沪科版高中物理必修二 第一章 怎样研究抛体运动《1.2 研究平抛运动的规律》课件（讲授式）34张

(共34张PPT)
第一章
怎样研究抛体运动
第
二节
研究平抛运动的规律
以前的教学中，我们研究了两种简单的运动：
匀速直线运动和匀变速直线运动。
然而在现实生活中，绝大多数运动都是较为复杂的。通过本节的学习，我们就能够利用“运动的合成和分解”及学过的动力学知识来分析一些基本的复杂运动。
1.合运动和分运动的概念
一、运动的合成与分解
a.合运动、分运动的几个概念
①合位移、分位移
②合速度、分速度
③合加速度、分加速度
b.特点：
①物体同时参与了两个分运动；
②合运动与分运动具有等时性。
一、运动的合成与分解
2.合运动与分运动的关系
①合运动与分运动具有等时性；
②合运动与分运动之间遵循平行四边形法则。
3．运动的合成与分解
①运动的合成：
已知分运动求合运动，叫做运动的合成。
②运动的分解：
已知合运动求分运动，叫做运动的分解。
一、运动的合成与分解
4．不在同一直线上的两个直线运动的合成
（1）两个分运动都是匀速直线运动，
合运动是匀速直线运动。
（2）一个分运动是匀速直线运动，另一个不同方向的分运动是初速度为零的匀加速直线运动，合运动是匀变速曲线运动。
（3）两个直线运动的合运动可以是曲线运动，反过来，曲线运动也可以分解为两个方向上的直线运动。分别弄清楚作为分运动的直线运动的规律，就可知作为合运动的曲线运动的规律。
一、运动的合成与分解
5.
小船过河问题的分析及处理方法:（假设小船和河水都做匀速直线运动）
a．如果小船静止在水里，小船会随着河水漂移，小船的速度和河水的流速相同；
b．如果河水静止，小船将会以原速度驶向对岸。
c．如果小船在流动的河水中驶向对面的岸边，小船既要沿着河水运动,又要沿着指向对岸的方向行驶，所以小船的实际运动状态是a和b中两个运动的合运动。
一、运动的合成与分解
（1）最短时间过河问题的处理方法：
　　小船过河的问题有一个特点，就是小船在垂直于河岸的方向上的位移是不变的，我们只要使得在垂直于河岸方向上的速度最大，小船过河所用的时间就最短，河水的速度是沿河岸方向的，这个分速度和垂直于河岸的方向没有关系，所以使小船垂直于河岸方向行驶，小船过河所用时间才最短。
一、运动的合成与分解
（2）最小位移问题的处理方法：
　　当v船>
v水时，
v合垂直河岸，合位移最短等于河宽H，根据速度三角形可知船速方向应满足cos
θ
=
v水/
v船，
θ为v船与河岸的夹角。
当v船>
v水时，分析可知船速v船方向应满足cos
θ
=
v船/
v水，θ为船速方向与河岸的夹角。
一、运动的合成与分解
分运动的位置,位移,速度,加速度
合运动的位置,位移,速度,加速度
运动的合成
运动的分解
遵循平行四边形定则
独立,等时,等效
思考:上述蜡块的分运动均为匀速直线运动,那么所用的运动合成分解的思想方法在其他运动中是否还适用呢?
一、运动的合成与分解
【例1】小船在220m宽的河中横渡，水流速度为v1＝2m/s，船在静水中的速度是v2＝4m/s，求:
⑴如果要求船划到对岸航程最短，则船头应指向什么方向？最短航程是多少？所用时间多少？
⑵如果要求船划到对岸时间最短，则船头应指向什么方向？最短时间是多少？航程是多少？
一、运动的合成与分解
分析１：航程最短
θ
d
分析小船的运动
（1）如果要求船划到对岸航程最短，则船头应指向什么方向？最短航程是多少？所用时间多少？
一、运动的合成与分解
解：当船头指向斜上游，与岸夹角为?时，合运动垂直河岸，航程最短，数值等于河宽220m。
即船头指向斜上游与岸夹角为60°
过河时间
则cos
?
=
?=
60°
一、运动的合成与分解
v水
v合
v船
d
θ
总结：渡河的最短位移大小就是河宽，但是实现这一最短位移，必须满足船在静水的速度大于河水的速度。
一、运动的合成与分解
分析２：时间最短
d
（2）如果要求船划到对岸时间最短，则船头应指向什么方向？最短时间是多少？航程是多少？
一、运动的合成与分解
解２:当船头垂直河岸时，所用时间最短
最短时间
此时航程
此时合速度
一、运动的合成与分解
d
θ
A
B
C
总结、渡河的时间最短则船头指向必须和河岸垂直，不受河水速度大小的影响。
v水
v合
v船
一、运动的合成与分解
二、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
二、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
二、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
二、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)
二、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′
二、平抛运动的规律
思考
二、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2
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3
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4
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
(1)小球从A飞到B点的时间为多少？
(2)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4
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
(1)小球从A飞到B点的时间为多少？
(2)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
谢谢观看!