鲁教版高中物理必修2第3章第2节竖直方向上的抛体运动备课参考:教案+课件+知识探讨+同步测试题(8份)

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名称 鲁教版高中物理必修2第3章第2节竖直方向上的抛体运动备课参考:教案+课件+知识探讨+同步测试题(8份)
格式 zip
文件大小 1.8MB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 物理
更新时间 2015-02-01 06:11:54

文档简介

竖直向上的抛体运动
1.竖直上抛运动可以看成向上的匀速直线运动和向下的自由落体运动的合运动,那么( )
A.当这两个分运动的合位移为零时,物体达到最高点;
B.当这两个分运动的合速度为零时,物体落回抛出点;
C.当向上的匀速直线运动的速率大于向下的自由落体运动的速率时,物体向上运动;
D.当向上的匀速直线运动的速率小于向下的自由落体运动的速率时,物体在抛出点之下。
2.质点以初速度v0做竖直上抛运动,下列对该运动的判断正确的是( )
A.竖直上抛运动是向上的匀减速运动和自由落体运动的合运动。
B.当v0tC.当v0t >gt2/2时,物体一定向下运动。
D.当v0t =gt2/2时, 物体上升到最高点。
3.将一个小球以初速度v从地面竖直上抛后,经4s小球离地面高度为6m,若要使小球抛出后经两秒到达相同高度,则初速度为
A.小于v/2 B.大于v C.大于v/2 D.小于v
4.从地面竖直上抛一物体A,同时在离地面某一高度处有另一物体B自由下落,两物体在空中同时到达同一高度时速率都是v,则
A.物体A上抛的初速度和物体B的末速度都是2v
B.A与B在空中运动时间相等
C.A能上升的高度和B开始下落时的高度相同
D.两物体在空中同时到达同一高度处一定是B物体开始下落时高度的中点
5.甲物体从离地面H高空自由落下,而乙物体在地面以初速度v0同时向上抛出,两物体在离地面3H/4处相遇,如果v0为已知量,则
A.从自由下落到相遇,经过的时间为t=v0/2g
B.乙物体上升到最高点时,甲物体正好落到地面
C.相遇时,甲乙两物体的速度大小相等,均为v0/2
D.乙上升的最大高度就是H,且H=v02/2g,而甲物体落地时的速度大小为v0
6.某同学身高1.8m,在运动会上他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8m高度的横杆.据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(g=10m/s2)
A.2 m/s B.4 m/s C.6 m/s D.8 m/s
7.一物体自空中的A点以一定的初速度向上抛出,1s后物体的速率变为10m/s,则此时物体的位置和速度方向可能是(不计空气阻力,g=10m/s2)
A.A点上方,速度方向向下 B.在A点下方,速度方向向下
C.正在A点,速度方向向下 D.在A点上方,速度方向向上
8.一个小孩在蹦床上做游戏,他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度.小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中,他的运动速度随时间变化的图象如图所示,图中oa段和cd段为直线.则根据此图象可知,小孩和蹦床相接触的时间为:
A. t2~t4 B. t1~t4 C. t1~t5 D. t2~t5
9.从地面上竖直上抛一物体,在抛出的第4s内位移大小为3m,那么物体上升的最大高度为______m。(不计空气阻力,g=10m/s2)
10.在空中某点竖直上抛物体经8s落地,其υ-t图像如图所示,抛出后经_______s到达最大高度,最高点离地面高度是_________m,抛出点的高度是________m.
11.一宇宙空间探测器,从某星球表面垂直升高,发动机提供恒力,M=1500kg,发动机开动一段时间后关闭,根据如图的v-t图线,求:(1)分析探测器运动情况(2)上升的最大高度(3)该星球表面的g值
12. 把一个小球以30m/s的速度从地面竖直向上抛出。隔一秒时间,再从同一处竖直向上抛出另一个小球。两只小球相遇的高度离抛出点40m。求第二个小球抛出时的初速度。空气阻力不计。()
13. 在一架电梯内,用绳子将一只小球悬挂在顶板上,小球离底板高为,使电梯从静止开始,以加速度竖直向上运动,在电梯运动过程中,悬挂小球的绳突然断掉。求(1)小球落到底板所需要的时间是多少? (2)若是在电梯运动1s后断开的,那么在小球落向底板的时间内,从地面上的人看来,小球是怎样运动的?位移是多少?
14.子弹从枪口射出速度大小是30m/s,某人每隔1s竖直向上开一枪,假设子弹在升降过程中都不相碰,试求(1)空中最多能有几颗子弹? (2)设在时将第一颗子弹射出,在哪些时刻它和以后射出的子弹在空中相遇而过?(3)这些子弹在距原处多高的地方与第一颗子弹相遇?(不计空气阻力,g取)
15.杂技演员用五个彩球表演抛球技巧,即将小球逐个上抛,运动过程中的任一时刻,总有四个小球在空中,每当一个小球落回手中时,手中的另一球同时上抛,每个小球能达到的最大高度都为80cm,相邻两球抛出的时间间隔恒定,上升的球与下落的球可看成沿两条平行的竖直线运动。按抛出的先后为序,求:①.相邻两小球抛出的时间间隔是多少? ②.当第一个小球恰好落回掌心,第五个小球同时抛出的时刻,第四个小球距抛出点的高度为多少?第二个小球的速度?
参考答案
选择题
1
2
3
4
C
B
CD
AC
5
6
7
8
ABCD
B
C
D
二、填空题
9.72.2或51.2 提示:位移大小为3m,方向有两种可能。
10.3;125;80
11.(1)先匀加速上升,后匀减速上升
最后匀加速下落
(2)800
(3)4m/s2
12.45或28.3
13.(1)0.5s (2)3.75m
14.(1)6颗 (2)第一颗子弹在空中运动分别与第三颗子弹、第四颗子弹、第五颗子弹、第六颗子弹在空中相遇。
(3)
15. 解:如图所示:第一个小球恰好落回掌心,第五个小球同时抛出的时刻的各球位置
①小球抛出的初速度:
小球在空中运动的时间:
从第一个小球抛出到第五个小球抛出共经历了4个时间间隔,所以抛球的时间间隔为
②第四个小球距抛出点的高度:
第二个小球的速度:
方向竖直向下
3.2 竖直方向上的抛体运动 同步测试
1.作自由落体运动的物体,通过前一半路程和后一半路程所用时间之比是  [    ]
A.2∶1
2.一物体以足够大的初速度做竖直上抛运动,在上升过程中最后1s初的瞬时速度的大小和最后1s内的位移大小分别为       [    ]
A.10m/s,10m B.10m/s,5m C.5m/s,5m D.由于不知道v0的大小,无法计算
3.以加速度a匀加速上升的气球上,突然掉出一个沙袋,在沙袋离开气球的瞬间,沙袋的初速度和加速度的方向为               [    ]
A.初速度向上,加速度向上 B.初速度向上,加速度向下
C.初速度为零,加速度向下
D.初速度向上,加速度方向应由气球上升的加速度a与重力加速度g的大小决定
4.将一物体以某一初速度竖直上抛,在图2-14中能正确表示物体在整个运动过程中的速率v与时间t的关系的图像是 [    ]
5.一个物体向上竖直抛出,如果在上升阶段和下降阶段所受的空气阻力数值相等,那么在图2-15中能够正确反映它的速度变化(以向上方向为正方向)的是      [    ]
6.一小球从竖直的厘米刻度尺零点处自由落下(图2-16),如给此小球拍照,发现底片上留有从第n1到第n2刻度的痕迹,则小球从刻度n1到n2的时间为____.
则物体从下落到着地的时间为____.
8.竖直上抛物体在上升阶段的最后三个连续相等的时间内通过的位移之比为____.
9.从离地高度为h处有自由下落的甲物体,同时在它正下方的地面上有乙物体以初速度v0竖直上抛,要使两物体在空中相碰,则作竖直上抛物体的初速度的取值应为____(不计空气阻力,两物体均看作质点).若要乙物体在下落过程中与甲物体相碰,即v0取值为____.
10.一小球从塔顶竖直上抛,它经过抛出点之上0.4m时的速度为3m/s,则它经过抛出点之下0.4m时的速度为____(不计空气阻力,取g=10m/s2).
11.某人在高层楼房的阳台外侧上以20m/s的速度竖直向上抛出一个石块,石块运动到离抛出点15m处所经历的时间可以是多少(空气阻力不计,g取10m/s2).
12.小球从高h0=120m处自由下落,着地后跳起,又落下.每与地
(2)求小球下落到停止的总时间和总路程(g取10m/s2).
参考答案
1.D. 2. B. 3.B. 4.B. 5.B.
8.5∶3∶1. 10.5m/s.
12.(1)图略;(2)15s,200m.
竖直方向上的抛体运动 同步练习
一、选择题
1.在竖直上抛运动中,当物体达到最高点时
A.速度为零,加速度也为零
B.速度为零,加速度不为零
C.加速度为零,有向下的速度
D.有向下的速度和加速度
答案:B
2.做自由落体、竖直上抛和竖直下抛运动的物体,它们在相同的时间内速度的变化
A.大小相等,方向相同
B.大小相等,方向不同
C.大小不等,方向相同
D.大小不等,方向不同
答案:A
3.甲乙两物体分别从距地面10 m和20 m高处以相同的速度同时竖直上抛,不计空气阻力,下面描述正确的是
A.落地时甲的速度是乙的1/2
B.落地的时间甲是乙的2倍
C.下落1 s时甲乙速度相同
D.甲乙两物体在最后1 s内下落的高度相等
答案:C
4.从地面竖直上抛一物体,设竖直向上为正方向,他在整个过程中的v-t图象应为下列 哪个
答案:A
5.以速度v0竖直上抛一石块,1 s后从同一地点以同样速率竖直上抛第二块石块,两石块在空中相遇时
A.两石块的位移相同
B.两石块的速度相同
C.两石块的路程相同
D.两石块的加速度相同
答案:AD
6.从地面竖直上抛一物体M,同时在某一高度H处另一物体m开始自由下落.两物体在空中相遇时速率都是v.则下列说法正确的是
A.物体M上抛时的初速度大小和物体m落地时的速度大小都是2v
B.物体M和物体m由抛出到落地经历的时间相等
C.物体M能上升的最大高度和物体m开始下落的高度相等
D.当两物体达到同一高度时,物体m下落了H/4
答案:ACD
7.在20 m高处,以初速度15 m/s竖直上抛一物体,不计空气阻力,则物体离抛出点10 m时,所经历的时间可能是
A.1 s B.2 s
C.3 s D.4 s
答案:AB
二、非选择题
8.从地面以30 m/s的初速度竖直上抛一个小球,小球上升的最大高度为_______,开始4 s内的位移是_______,路程为_______.
答案:45 m 40 m 50 m
9.一氢气球以加速度a=2 m/s2,由静止开始匀加速上升至100 m时,从中掉下一小物体的速度是_______ m/s,加速度是_______ m/s2,经_______s落地.
答案:20 10 2+2
10.从某点以40 m/s的速度同时竖直向上和竖直向下各抛一物体,求:经过2 s和3 s时两物体的距离.
答案:160 m 240 m
教学
课题
竖直方向上的抛体运动
学习任务分析
本课题是在学习了匀变速直线运动、自由落体运动和运动的合成与分解的基础上,探索和研究竖直方向上的抛体运动。这不仅有利于学生对匀变速直线运动、自由落体运动和运动的合成与分解的综合和深化理解,而且有助于培养学生分析问题和解决问题的能力。竖直方向上的抛体运动是学生生活中中比较熟悉的现象,因此教学时尽量从学生学习和生活中寻找例子,教学过程中多安排学生动手实验的机会,让学生有切身的体会,同时也应安排些思考和探讨的话题,引发学生的思考和讨论,加深学生对竖直方向上的抛体运动规律的理解。
重点难点分析
重点:使学生掌握竖直方向上的抛运动的特征和规律,在分析匀变速直线运动的基础上,掌握竖直上抛运动中物体运动时间、位移和速度等物理量的计算。
难点:在竖直上抛运动的运算过程中,将上升和下落两个过程看成一个统一的匀变速直线运动,学生不易接受。
学情分析
1.学生已经学完匀变速直线运动、自由落体运动和运动的合成与分解,对物体运动的研究有一定的基础知识。通过本节课的学习,帮助学生在一个新的、实际的应用场景,深入理解知识,同时把运动的理论知识与实际相联系。
2.本节课的知识来源于生活中的大量事例,但学生对竖直方向上的抛体运动的了解较多地停留在前概念的基础上,通过本节的学习让学生对竖直方向上的抛体运动有科学的认识,并掌握科学抽象和分段分析物理现象的一般方法。
教学
目标
知 识
与技能
1.了解什么是竖直下抛(上抛)运动;
2.掌握竖直下抛(上抛)运动的特征;
3.掌握竖直下抛(上抛)运动的规律;能利用公式计算竖直下抛(上抛)物体的位移、速度及运动时间。
过 程
与方法
1.通过观察物体的上抛,概括竖直下抛(上抛)运动的特征,培养学生的观察、概括能力;通过对竖直上抛运动全过程的分析和计算,培养学生的分析能力和运用数学工具解决物理问题的能力。
2.竖直下抛(上抛)与自由落体运动的研究都是略去空气阻力抽象出的理想化模型,这是物理学研究的重要方法。
情感态度
与价值观
使学生了解物理就在身边,激发学生对科学的兴趣和热情。在学生实验和逐步探究的学习过程中,培养学生细心观察、勤于思考,在相互交流和合作的过程中培养科学精神。
教学媒体运用
1.计算机、数字展台、投影仪。
2.视频录像剪接。
PPT教学演示课件
教 学 程 序 设 计
教学
程序
教 师 活 动
学生活动
教学资源








【视频】1、操场上,学生在竖直向上顶球;
2、建筑工人往上抛砖;
3、杂技抛球。
【引导学生寻找生活中的例子】哪些运动可认为是竖直下抛运动或竖直上抛运动?
学生举例:向下拍球、向上抛球、向上射箭、跳高等等。
播放有关视频
【引导学生做实验1】用橡皮做竖直下抛运动
【引导学生思考】竖直下抛运动与自由落体有什么区别和联系?
学生实验1:用橡皮做竖直下抛运动
观察现象:初速度不为零的加速直线运动。
学生思考:竖直下抛运动有什么特点?
每位学生一组:一块橡皮。
【引导学生做实验2】用橡皮做竖直上抛运动【引导学生思考】竖直上抛运动有什么特点?
学生实验2:用橡皮做竖直下抛运动
观察现象:初速度不为零的减速直线运动。
学生思考:竖直上抛运动有什么特点?
用数字展台摄像头对准橡皮做竖直上抛运动投影到大屏幕。
由以上两个学生实验及对生活中实例的总结引出课题《竖直方向上的抛体运动》
【板书】竖直方向上的抛体运动
























问题提出(竖直下抛运动)
从实验及实例出发,围绕着竖直方向上的抛体运动,引导学生分析、讨论并提出问题。师生共同分析归纳并提出的问题:
1.什么是竖直下抛运动?
2.竖直下抛运动有什么规律?
学生讨论并提出问题:
向上发射火箭是不是抛体运动?为什么?
解决问题1:什么是竖直下抛运动?
引导学生一起分析实验1的现象。
教师引导学生归纳:在忽略空气阻力的情况下,以一定的初速度竖直向下抛出的物体的运动叫做竖直下抛运动。
这是一类典型的初速度不为零的匀加速直线运动,它们的加速度就是重力加速度g。
【板书】在忽略空气阻力的情况下,以一定的初速度竖直向下抛出的物体的运动竖直下抛运动。
要求学生阅读课本关于竖直下抛运动的文字描述。
引导学生分析课本对这运动的定义与实际例子的运情景的联系与区别。
师生共同分析:
1.有竖直向下的初速度v0
2.只受重力作用,空气阻力忽略不计;
3.这是抽象出的理想化模型,是一种科学的研究方法。
解决问题2:竖直下抛运动有什么规律?
问题:竖直下抛运动有什么规律?
师生共同分析:
1、竖直下抛物体的运动可看成是由初速度为v0的匀速直线运动和自由落体运动的合运动。
2、重力加速度g的方向与v0的方向相同,所以,它是一种初速度不为零的匀加速直线运动。匀加速直线运动的速度公式和位移公式均适用于此运动(a=g)。
3、用v-t图象来描述运动。
学生总结:
1、vt=v0+gt
2、
3、
【板书】1、v0=v0-gt
2、
推论:
实际应用(一)
例题:一人站在楼顶向下扔物块。已知物块离开手的速度是2.0m/s,楼高20.0 m。假设物块出手的位置靠近楼顶,不计空气阻力,物块到达地面的速度大小是多少?(取g=10m/s2)
分析:物块离开手后,只受重力作用。重力方向和初速度方向相同,都是竖直向下,物块将做竖直向下的匀加速直线运动。
学生解答:由求时间,再由vt=v0+gt求出到达地面的速度。
另解:由直接求出vt=20.1m/s
反思:这相当于一辆汽车快速行驶时的速度,可见高空抛物危险极大。
问题提出(竖直上抛运动)
指导学生重做实验及重放视频,引导学生分析竖直上抛运动的实例,讨论并提出问题。
1.什么是竖直上抛运动?
2.竖直上抛运动有什么规律?
学生动手实验、讨论观察的现象并提出相应的问题。
解决问题1:什么是竖直上抛运动?
引导学生一起分析实验2的现象。
教师归纳:在忽略空气阻力的情况下,以一定的初速度竖直向上抛出的物体的运动分别叫做竖直上抛运动。
这是一类典型的初速度不为零的匀加速直线运动,它们的加速度就是重力加速度g。
【板书】在忽略空气阻力的情况下,以一定的初速度竖直向上抛出的物体的运动叫做竖直上抛运动。
要求学生阅读课本关于竖直上抛运动的文字描述。
引导学生分析课本对这运动的定义与实际例子的运情景的联系与区别。
师生共同分析:
1.有竖直向上的初速度v0
2.只受重力作用,空气阻力忽略不计;
3.与竖直下抛运动一样,竖直上抛运动也是一种抽象出的理想化的运动模型。
解决问题2:竖直上抛运动有什么规律?
问题:竖直上抛运动有什么规律?
师生共同分析:
对物体竖直上抛运动可以分段分析。
一、上升过程(图3-12)
1、竖直上抛物体的运动可看成是由初速度为v0的匀速直线运动和自由落体运动的合运动。
2、重力加速度g的方向与v0的方向相同,所以,它是一种初速度不为零的匀减速直线运动。匀减速直线运动的速度公式和位移公式均适用于此运动(a=g)。
二、下升过程(图3-13)
从最高点开始,物体做自由落体运动。
三、引导学生对比分析总结:
1、竖直上抛运动的上升过程和下落过程具有对称性。
2、引导学生观察课本P52插图3-15,

判断网球是在上升,还是在下降?
为什么不能判断出???
四、最高点:
物体上升到最高点瞬时速度为零,由速度公式可得v0-gtm=0,所以
将此结果代人
确定物体竖直上抛最大高度
学生总结:
一、上升过程
1、vt=v0-gt
2、
二、下升过程
1、vt=gt
2、
三、运动对称性总结:(相对最高点)让学生结合插图比较分析。
1、时间对称
2、速度对称
学会用图象表示:
实际应用(二)
例题
气球上系一重物,以4m/s的速度自地面匀速上升。当上升到离地面高度h=9m处时,绳子突然断了。问:
(1)重物是否立即下降?重物要经过多长时间才能落到地面?
(2)重物落地时的速度多大?(取g=10m/s2)
分析引导:
(1)分析重物的运动情况:先是随气球匀速上升;接着由于惯性而上抛;至最高点后做自由落体运动。
(2)把物体从离开绳子到落地视为一整体过程,然后利用竖直上抛运动的速度和位移公式直接求解。
特别注意:这时位移为负值,h=-9m
学生解答:
解:(1)绳子突然断时,重物与气球具有相同的速度,由于惯性,重物将继续向上运动,上升一段距离到达最高点后再做自由落体运动。上升过程:
上升时间:=s=0.4s
自9m高处继续上升的最大高度:
hm ==0.8m
重物做自由落体运动的过程:
下降的总高度
H=hm + h=9.8m
由可求得下降的时间
t下=1.4s
重物从绳子断到落地的总时间: t总=1.8s
(2)重物落地时的速度
vt=gt=14m/s
另解:以地面为坐标原点。取竖直向上的方向为正方向,据公式:
vt=v0-gt
其中4m/s,-10m, g=10m/s2
学生小结:
1、竖直上抛运动有什么规律?
2、竖直下抛运动有什么规律?
作业:1.课本P52作业;
2.以组为单位,利用网络资源查阅相关资料,了解实际生活生产中有关竖直方向上的抛体运动的应用,并与其它小组交流学习成果。











  

教学设计点评
1.本节课是基于学生原有知识结构和有关竖直方向上抛体运动的前概念的基础上,通过情景、问题、实验、合作、自主、交流等教学元素,突出学生主体特征,注重探究式学习过程,让学生构建关于竖直(下)上抛运动的新知识并注意知识目标的落实,紧扣课程标准要求,达成预定的三维教学目标。
2.注重创设问题情境,激发疑问,有效导学。课题引入阶段,通过简单器材设计的实验,有效地激发出贯穿本节课的二个问题,这二个问题的分析和解决便构成了整节课的逻辑主线,从而得以有效实施学习。
3.精心设计教学流程,注重全体学生在动手的同时加强动脑,通过科学抽象和类比分析让学生主动学习,自主构建知识体系。
4.鼓励学生应用学过的有关运动的合成和图象法来研究竖直方向上的抛体运动。学生学会从多角度来分析和解决问题的能力,培养思维的灵活性和广度。
5.通过对运动对称性的分析和用统一的方法来研究竖直上抛运动的规律,让学生体验物理的对称美和简洁美,激发学生学习物理学的兴趣。

平抛运动 教案
一.教学目的要求:
平抛特点:初速度方向为水平,只在竖直方向受重力作用,是匀变速运动,其加速度为g; 轨迹是抛物线
平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动,并且这两个运动互不影响
会用平抛运动的规律解答有关问题
二.重点难点:
重点是平抛运动的规律:物体的位置、速度如何随时间变化,轨迹是如何形成的;
平抛运动是怎样分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的?
课型:新课(多媒体课件课)
三.主要教学过程:
引入新课: 猴子的命运
树上的一只猴子看到一个猎人正在用枪口对准它,它想落到地面上逃走。但是就在它刚掉离树枝的瞬间,子弹恰好射出枪口,猴子能逃脱卮运吗(猴子在子弹的射程内,不计阻力)大家想知道猴子的命运,学完本节内容——平抛运动,就会明白了。
复习曲线运动:曲线运动就是运动的轨迹是弯曲的
物体做曲线运动的条件是:物体所受合力跟速度的方向不在同一直线上
问:假设我平端一把步枪,扣动扳机后,子弹就要射出。那射出的子弹回做什么样的运动呢?我们首先可以知道,子弹在刚刚射出的时,会具有一个水平的初速度;如果这子弹在整个运动过程中不受阻碍,必然将落到地上,也就是说这个子弹的初始状态和末了状态我们都已经知道。那这个子弹在中间过程的运动轨迹会是怎样的呢?
我们可以来分析一下:子弹刚出枪口时有一个水平向右的速度,这时它只有受到一个竖直向下的重力的作用,力的方向跟运动方向不在同一直线上,因此,根据我们学过的知识,物体所受合力跟运动方向不在一条直线上,那这个物体就会做曲线运动。
能举出相似的例子吗?( )
入题:这类曲线运动有点特殊:子弹刚射出时具有一个水平的初速度,子弹运动过程中只受重力作用,我们就把这种初速度水平,运动过程中只受重力作用的运动称之为平抛运动。
教学过程设计:
1.平抛物体的运动
平抛运动是一个曲线运动,它的速度的方向在变,大小也在变,这样的运动我们该如何研究?——方法:运动的合成和分解(按子弹的运动效果)(提示可以通过我们第二节学过的运动的合成和分解,我们就把这个平抛运动的速度分解到水平方向和竖直方向,我们分别来看这个平抛运动在水平方向和竖直方向各作什么样的运动)。下面我们来观看多媒体制作的平抛运动和自由落体运动做对比的实验。(先频闪后比照?)
实验介绍:把两个支架轻轻的夹住一个小球,然后在A端再放一个小球,让这两个小球处在同一高度,稳定后,轻轻地敲击一下金属片,之后B球就会做自由落体运动,A球则会做平抛运动,这两个运动有什么联系?(先让学生猜测:哪个小球会先落地?为什么?)
让学生观察这个实验,两次,然后与学生讨论这个观察到的现象跟你们预料的是否一致?可见,很多情况下,我们不能想当然,更多的时候,我们要自己动手做一做。
再让学生仔细观察这个实验中的频闪照片,可以看出:做平抛运动的小球和自由落体的小球在任意时刻下落的高度是一样的,竖直的小球是做自由落体运动,而平抛小球在竖直方向上的运动和它一致,所以也是做的自由落体运动。
再让学生观察小球在水平方向的运动情况:通过观察网格图,我们可以发现:小球在水平方向上在相等时间内通过的距离是相等的,这说明了什么?(学生回答:说明在水平方向上小球是做匀速直线运动)
通过这个观察,请一位同学总结平抛运动的特点。(平抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成。)
可以通过牛顿第二定律来说明:对平抛物体作受力分析,可以看出:平抛运动过程中只受重力作用,水平方向所受合力为0,竖直方向受到一个重力作用,因此水平方向物体做匀速直线运动;竖直方向作自由落体运动。
2.平抛运动的规律
现在我们可以定量的来计算一下平抛运动在运动过程中的运动情况了:如果知道了物体平抛的初速度v0,要问物体经过时间t以后的位置我们就可以这样来确定:这个物体在水平方向做匀速直线运动,所以这个物体在水平方向作匀速直线运动,所以t时间以后,物体在水平方向的位置: Sx=v0t Sy=gt2
S总==
Vx=v0 vy=gt v总=
=
当t=0,刚出手,tg=0 方向为水平向右
(对规律的分析可按位移公式,速度公式这样的顺序来分析,注意带上方向。还可适当加深,如轨迹方程的理解等等)
例题分析:
例一:一个小粉笔头在桌面上被水平弹出后,初速度为5m/s,已知桌面的高度为0.8m,求粉笔头经过多少时间落地?落地时粉笔头的水平位移是多少?
(本题做后说明:粉笔头落地所需时间与水平弹出的初速度无关,只跟桌面的高度有关;弹出的初速度大,只能说明粉笔头的水平位移大)
例二:一架老式飞机在高出地面0.81km的高度以2.5102km/h的速度水平飞行。为了使飞机上投下的炸弹落在指定的目标上,应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹?(空气阻力不计)(1)从水平飞行的飞机上投下的炸弹,做什么运动?为什么?
(2)炸弹的运动可分解为怎样的分运动?
(3)炸弹落地前在水平方向通过的距离与飞机投弹时离目标的水平距离之间有什么关系?简析:炸弹扔出后做平抛运动,其运动过程可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成。(通过多媒体演示让学生观察投弹后炸弹在空中的运动情况:炸弹在落地之前,一直在飞机的正下方)
新课小结
小实验:用尺测出玩具手枪射出枪口时的速度
注意点:1. 实验的原理
2. 必须考虑可行性
可行性的考虑:a. 如何保证让枪口水平?
b. 如何找出子弹的落地点?
其他的让学生自己讨论,找方法,如何改进
最后说明本实验的意义。
例2:一架飞机水平地匀速飞行。从飞机上每隔1秒钟释放一个铁球,先后共释放4个。若不计空气阻力,从地面上观察这4个球,则下列说法是否正确?并说明理由。
(1)在空中任何时刻总是排成抛物线。
(2)在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线。
(3)这4个铁球的落地点是等间距的。
(4)这4个铁球的落地点是不等间距的。
例3:两个年轻的美国人误将树枝上的松鼠当猎物,当意识到它是受保护的小动物时子弹已经飞离枪口。如图所示,松鼠看见猎人正在水平方向对准它,为了逃脱即将来临的厄运,它想让自己自由落到地面上逃走。请问:松鼠的命运将如何?两年轻人是否会受到惩罚?
(三)课堂小结
1.具有水平速度的物体,只受重力作用时,形成平抛运动。
2.平抛运动可分解为水平匀速运动和自由落体运动。平抛位移等于水平位移和竖直位移的矢量和;平抛瞬时速度等于水平速度和竖直速度的矢量和。
3.平抛运动是一种匀变速曲线运动。
4.如果物体受到恒定合外力作用,并且合外力跟初速度垂直,形成类似平抛的匀变速曲线运动,只需把公式中的g换成a,其中a=F合/m。
五、说明
1.平抛运动是学生接触到的第一个曲线运动,弄清其成因是基础,水平初速度的获得是问题的关键,可归纳为两种:
(1)物体被水平加速:水平抛出、水平射出、水平冲击等;
(2)物体与原来水平运动的载体脱离,由于惯性而保持原来的水平速度。
2.平抛运动的位移公式和速度公式中有三个含有时间t,应根据不同的已知条件来求时间。但应明确:平抛运动的时间完全由抛出点到落地点的竖直高度确定(在不高的范围内g恒定),与抛出的速度无关。
课件12张PPT。第三节 竖直方向的抛体运动一.竖直下抛运动——把物体以一定的初速度v0沿竖直方向向下抛出,仅在重力作用下物体所作的运动叫做竖直下抛运动。
1.竖直下抛运动的特点:
①初速度:v0 ≠0,方向向下。
②加速度:g=10 m/s2,方向向下。
③运动方向:竖直向下。
2.比较竖直下抛运动与自由落体运动:
相同点:只受重力作用
不同点:初速度不同【注意符号】
以v0方向为正(即向下为正)
则g取正。4.竖直下抛运动的规律:3.竖直下抛运动的性质:初速度不为0的匀加速直线运动依据:重力加速度的方向与初速度的方向相同5.竖直下抛运动的v-t图象:6.竖直下抛运动可以看成是竖直向下的匀速直线运动与自由
落体运动的合成例1、如图所示,小球A距地面高度为20m,
小球B距地面高度为30m,现将A球由静止
释放,与此同时将B竖直向下抛出。已知
A、B两球恰好同时落地,求B球下抛的初
速度v0。(取 ) 解:A球做自由落体运动,由自由落体运动的公式得: 所以A、B运动时间B球做竖直下抛运动,由竖直下抛运动的位移公式得:又因为 所以二.竖直上抛运动——把物体以一定的初速度v0沿竖直方向向上抛出,仅在重力作用下物体所作的运动叫做竖直上抛运动。
1.竖直上抛运动的特点:
①初速度:v0 ≠0,方向向上。
②加速度:g=10 m/s2,方向向下。
③运动方向:竖直向上。
2.比较竖直上抛运动与竖直下抛运动:
相同点:都只受重力作用 ,加速度相同
不同点:初速度方向不同
【注意符号】
以v0方向为正(即向上为正)
则g取负。速度公式:vt = v0 - gt4.竖直上抛运动的规律:3.竖直上抛运动的性质:初速度不为0,加速度为-g的匀变速直线运动(选取
初速度方向为正方向)依据:重力加速度的方向与初速度的方向相反5.竖直上抛运动可以看成是竖直向上的匀速
直线运动与自由落体运动的合成 由于竖直上抛运动涉及上升和下降两个过程,因此在处理竖直上抛运动问题时,常有以下两种思路:
⑴分步处理
①上升过程当作匀减速直线运动
②下降过程当作匀加速直线运动(自由落体运动)
⑵整体处理
——就整体而言,竖直上抛运动是一种匀变速直线运动,加速度为g,解题中注意各物理量的符号。
——在实际问题中。选取哪种方法进行处理,应视问题的方便而定。竖直上抛运动的处理方法【例题1】已知竖直上抛的物体的初速度v0,试求:
⑴物体上升的最大高度以及上升到最大高度所用的时间;
⑵物体由最大高度落回原地时的速度以及落回原地所用的时间;
⑶物体全程所用的时间。⑴ t上=v0/g t下=v0/g t= t上+ t下=2v0/g ⑵ v = -v0竖直上抛运动的v-t图象:【例题2】在离地面15m的高处,以15m/s的初速度竖直上抛一小球,求小球落地时的速度和小球从抛出到落地所用的时间。
(忽略空气阻力的影响,g=10m/s2) ⑴分步处理
①上升过程当作匀减速直线运动
②下降过程当作匀加速直线运动(自由落体运动)
⑵整体处理
——就整体而言,竖直上抛运动是一种匀变速直线运动,加速度为g,解题中注意各物理量的符号。课件14张PPT。竖直方向上的抛体运动精彩灌篮真空落物 上图中从篮圈被竖直扣下的篮球,其运动是自由落体运动吗?
1.什么是自由落体运动?
2.请说出:
  做自由落体运动物体的受力,运动的方向、加速度、速度、位移有何规律?
 想一想?一、竖直下抛运动 1、定义:2、特点:竖直下抛运动是初速度为v0,加速度为g的匀加速度直线运动。3、从运动的合成来看: (1)只受重力作用,产生加速度初速度为v0竖直向下的匀速直线运动与自由落体运动的合运动。 自由落体运动
物理学中将物体不受其他因素影响,只在重力作用下静止开始下落的运动称为自由落体运动. 不受其他因素影响,只在重力作用下,将物体以某一初速度沿着竖直方向向下抛出,这样的运动称为竖直下抛运动。a = g(2)初速度v0≠0,竖直向下,a与v同向vt=vo+gt(3)匀加速直线运动 (4)只受重力作用机械能守恒 在30.0m高的楼顶同时下抛物块和静止释放小球,物块竖直下扔的速度是2.0m/s。不计空气阻力,在下落2s时物块与小球的距离是多少?(取g=10.0m/s2) 分析: 将下抛物块的运动分解成竖直向下的匀速直线运动和自由落体运动,可知2s时物块与小球的距离:△s=vt= 2.0m/s ×2s=4m上抛发球刺激蹦床跳水 与 上抛球1、定义:二、竖直上抛运动: 不受其他因素影响,只在重力作用下,将物体以某一初速度沿着竖直方向向上抛出,这样的运动称为竖直上抛运动。2、特点:(1)只受重力作用,产生加速度(2)初速度v0≠0,竖直向上,a与v0反向(3)匀变速度直线运动 a = - gvt=vo- gt(4)只受重力作用机械能守恒 不受其他因素影响,只在重力作用下,将物体以某一初速度沿着竖直方向向下抛出,这样的运动称为竖直下抛运动。3、从运动的合成的角度看: 竖直上抛运动是初速度为v0的向上匀速直线运动与向下的自由落体运动的合运动。(1)分段法:
竖直上抛运动可分为上升阶段和下降阶段。4、竖直上抛运动的处理方法上升阶段为匀减速运动.下降阶段为自由落体运动.(以向上为正方向)(以向下为正方向)(2)整体法:
竖直上抛运动是初速度为 v0,加速度为 - g 的匀变速度直线运动。(3)能量的角度:用机械能守恒或动能定理进行求解。(以向上为正方向) 已知竖直上抛的物体的初速度为v0=20m/s。试求:
①物体上升的最大高度h以及上升到最大高度所用的时间t1;
②物体由最大高度落回原地时的速度v2以及落回原地所用的时间t2。分析:(1)上升过程,物体做匀减速运动,以向上为正方向。则:v0=20m/s a1=-g=-10m/s2 v1=0 则 (2)下降过程,物体做自由落体运动,以向下为正方向。则: v1=0m/s a2=g=10m/s2 h=20m 竖直上抛运动具有对称性练习:见课本P51页 例题请独自完成,或与其他人讨论完成。
若有困难可通过阅读弄明白其解法。1、你能画出重物运动的 v-t 图象吗?
2、请尝试用能量的角度完成此题。一、竖直下抛运动二、竖直上抛运动特点::对称性三、解题思路性质:加速度为 g 的匀加直线运动1. 分段处理2. 整体处理性质:加速度为 - g 匀变速直线运动3.能量角度(机械能守恒)竖直方向上的抛体运动-知识探讨
合作与讨论
从一个上升的气球上突然掉下一个小石块,小石块的运动情况将是怎样的?
我的思路:小石块刚离开气球时具有竖直向上的速度,因此小石块不会立即开始下落,它将先向上做匀减速运动,当速度达到零后,再在重力的作用下,做自由落体运动.
思考过程
1.竖直抛体运动共同特点
(1)v0竖直.
(2)直线运动.
(3)加速度均为g.
2.竖直下抛运动
(1)定义:以某初速度沿竖直方向向下抛出,物体只在重力作用下的运动,叫做竖直下抛 运动.
(2)特点:v0竖直向下.
(3)本质:初速度为v0的匀加速直线运动.
(4)规律:vt=v0+gt
s=v0t+gt2/2
2gs=vt2-v02
3.竖直上抛运动
(1)定义:以某初速度沿竖直方向向上抛出,物体只在重力作用下的运动,叫做竖直上抛 运动.
(2)特点:v0竖直向上,只受重力的作用,加速度为重力加速度g.
(3)本质:初速度为v0的匀减速直线运动.
(4)物体的运动可分为两段:即上升过程的初速度为v0的匀减速运动和下降过程的自由落体运动.
讨论:①落地速度为v0,通过同一点时速度大小相等、方向相反.
②上升时间和下落时间相同,同一段用时相同.
③上升为匀减速到零的过程,下落为自由落体,上升可看作下落的逆过程.
④满足初速为零的匀变速直线运动的比例关系.
(5)规律:vt=v0-gt
s=v0t-gt2/2.
新题解答
【例1】 一宇宙空间探测器从某星球的表面垂直升空,假设探测器的质量和发动机的推力均恒定不变.宇宙探测器升空到某一高度时,发动机突然熄火关闭,如图表示其速度随时间变化的规律.
(1)升高后9 s、25 s、45 s,即在图线上A、B、C三点探测器的运动情况如何?
(2)求探测器在该行星表面达到的最大高度.
(3)计算该行星表面的重力加速度.(假设行星表面没有空气)
解析:(1)9 s时刻发动机熄火,宇宙探测器开始做竖直上抛运动,25 s时刻火箭达到最高点,45 s时探测器落回星球表面.
(2)OA段探测器做匀加速直线运动,9 s末开始竖直上抛运动,能上升的最大高度可以通过图象中图线包围的面积来计算,s=×64×25 m=800 m.
(3)AB段物体做自由落体运动,所以g=(vA-0)/16=4 m/s2.
点评:看清图象,了解图象的物理意义,知道AB段物体的运动为竖直上抛运动是解决本题的关键.
【例2】 一人在40 m高的悬崖上,以10 m/s的速度竖直向下抛出一个小铁球,小铁球落到悬崖下的水中.那么,铁球在空中的运动时间大约是多少?
解析:铁球所受的空气阻力很小可视为零,这样铁球的运动是竖直下抛运动,根据匀加速运动的公式h=v0t+gt2,带入数据可得:t=2 s.
点评:在有些计算当中,没有明确告诉你是否有阻力,此时应根据实际情况建立模型.因为本题中提出的小铁球的密度较大,且速度不是很大,所以可看作无空气阻力的情况.
知识总结
规律:匀减速直线运动的规律、自由落体运动的规律.
知识:抛体运动的特点.
方法:(1)处理抛体运动时要注意,加速度相等都为g.
(2)处理竖直上抛运动要利用它的对称性,由于上升段为匀减速运动到零,也可以将其看为倒置的初速为零的匀加速运动,所以比例式在上升和下降过程中都可以使用.
(3)竖直上抛运动也可以整体看作匀减速直线运动,但在利用此法计算时,要特别注意方向的选取.