课件46张PPT。 抛体运动(曲线运动)一.运动的分类1.运动质点在某一点的瞬时速度的方向,就是这一点的曲线的切线方向。
2.质点在曲线运动中的速度方向时刻在变,所以曲线运动一定是变速运动。
3.变速运动不一定是曲线运动二.曲线运动的概念——轨迹是曲线的运动称为曲线运动三.曲线运动的特点⑴从运动学角度来说:
——物体的加速度跟速度方向不在一条直线上时,物体就做曲线运动;
⑵从动力学角度来说:
——如果物体所受合外力的方向跟物体的速度方向不在一条直线上时,物体就做曲线运动。四.物体做曲线运动的条件曲线运动的特点1.抛出的物体做曲线运动2.人造地球卫星做曲线运动3.滑雪运动员腾空跃起4.砂轮的运动运动质点在某一点速度的方向,就是这一点的曲线的切线方向。F、a、v 三者关系辨析F、v共线直线运动F恒定
大小和方向F变化
大小或方向匀变速直线运动变加速直线运动F、v不共线曲线运动F恒定
大小和方向F变化
大小和方向匀变速曲线运动变加速曲线运动 什么是抛体运动——将物体以一定的初速度向空中抛出,仅在重力作用下物体所做的运动叫做抛体运动。
1.竖直上抛运动——速度v与重力G方向相反。
2.竖直下抛运动——速度v与重力G方向相同。
3.斜抛运动——速度v与重力G方向既不平行又不垂直。
4.平抛运动——速度v与重力G方向垂直。一.抛体运动二.抛体运动与牛顿第二定律——如果物体所受合外力(即加速度)的方向跟物体的速度方向不在一条直线上时,物体就做曲线运动。a=ΔV/Δt=g
【例题】关于曲线运动,下面说法中正确的是:
A.做曲线运动的物体的速度方向在不断改变,所以它不可能是匀速运动;
B.物体只有受到一个方向不断改变的力的作用,才有可能做曲线运动;
C.所有做曲线运动的物体,所受合外力方向与速度方向肯定不在一条直线上;
D.曲线运动中,加速度方向与所受合外力方向始终一致;【答案】ACD 课堂练习课堂练习【例题】一质量为m的物体,在一组恒定的共点力F1、F2、F3的作用下处于平衡状态,如撤去F1,试讨论物体的运动情况将怎样?
【解析】
①当撤去F1后,物体所受的合外力大小等于F1,方向与F1相反。
②原来处于平衡状态——静止或匀速直线运动。
⑴ m原来静止,物体将沿F1的反方向作匀加速直线运动;
⑵原来作匀速运动,v0与F1同向,将沿v0方向作匀减速直线运动;
⑶原来作匀速运动,v0与F1反向,将沿v0方向作匀加速直线运动;
⑷原来作匀速运动,v0与F1不平行,将作匀变速曲线运动。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.竖直上抛运动的规律:【注意符号】
以v0方向为正(即向上为正)
则g取负。【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。 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.竖直下抛运动的规律:【注意符号】
以v0方向为正(即向下为正)
则g取正。平抛运动可分解为:
①水平方向速度等于初速度的匀速直线运动;1.定义——水平抛出的物体只在重力的作用下的运动。2.性质——是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动。
——运动轨迹是抛物线。②竖直方向的自由落体运动。 平抛物体的运动一.平抛运动的概念和性质二.平抛运动的分解方法1 公式复习在匀加速中的公式: 四、平抛运动的公式 平抛物体在某一点 P 通过的水平位移 x 和竖直位移 y 分别是⑵水平方向位移由平抛初速度及竖直方向位移决定。
重要讨论运动时间、水平方向位移⑴运动时间由竖直方向位移决定,与平抛初速度无关。
第四节 平抛物体的运动【例】在水平路上行驶的汽车,遇到一个壕沟,汽车的速度至少为多大,才能越过这个壕沟?
(g=10m/s2)【答案】 例1 如图所示,在490 m 高空以150 m/s 的速度水平飞行的轰炸机,要击中地面上A 处的目标,需在离目标水平距离为多远时提前投弹(空气阻力不计)? 解:因炸弹做平抛运动,所以 轰炸机需在离目标水平距离 1 500 m 处提前投弹才能炸中目标。A【例题】轰炸机在距地面高500m的高空以100m/s的水平速度飞行,地面上有一辆速度为20m/s的坦克同向行驶,轰炸机应在距坦克水平多远处投弹才能击中坦克?【例】一架飞机水平的匀速飞行。从飞机上每隔0.1秒钟释放一颗炸弹,先后共释放10颗,如果不计空气阻力,则10个炸弹:
A.在空中任何时刻总是排成抛物线;它们的落地点是等间距的。
B.在空中任何时刻总是排成抛物线;它们的落地点是不等间距的。
C.在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线;它们的落地点是等间距的。
D.在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线;它们的落地点是不等间距的。
E.在空中两相邻炸弹间的距离保持不变。
F.在空中两相邻炸弹间的距离逐渐变大。【答案】C、F 子弹的初速度为 例2 如图所示,为测子弹速度,使两纸屏相距 x =18 m,从水平方向对第一块纸屏开枪后,测得第二块纸屏上所穿的孔,比第一块纸屏的孔低 y =1. 8 cm,求子弹的初速度(取 g =10 m/s2) 。 练 习D 2. 在距地平面4.9 m高的一点分别用5.0 m/s和10 m/s的水平速度抛出两粒石子,两石子落地的时间是否相等?求出两石子落地时所通过的水平距离(不计空气阻力)? 两石子落地时通过的水平距离分别是 把小钢球或玻璃球放在课桌边,用手弹出小球,使它做平抛运动。根据你学过的知识,用米尺可简单地测出小球做平抛运动的初速度(在课内说出测量的方法,课后测量)。 讨论:测平抛运动的初速度1.速度:水平和竖直方向分速度分别为
vx=v0, vy=gt,
则它在A点的合速度为:
速度方向(与水平方向夹角)2.位移:
水平位移和竖直位移分别为
故合位移
位移方向(与水平方向的夹角)
从速度方向与位移方向可看出,
tan? = 2tan?, ABCDE设A到B,B到C,C到D,
D到E所用的时间均为 t
重力加速度为g
初速度为V0
求: ΔSΔS=gt2
方向竖直向下连续相等时间的位移差
是一个定值 gt2ABCDE设A到B,B到C,C到D,
D到E所用的时间均为 t
重力加速度为g
初速度为V0
求: VBY ,VCY, VDY
ΔV=gt
方向竖直向下一定时间内速度的变化一定[例题分析]
如图所示,在研究平抛物体运动的实验中,用一张
印有小方格的纸记录轨迹,小方格边长L=1.25cm,
若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a,b,c,d。
则小球平抛运动的初速度的计算式为v0=( )
(用L g 表示).其值是( )(g=9.8m/s2)
例2、房内高处有白炽灯S,可看成点光源,如果在S所在位置沿着垂直于墙的方向扔出一个小球A,如图所示,不计空气阻力,则A在墙上的影子的运动情况是( )
加速度逐渐增大的直线运动, B、加速度逐渐减小的直线运动
C、匀加速直线运动, D、匀速直线运动。
D例3、在“研究平抛运动”实验中,某同学只记录了小球运动途中的A、B、C三点的位置,取A点为坐标原点,则各点的位置坐标如图所示,下列说法正确的是:( )
小球抛出点的位置坐标是(-10,-5)
小球平抛初速度为2m/s
小球平抛初速度为0.58m/s
D小球抛出点的位置坐标是(0,0)A例1、一物体作平抛运动,它在落地前1秒内它的速度与水平方向的夹角由300变成600,①求平抛运动的初速度;②平抛运动的时间;③平抛运动高度。
小结:研究和分析平抛运动,重在对两个分运动规律的理解和应用,即水平方向匀速直线运动,竖直方向自由落体运动规律的灵活交替运用。例2、质点在斜面(倾角为θ)上以初速度V0水平抛出,落在斜面上B点,求飞行时间t?拓展1:上题中求质点运动到与斜面相距最远点所需时间t1?
提示:抓住当速度与斜面平行时,质点与斜面相距最远这一特点
拓展2:上题中求质点运动到与斜面相距最远点的距离H(灵活建立直角坐标系:平行斜面与垂直斜面建立)
拓展3:若质点以V0正对倾角为θ的斜面水平抛出,落在斜面上时速度与斜面垂直,求飞行时间t2?
复习1、我们学习的抛体运动有哪些?3、对于平抛这种复杂运动我们怎么研究的?2、竖直上抛运动的上升时间和上升的最大高度?1、物体被抛出时的速度方向如何?2、抛出后(忽略空气阻力)物体受到什么力的作用?3、以上物体抛出后的轨迹如何?斜抛运动一.斜抛运动——将物体用一定的初速度沿斜上方抛出去,仅在重力作用下物体所做的运动叫做斜抛运动 斜抛运动广泛地存在于生活、体育、农业、消防、军事、航天等领域。斜抛运动的知识有着极重要的应用。怎样研究斜抛运动?平抛运动斜抛运动知识类比——斜抛运动可以分解为:
①是水平方向的匀速直线运动。初速度: vx0=v0cosθ
②竖直方向上的竖直上抛运动。初速度: vy0=v0sinθ二.斜抛运动的分解1.斜抛运动只受重力作用,初速度斜向上方,所以斜抛运动是曲线运动。(加速度恒定匀变速曲线运动)
2.斜抛运动水平方向不受力,所以水平方向应做匀速直线运动。
3.竖直方向受到重力的作用,所以竖直方向应做竖直上抛运动。1.竖直上抛运动——速度v与重力G方向相反。
向上匀速直线、自由落体
2.竖直下抛运动——速度v与重力G方向相同。
向下匀速直线、自由落体
3.斜抛运动——速度v与重力G方向既不平行又不垂直。
水平匀速直线、上抛
4.平抛运动——速度v与重力G方向垂直。
水平匀速直线、自由落体
三.斜抛运动的规律1.任意时刻t 物体的位置:2.任意时刻t 物体的速度:3.注意斜抛运动中的对称关系:
——速度对称 角度对称 时间对称四.斜抛运动的射程与射高1.射程——从抛出点到落地点的水平距离。用 X 表示。2.射高——从抛出点的水平面到轨迹最高点的高度。用 Y 表示。射程射高飞行时间3.飞行时间——从抛出到落地所用的时间。用 T表示。五.弹道曲线——作斜抛运动的炮弹(物体)在空气中飞行的实际轨迹,称为弹道曲线。注意:
1.弹道曲线的升弧和降弧不再对称。
——升弧长而平伸,降弧短而弯曲。
2.弹道曲线形成的原因主要时是空气阻力。
——空气阻力影响的程度与抛体本身的形状和质量、
空气的密度、 抛体的速率等因素有关。 1、斜抛运动的定义:2、斜抛运动的特点:4、射高和射程与初速度大小和抛射角的关系 斜抛运动是指以一定的初速度将物体与水平方向成一定角度抛出,物体仅在重力作用下所做的曲线运动。匀变速曲线运动h =(V o sin ?)22gV o 2sin 2?gS =当抛射角?= 45o时,射程最远3、研究斜抛运动的方法课堂小结1、以初速度Vo,抛射角?向斜上方抛出一个物体,由抛出到经过
最高点的时间是 ,经过最高点的速度是 。2、做斜上抛运动的物体,在2s末经过最高点时的速度是15m/s,
g=10m/s2,则初速度Vo= m/s,抛射角?= o。 Vo cos ?Vo=25(m/s), ?=53o 2553反馈练习 这节课我们讨论斜抛运动时没有考虑空气阻力对物体运动的影响,这是一种理想情况.实际上,在物体运动的过程中,特别是物体的初速度很大时(如社出的枪弹、炮弹等),空气阻力的影响是很大的,给机不在是理论上的抛物线,这种实际的跑体运动曲线通常称为弹道曲线。查找弹道曲线的资料知识拓展