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第五章
曲线运动
第二节
平抛运动
年
级:高
一
时
间:
2020-6-17
人教版必修二物理普通高中课程标准实验教材书
抛体运动
实例
被运动员扔出去的铁饼、标枪、铅球
足球比赛中被球员踢起来在空中飞行的足球;乒乓球比赛中被球拍打出去的乒乓球;
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
问题
-----抛体运动
(3)运动轨迹是曲线
平抛运动
实例
网球运动员举拍沿水平方向用力击球,球的运动可近似看作平抛运动
一、平抛运动:
条件:
(1)初速度方向为水平
(2)只受重力作用
定义:将物体用一定的初速度沿水平方向抛出,且只在重力作用下所做的运动.
平抛运动是匀变速曲线运动
如何处理平抛运动?
----将其分解为两个方向的运动
研究方法:
化曲为直
轨迹是曲线
运动的分解
(1)水平方向
观察如下实验,两小球具有相同初速度v0,B球在一光滑平板上.
B
A
v0
二、平抛运动的运动规律
(1)水平方向
观察如下实验,两小球具有相同初速度v0,B球在一光滑平板上.
B
A
v0
(1)水平方向
观察如下实验,两小球具有相同初速度v0,B球在一光滑平板上.
B
A
v0
(1)水平方向
观察如下实验,两小球具有相同初速度v0,B球在一光滑平板上.
B
A
v0
(1)水平方向
观察如下实验,两小球具有相同初速度v0,B球在一光滑平板上.
B
A
v0
(1)水平方向
观察如下实验,两小球具有相同初速度v0,B球在一光滑平板上.
B
A
v0
(1)水平方向
观察如下实验,两小球具有相同初速度v0,B球在一光滑平板上.
B
A
v0
(1)水平方向
观察如下实验,两小球具有相同初速度v0,B球在一光滑平板上.
B
A
v0
(1)水平方向
观察如下实验,两小球具有相同初速度v0,B球在一光滑平板上.
B
A
v0
(1)水平方向
观察如下实验,两小球具有相同初速度v0,B球在一光滑平板上.
B
A
v0
x
y
对A球B球:
因为
Fx=0
则
ax=0
所以A、B两球在水平方向上
均作匀速直线运动.
(2)竖直方向
观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,
B球获得一水平初速度,A球自由下落.
A
B
(2)竖直方向
观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,
B球获得一水平初速度,A球自由下落.
A
B
(2)竖直方向
观察实验:A,B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,
B球获得一水平初速度,A球自由下落.
A
B
v0
(2)竖直方向
观察实验:A,B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,
B球获得一水平初速度,A球自由下落.
A
B
v0
(2)竖直方向
观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,
B球获得一水平初速度,A球自由下落.
A
B
v0
(2)竖直方向
观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,
B球获得一水平初速度,A球自由下落.
A
B
v0
(2)竖直方向
观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,
B球获得一水平初速度,A球自由下落.
A
B
v0
(2)竖直方向
观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,
B球获得一水平初速度,A球自由下落.
A
B
v0
(2)竖直方向
观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,
B球获得一水平初速度,A球自由下落.
A
B
v0
(2)竖直方向
观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,
B球获得一水平初速度,A球自由下落.
A
B
v0
(2)竖直方向
观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,
B球获得一水平初速度,A球自由下落.
A
B
v0
对于A、B两球:
FyA=FyB=mg
vy0=0
x
y
所以A、B两球在竖直方向上
均作自由落体运动
把平抛运动分解成竖直方向的分运动和水平方向的分运动:
竖直方向分运动是自由落体运动
水平方向分运动是匀速直线运动
处理平抛运动总结:
问题:如何确定做平抛运动物体的速度?
速度规律
α
vx
vy
v
O
x
y
v0
P
(x,y)
速
度
大小
方向
时间为t时,物体运动到点P处
h
例题1
一个物体以l0
m/s的初速度从10
m的高度水平抛出,落地时速度是多少(不计空气阻力)?
由平抛运动规律得
问题:如何确定做平抛运动物体的位移?
位移规律
l
O
x
y
P
(x,y)
B
A
v0
位移
大小:
方向:
时间为t时,物体运动到点P处
速度与水平方向上的夹角
和位移与水平方向上的夹角
的关系:
α
vx
vy
v
O
x
y
v0
P
(x,y)
O
y
B
x
A
P
(x,y)
v0
思考
速度方向的反向延长线与
x
轴的交点O
′有什么特点?
位移偏向角θ:
速度偏向角α:
速度方向的反向延长线与x轴的交点为水平位移的中点。
l
θ
α
vx
=
v0
α
v
vy
O′
思考:
平抛运动物体的轨迹如何?
x=v0t
y=gt2/2
∴平抛运动的轨迹是抛物线
分析:
消去t可得
令
则
说明:二次函数的图象叫抛物线,
就是来源于此!
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
?
h
小球在竖直方向做自由落体运动,
由
得
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
小球在水平方向做匀速直线运动,水平射程
例题2
答:不能。因子弹和松鼠在竖直方向都是自由落体运动,竖直方向的位移总是相同的,所以只要在子弹的射程内,就一定能射中松鼠,松鼠在劫难逃。
我闪!!!
哪里逃?
这样也能打中!
学以致用
1.树枝上的一只松鼠看到一个猎人的枪口水平对准它,为了逃脱即将来临的厄运,它想让自己落到地面上逃走。但是就在它自由下落的瞬间子弹恰好射出枪口,问松鼠能逃脱厄运吗?(不计空气阻力)
2.飞机离地面810米高度,以250千米/时的速度水平飞行,应该
在离轰炸目标的水平距离多远处投弹,才能击中地面目标。
2.飞机离地面810米高度,以250千米/时的速度水平飞行,应该
在离轰炸目标的水平距离多远处投弹,才能击中地面目标。
2.飞机离地面810米高度,以250千米/时的速度水平飞行,应该
在离轰炸目标的水平距离多远处投弹,才能击中地面目标。
2.飞机离地面810米高度,以250千米/时的速度水平飞行,应该
在离轰炸目标的水平距离多远处投弹,才能击中地面目标。
2.飞机离地面810米高度,以250千米/时的速度水平飞行,应该
在离轰炸目标的水平距离多远处投弹,才能击中地面目标。
2.飞机离地面810米高度,以250千米/时的速度水平飞行,应该
在离轰炸目标的水平距离多远处投弹,才能击中地面目标。
解:飞机所投炸弹做平抛运动,
设开始投弹到击中目标的时间为
t
则
得
=
=895.26(米)
x
y
2.飞机离地面810米高度,以250千米/时的速度水平飞行,应该
在离轰炸目标的水平距离多远处投弹,才能击中地面目标。
三、一般的抛体运动:
如果物体被抛出时的速度v不沿水平方向,而是斜向上方或斜向下方(这种情况常称为斜抛),它的受力情况与平抛运动完全相同:在水平方向不受力,加速度是0;在竖直方向只受重力,加速度是g。
斜抛运动
物体抛出时的速度不是沿水平方向
水平速度:vx=v0cos
θ
竖直速度:vy=v0sin
θ-gt
水平位移:x=v0cos
θt
竖直位移:y=v0sinθt-
gt2
1、一架飞机水平匀速飞行,从飞机上每隔1s释放一颗炸弹(不考虑空气阻力),则这些炸弹落地前在空中组成的图线是
(
)
抛物线
B.
水平直线
C.
竖直直线
D.
倾斜直线
C
题组训练
2、从同一高度以不同的速度同时水平抛出两个质量
不同的石子,不计空气阻力,下面说法正确的是(
)
A、速度大的先着地
B、质量大的先着地
C、两个石子同时着地.
D、题中未给出具体数据,因而无法判断
平抛运动的物体,飞行时间只跟高度有关
C
3、将甲、乙、丙三个小球同时水平抛出后落在同一水平面上,已知甲和乙抛出点的高度相同,乙和丙抛出时的速度相同,下列判断中正确的是(
)
A.甲和乙一定同时落地
B.乙和丙一定同时落地
C.甲和乙水平射程一定相同
D.乙和丙水平射程一定相同
A
平抛运动的物体,飞行时间只跟高度有关,
水平射程不仅与高度有关,还跟初速度大小有关。
1.平抛运动:
将物体用一定的初速度沿水平方向抛出去,不考虑空气阻力。物体只在重力作用下的运动叫做平抛运动。
2.平抛运动的运动性质:
(1)从受力情况看:
a.
竖直的重力与速度方向有夹角,作曲线运动
b.
水平方向不受外力作用,是匀速运动
c.
竖直方向受重力作用,没有初速度,是自由落体运动
结论:平抛运动是匀变速曲线运动。
课堂小结
3.平抛运动的规律:
v0
v0
o
vy
x
y
v
)
)
α
θ
s
x
y
仔细观察
瀑布留下的水流
赛场上扔出的铅球
飞机扔下的炸弹
姚明投出的篮球
一、抛体运动
1、定义:以一定的速度将物体抛出,物体只在重力作用下
所做的运动.
(1)初速度不为零
(2)忽略空气阻力,只受重力的作用
2、条件:
3、注意:
①抛体运动是一种理想化模型.
②抛体运动是匀变速运动.
1、定义:将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,
且只在重力作用下所做的运动.
2、条件:
初速度沿水平方向
只受重力
二、平抛运动
二、平抛运动
3、平抛运动在竖直方向的运动
在竖直方向上的分运动就是自由落体运动.
二、平抛运动
4、平抛运动在水平方向的运动
在水平方向上的分运动就是匀速直线运动.
竖直方向的自由落体运动.
结论:平抛运动可以分解为
水平方向的匀速直线运动.
二、平抛运动
两个分运动互不影响
二、平抛运动
从同一高度以不同的速度水平抛出两个质量不同的石子,下列说法正确的是
(
)
A.
初速度大的先落地
B.
质量大的先落地
C.
两个石子同时落地
D.
无法判断
C
练习
二、平抛运动
思考
一架飞机水平匀速飞行,从飞机上每隔相等的时间释放一个球,先后释放4个,若不计空气阻力,则4个球在空中任何时刻的排列是直线还是曲线?
三、平抛运动的规律
1、位置
平抛运动的轨迹是一条抛物线
x
y
o
(x,y)
2、轨迹
三、平抛运动的规律
大小:
方向:
l
能否用
v2-v02=2gl
求P点的位移?
θ
3、位移
位移
O
x
y
P
(x,y)
B
A
v0
三、平抛运动的规律
求位移的常规思路
平抛体运动位移
分解
竖直方向:自由落体运动
水平方向:匀速直线运动
化曲线运动为直线运动
合成
位移
合位移方向
合位移大小
y
x
A
x
y
v0
曲线运动
直线运动
分解
曲线运动
合成
θ
l
三、平抛运动的规律
大小:
方向:
能否用
v=v0+gt
求P点的速度?
α
vx
vy
v
4、速度
速度
O
x
y
v0
P
(x,y)
三、平抛运动的规律
分解
平抛运动
自由落体运动
直线运动
曲线运动
曲线运动
合成
匀速直线运动
平抛运动
分解
合成
求速度的常规思路
O
y
B
x
A
P
(x,y)
v0
1、位移偏向角θ与速度偏向角α有什么关系?
2、速度方向的反向延长线与
x
轴的交点O
′有什么特点?
位移偏向角θ:
速度偏向角α:
速度方向的反向延长线与x轴的交点为水平位移的中点。
l
θ
α
vx
=
v0
α
v
vy
O′
三、平抛运动的规律
思考
三、平抛运动的规律
3.初速度为v0的平抛运动物体在t秒末的加速度:
由于ax
=0
ay
=g
,
所以a
=g
平抛运动的性质?
5、加速度
匀变速曲线运动
答:不能。因子弹和松鼠在竖直方向都是自由落体运动,竖直方向的位移总是相同的,所以只要在子弹的射程内,就一定能射中松鼠,松鼠在劫难逃。
学以致用
树枝上的一只松鼠看到一个猎人的枪口水平对准它,为了逃脱即将来临的厄运,它想让自己落到地面上逃走。但是就在它自由下落的瞬间子弹恰好射出枪口,问松鼠能逃脱厄运吗?(不计空气阻力)
我闪!!!
哪里逃?
例1
关于做平抛运动的物体,下列说法正确的是(
)
A.平抛运动是非匀变速曲线运动
B.平抛运动是匀变速曲线运动
C.每秒内速度的变化量相等
D.每秒内速率的变化量相等
例题
BC
只受重力,加速度不变
例题
例2
将一个物体以10m/s的初速度从10m的高度水平抛出,求落地时的速度
(不计空气阻力,取g=10m/s2)
?
v0
h
y
x
vx
vy
θ
解:
落地时,物体在水平方向的速度
在竖直方向的速度
平抛物体的落地速度与初速度v0
和下落高度h都有关。
落地速度17.3m/s,与地面夹角55°
例3
如图示,从倾角为θ的斜面顶点A将一小球
以初速度V0
水平抛出,小球落在斜面上B点,则
⑴小球从A飞到B点的时间为多少?
⑵小球从A点飞出到离斜面距离最大时的时间为多少?
例题
B
V0
A
θ
S
V
X
y
解:小球从A飞到B点的时间为t
例3
如图示,从倾角为θ的斜面顶点A将一小球
以初速度V0
水平抛出,小球落在斜面上B点,则
⑴小球从A飞到B点的时间为多少?
⑵小球从A点飞出到离斜面距离最大时的时间为多少?
例题
B
V0
A
θ
S
V
X
y
解:小球从A飞到B点的时间为t
例3
如图示,从倾角为θ的斜面顶点A将一小球
以初速度V0
水平抛出,小球落在斜面上B点,则
⑴小球从A飞到B点的时间为多少?
⑵小球从A点飞出到离斜面距离最大时的时间为多少?
例题
A
θ
B
V0
(2)设小球从A飞到距离斜面最高处的时间为t
′
,则有
V
VX
Vy
θ
S
课堂训练
1.
一架飞机水平匀速飞行,从飞机上每隔1秒释放一个铁球,先后释放4个,若不计空气阻力,则4个球(
)
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,它们的落地点不是等间距的
C.在空中任何时刻总在飞机的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的正下方排成竖直的直线,它们的落地点是不等间距的
C
2.
飞机离地面810m高度,以250km/h的速度水平飞行,应该
在离轰炸目标的水平距离多远处投弹,才能击中地面目标。
解:飞机所投炸弹做平抛运动,设开始投弹到击中目标的时间为
t
则
得
=
=900m
课堂训练
课堂训练
3.滑雪运动员以20m/s的水平速度从一山坡飞出,问经过多长时间又落到斜坡上。已知斜坡与水平面成45°角,取g=10m/s2。
v0
45°
X
y
解:
又
课堂小结
2.平抛运动分解
水平方向:匀速直线运动
竖直方向:自由落体运动
1.平抛运动特点
只受重力作用。
具有水平方向初速度
课堂小结
3、平抛运动规律
位移
竖直方向
水平方向
速度