校高一期中）（多选）一足够大且光滑的矩形斜面，倾角为θ，高为h，现有一小球在A处沿平行于底边的初速度v0滑上斜面，最后从B处离开斜面。已知重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．小球的运动轨迹为抛物线
B．小球的加速度为gsinθ
C．小球从A处到达B处所用的时间为
D．小球从A处到达B处的位移为
【参考答案】ABC
课堂练习
【练习8】（2022·陕西·蒲城县蒲城中学高一期末）在视频网站上流传着一段名字叫“牛人超强篮球技巧秀，高塔投球完爆NBA球星”的视频，在这个视频中“牛人”站在高度约为37m的高塔上，篮筐离高塔的水平距离约为45m，篮筐离地面距离为3m，“牛人”高为1m。那么这个人要以多大的水平速度投出篮球才能刚好命中？（g取10m/s2， ,不计空气阻力，结果保留整数）
课堂练习
【参考答案】17m/s