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第五章 抛体运动
5.4 抛体运动的规律
姚明投出的篮球
赛场上扔出的铅球
抛体运动
1
问题:
以上运动具有哪些共同点
(1)具有一定的初速度
(2)忽略空气阻力,只受重力的作用
(3)运动轨迹是曲线
抛体运动:
以一定的初速度将物体抛出,在只受重力的情况下,物体所做的运动.
抛体运动
1
x
y
结论:
平抛运动任意相等时间内水平位移相等,
从抛出点开始竖直位移比为1:3:5:7 ……
1
3
5
平抛运动的规律
2
v
C
O
x
y
t
θ
vx
vy
一、平抛运动的速度
v0
vx = v0
vy = gt
速度方向
合速度
水平分速度
竖直分速度
平抛运动的规律
2
例1. 将一个物体以l0 m/s的速度从10m的高度水平抛出,落地时它的速度方向与地面的夹角θ是多少(不计空气阻力,取g=10m/s2)
y
x
拓展:求落地瞬间的速度、水平位移。
平抛运动的规律
2
C
O
x
y
t
v0
x = v0t
位移方向
α
x
y
二、平抛运动的位移
合位移
水平分位移
竖直分位移
轨迹方程
x = v0t
平抛运动的规律
2
v0
x
y
s
vx
v
vy
d
合位移:
方向: 位移偏向角
合速度
方向 : 速度偏向角
两个有用的推论
tanθ=2tanα
两个重要的三角形
平抛运动的规律
2
例2. 从某一高度水平抛出一物体,它着地时速度是50 m/s,方向与水平方向成53°。取g=10 m/s2,cos 53°=0.6,sin 53°=0.8。求:
(1)抛出点的高度和水平射程;
(2)抛出后3 s末的速度;
(3)抛出后3 s内的位移.
平抛运动的规律
2
图3为一人正在练投掷飞镖,请思考:(不计空气阻力)
(1)飞镖掷出后,其加速度的大小和方向是否变化?
答案 加速度为重力加速度g,大小和方向均不变.
图3
(2)飞镖的运动是什么性质的运动?
答案 匀变速曲线运动.
三、对平抛运动的理解
平抛运动的规律
2
1.平抛运动的特点
(1)做平抛运动的物体水平方向不受力,做匀速直线运动;竖直方向只受重力,做自由落体运动;其合运动为匀变速曲线运动,其轨迹为抛物线.
(2)平抛运动的速度方向沿轨迹的切线方向,速度大小、方向不断变化.
图4
2.平抛运动的速度变化
如图4所示,由Δv=gΔt知,任意两个相等的时间间隔内速度的变化量相同,方向竖直向下.
平抛运动的规律
2
例3. 做平抛运动的物体,每秒钟速度增量( )
A.大小相等,方向相同
B.大小不等,方向相同
C.大小相等,方向不同
D.大小不等,方向不同
A
Δv
Δvx
Δvy
矢量
= 0 ∵匀速直线
= gt ∵自由落体
v0
v1
v2
v3
平抛运动的规律
2
1.斜抛运动的性质:斜抛运动是加速度恒为重力加速度g的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线.
2.斜抛运动的基本规律(以斜上抛为例说明,如图8所示)
斜上抛运动可以看成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动的合运动.
(1)速度公式:vx=v0x=v0cos θ
vy=v0y-gt=v0sin θ-gt
图8
斜抛运动
4
(2)位移公式:x=v0cos θ·t
斜抛运动
3
例4 如图9所示,从水平地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N两点,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的加速度大
B.B的飞行时间比A的飞行时间长
C.B落地时的速度比A落地时的速度大
D.B在最高点的速度与A在最高点的速度相等
√
斜抛运动
3