2020_2021学年新教材高中物理第五章抛体运动课件(5份打包)新人教版必修2

文档属性

名称 2020_2021学年新教材高中物理第五章抛体运动课件(5份打包)新人教版必修2
格式 zip
文件大小 5.1MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-01-06 11:57:33

文档简介

(共18张PPT)
第五章
抛体运动
章末复习
观看视频,思考曲线运动条件
曲线运动
条件
性质
不共线
变速运动
力速夹角为锐角:加速曲线运动
力速夹角为直角:速率不变只方向改变的曲线运动
力速夹角为锐角:减速曲线运动
运动分解与合成
平行四边形法则
分运动:物体参与的几个运动
合运动:物体的实际运动
两个直线运动合成
小船过河
关联速度
平抛运动
分运动与合运动
运算法则
实例
模型一、两个直线运动的合成
【例题1】一蜡块置于注满清水的长玻璃管中,封闭管口后将玻璃管竖直倒置,在蜡块匀加速上浮的同时,使玻璃管紧贴竖直黑板面沿水平向右方向匀速移动,如图所示.设坐标系的x、y轴正方向分别为水平向右、竖直向上,则蜡块相对于黑板的运动轨迹是(  )
A
B
C
D
C
小结:
两个互成角度的直线运动合成
分运动
分运动
合运动
匀速直线运动
匀速直线运动
?
匀速直线运动
匀变速直线运动
?
匀变速直线运动
匀变速直线运动
当合初速度与合加速度共线时,物体做
运动
当合初速度与合加速度不共线时,物体做
运动
匀速直线运动
匀变速曲线运动
匀变速直线运动
匀变速曲线运动
模型二、小船过河
【例题2】小船在400米宽的河中横渡,河水流速是2
m/s,船在静水中的航速是4
m/s,要使船航程最短,则船头的指向和渡河的时间t分别为 (  )
A.船头应垂直指向对岸,t=100s
B.船头应与上游河岸成60°角,t=100s
C.船头应与上游河岸成60°角,t=
s
D.船头应与上游河岸成30°角,t=
s
,t=
s
C
【小微专题】关联速度
模型特点
通过杆或者绳子联系的两个物体
研究方法
合运动:物体实际运动
分运动:将物体的实际运动分解为沿杆或者绳子方向的速度和垂直杆或者绳子方向速度
联系:沿杆或者绳子方向物体速度相同
关联速度
【例题4】如图所示,在水平地面上做匀速直线运动的小车,通过定滑轮用绳子吊起一个物体,若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为v1和v2,绳子对物体的拉力为T,物体所受重力为G,则下面说法正确的是(

A.物体做匀速运动,且v1=v2
B.物体做加速运动,且v2>v1
C.物体做加速运动,且T>G
D.物体做匀速运动,且T=G
C
模型三、平抛运动
1、条件:
2、研究方法:
初速度水平,仅受重力作用
化曲为直
受力
运动特点
速度
位移
分运动
水平
不受力
匀速直线
运动
竖直
受重力
作用
自由落体
合运动
仅受重力作用
匀变速曲线运动
方向:与水平方向夹角为
方向:与水平方向夹角为
3、运动规律
【例题3】物体以速度水平抛出,若不计空气阻力,则当其竖直分位移与水平分位移之比为1:2时,以下说法中正确的是(  )
A.运动的时间为
B.运动的位移为
C.竖直分速度等于
D.瞬时速度大小为2
B
【小微专题】斜面上的平抛问题:
α
【例题5】如图所示,从倾角为θ的斜面顶端,以初速度v0将小球水平抛出,则小球落到斜面时的速度大小为(
)
A.
B.
C.
D.
C
求解平抛运动临界问题的思路:
1、确定临界状态,并画出轨迹。
2、根据临界状态列出速度或者位移关系式。
【小微专题】平抛运动中的临界问题
【例题6】如图所示,一个电影替身演员准备跑过一个屋顶,然后水平地跳跃并离开屋顶,在下一栋建筑物的屋顶上着地。如果他在屋顶跑动的最大速度是4.5
m/s,那么下列关于他能否安全跳过去的说法正确的是(g取10
m/s2)(  )
A.他安全跳过去是可能的
B.他安全跳过去是不可能的
C.如果要安全跳过去,他在屋顶水平跳跃速度应大于4.5
m/s
D.如果要安全跳过去,他在屋顶水平跳跃速度应小于4.5
m/s
B
一、曲线运动
1、条件:力和速度不在一条直线上。
2、合力方向与速度方向的夹角
(1)锐角:物体的速率增大。
(2)钝角:物体的速率减小。
(3)垂直:物体的速率不变。
课堂小结
二、平抛运动
1、平抛运动条件:(1)
只受重力作用
(2)
初速度水平
2、平抛运动性质:匀变速曲线运动
3、平抛运动研究方法:化曲为直
①水平:匀速直线运动
②竖直:自由落体运动
4、规律:1)飞行时间由下落高度决定
2)水平射程由下落高度和初速度决定
3)末速度方向与水平方向的夹角为α,位移与水平方向的夹角为θ,
则tanα
=2tanθ。(共17张PPT)
第五章
第四节
抛体运动的规律
一、平抛运动的速度
观察下列物体的(排球、子弹、摩托车)抛出时的速度方向。
水平方向的速度有什么特点?大小如何?竖直方向的速度有什么特点?大小如何求得?如何确定某一时刻物体的速度的大小和方向?
1.水平方向:不受力,为匀速直线运动,vx=v0。
2.竖直方向:只受重力作用,mg=ma
即a=g
所以vy=gt
下列说法是否正确:
(1)水平抛出的物体所做的运动就是平抛运动。
(2)平抛运动中要考虑空气阻力的作用。
(3)平抛运动的初速度与重力方向垂直。
(1)
×
(2)
×
(3)

答案:
[例题1]
将一个物体以10m/s的速度10m的高度水平抛出,落地时它的速度方向与水平地面的夹角θ是多少?不计空气阻力,g取10
m/s2。
例题分析:物体在水平方向不受力,所以加速度的水平分量0,水平方向的分速度是初速度v0=10
m/s
;在竖直方向只受重力,加速度为g,初速度的竖直分量为0,可以应用匀变速直线运动的规律求出竖直方向的分速度。
按题意作图,求得分速度后就可以求得夹角θ。
例题解答:以抛出时物体的位置O为原点,建立平面直角坐标系,x轴沿初速度方向,y轴竖直向下。
落地时,物体在水平方向的分速度vx=v0=10
m/s
根据匀变速直线运动的规律,落地时物体在竖直方向的分速度vy满足以下关系
vy2-0=2gh
由此解出
物体落地时速度与水平地面的夹角θ
是55°。
二、平抛运动的位移与轨迹
[问题]物体被抛出后,它对于抛出点O的位移的大小、方向都在变化,我们怎样研究平抛运动的位移?
[问题]
平抛运动的轨迹
下列说法是否正确:
(1)平抛运动的轨迹是抛物线,速度方向时刻变化,加速度方向也时刻变化。
(2)做平抛运动的物体质量越大,水平位移越大。
(3)从同一高度水平抛出的物体,不计空气阻力,初速度大的落地速度大。
(1)
(2)
×
(3)
×

答案:
[例题2]如图,某同学利用无人机玩“投弹"游戏。无人机以v0=2
m/s的速度水平向右匀速飞行,在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离h
=20m,空气阻力忽略不计,g取10
m/s2。
(1)求小球下落的时间。
(2)求小球释放点与落地点之间的水平距离。
分析:忽略空气阻力,
小球脱离无人机后做平抛运动,它在竖直方向的分运动是自由落体运动,根据自由落体运动的特点可以求出下落的时间,根据匀速直线运动的规律可以求出小球释放点与落地点之间的水平距离。
三、一般的抛体运动
观察投出去的物体(标枪、篮球)
做什么运动?
1.定义:初速度沿斜向上或斜向下方向的抛体运动。
2.初速度:vx=v0cosθ,vy=v0sinθ。
3.性质:斜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竖直上抛或竖直下抛运动的合运动。
斜上抛运动的对称性
①时间对称:相对于轨迹最高点,上升时间等于下降时间。
②速度对称:相对于轨迹最高点,对称的两点速度大小相等。
③轨迹对称:相对于过最高点的竖直线运动轨迹左右对称。
下列说法是否正确:
(1)斜抛运动和平抛运动在竖直方向上做的都是自由落体运动。
(2)斜抛运动和平抛运动在水平方向上做的都是匀速直线运动。
(3)斜抛运动和平抛运动的加速度相同。
(1)
(2)

(3)

×
答案:
[课堂练习]
1.关于平抛运动,下面的几种说法中正确的是(  )
A.平抛运动是一种不受任何外力作用的运动
B.平抛运动是曲线运动,它的速度方向不断改变,不可能是匀变速运动
C.平抛运动可以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
D.平抛运动的物体质量越小,落点就越远,质量越大,落点就越近
解析 做平抛运动的物体除了受自身重力外,不受其他外力,A错误;平抛运动轨迹是抛物线,它的速度方向不断改变,物体的加速度是重力加速度,故平抛运动是匀变速曲线运动,B错误;平抛运动可以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,C正确;平抛运动的运动情况与物体的质量无关,在相同高度的情况下,初速度越大,落点就越远,D错误。
答案 C
2.如图所示,滑板运动员以初速度v0从离地高h处的平台末端水平飞出,落在水平地面上。忽略空气阻力,运动员和滑板可视为质点,下列表述正确的是(  )
A.v0越大,运动员在空中运动时间越长
B.v0越大,运动员落地瞬间速度越大
C.运动员落地瞬间速度与高度h无关
D.运动员落地位置与v0大小无关
3.
(2017·全国卷Ⅰ,15)发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响)。速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网;其原因是(  )
A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多
B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大
C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少
D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大
4.(多选)如图所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N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的大
B.B的飞行时间比A的长
C.B在最高点的速度比A在最高点的大
D.B在落地时的速度比A在落地时的大
课堂小结(共17张PPT)
第五章
第三节
实验探究平抛运动的特点
1.知道什么是抛体运动、什么是平抛运动,理解平抛运动是匀变速曲线运动。
2.知道实验探究平抛运动的方法。
3.知道做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动。
4.知道做平抛运动的物体在竖直方向做自由落体运动。
学习目标
思考:这几个物体的运动有什么特点呢?
抛出后物体的受力情况如何?
掷出的标枪
飞跃的汽车
投射的篮球
一、抛体运动
1.
定义:以一定的初速度将物体抛出,如果物体只受重力的作用,这时的运动叫做抛体运动。
2.
分类:
v0
v0
v0
竖直上抛运动
平抛运动
斜抛运动
(竖直下抛运动)
二、平抛运动
1、平抛运动的概念:以一定的初速度将物体水平抛出,在空气阻力可以忽略的情况下,只受重力作用的运动。
2、平抛运动的条件:初速度沿水平方向,只有重力作用。
3、平抛运动的性质:
①初速度沿水平方向
②只受重力作用
③运动轨迹是曲线
匀变速曲线运动
三、实验:探究平抛运动的特点
(一)探究思路:
①平抛运动是一个较为复杂的曲线运动,如何处理?
运动的合成与分解
②平抛运动可以分解为哪两个方向的运动?
平抛运动
水平方向分运动
竖直方向分运动
③水平方向和竖直方向分运动分别是什么样的运动?
小组合作设计探究方案
(二)探究平抛运动竖直分运动特点:
1、实验器材:平抛竖落仪
2、实验步骤:
①在如图所示的装置中,用小锤击打弹性金属B片后,A球沿水平方向抛出,做平抛运动,同时B球被释放,自由下落,做自由落体运动。
②A、B两球同时开始运动。观察两球的运动轨迹,比较它们落地时间的先后。
③分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,多次重复这个实验,记录实验现象有什么变化。
思考:由于落地时间极短,如何判断两球落地时间的先后?
实验时可以用耳朵“听”来判断落地时刻的先后。
3、实验现象:两球同时落地,只有一个声音

4、实验结论:平抛运动在竖直方向的运动为自由落体运动。
(三)探究平抛运动水平分运动特点:
2、实验器材:斜槽、小球、木板、白纸、复写纸、图钉、铅笔、铅垂线等。
1、实验原理:我们已经探究出的平抛运动竖直分运动的特点,如果能够得到平抛运动的轨迹,设法确定“相等的时间间隔”。再看相等的时间内水平分运动的位移,进而确定水平分运动的规律
如何研究水平分运动?
3、设计实验:
①如图所示安装实验装置,将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上,用铅垂线把木板调整到竖直方向并固定;调节斜槽M末端水平。
②把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点
O,为坐标原点,再利用铅垂线在纸上画出通过
O点的竖直线,即
y
轴,过
O
点垂直
y
轴画出
x
轴。
③钢球在斜槽中从某一高度由静止滚下,从末端飞出后做平抛运动落到挡板
N上,在白纸上记录钢球位置。
④同一高度释放小球,上下调节挡板
N,重复多次实验,在白纸上记录钢球所经过的多个位置。
⑤用平滑曲线把这些印迹连接起来,就得到钢球做平抛运动的轨迹。
4、进行实验
5、图像处理:
O
x
y
h
4h
9h
h
3h
5h



如何确定相等的几段时间?
利用竖直方向上的位移比确定出相等时间。
有没有其他方法确定相等的几段时间?
利用频闪照相
6、实验结论:
平抛运动在水平方向的运动为匀速直线运动。
7、注意事项:
①应保持斜槽末端的切线水平,钉有坐标纸的木板竖直,并使小球的运动靠近坐标纸但不接触;

小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下,在斜槽上释放小球的高度应适当,使小球以合适的水平初速度抛出,其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布,从而减小测量误差;
O
O′
③坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点,应是小球在槽口时球心在木板上的水平投影点。
坐标原点(平抛起点)
(四)平抛运动特点:
探究平抛运动竖直分运动实验
竖直方向:自由落体运动
探究平抛运动水平分运动实验
水平方向:匀速直线运动
[例题1]关于平抛运动,下面的几种说法正确的是(

A、平抛运动是一种不受任何外力作用的运动
B、平抛运动是曲线运动,它的速度方向不断改变,不可能是匀变速运动
C、平抛运动可以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
D、平抛运动的落地时间与初速度大小无关
[例题2]在“研究平抛运动”实验中,下列措施可减小实验误差的是(

A、斜槽轨道末端切线必须水平
B、斜槽轨道必须光滑
C、每次要平衡摩擦力
D、小球每次应从斜槽同一高度释放
四、课堂小结
抛体运动
1、竖直上(下)抛运动
2、斜抛运动
3、平抛运动
①平抛运动的条件:
②平抛运动的性质:
③平抛运动的特点:
初速度水平,只受重力。
匀变速曲线运动
水平分运动:匀速直线运动
竖直分运动:自由落体运动。(共24张PPT)
第五章 抛体运动
2.运动的合成与分解
2
vyt
vxt
2.
蜡块运动的轨迹是什么?
3.
蜡块的速度是什么?
蜡块运动:
3
4
实际发生的运动
参与的几个运动
合成
分解
矢量运算
5
6
[例题1]如图所示,竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水,
内有一个红蜡块能在水中以0.3
m/s的速度匀速上浮。
现当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时,使玻璃管
水平匀速向右运动,测得红蜡块实际运动的方向与水平
方向的夹角为37°,则:
(1)根据题意可知玻璃管水平方向的移动速度为
????m/s
.
(2)若玻璃管的长度为0.6m,则当红蜡块从玻璃管底端
上浮到顶端的过程中,玻璃管水平运动的距离为
m.??
7
8
小船渡河:
1.模型特点:小船参与的两个分运动:小船在河流中实际的运动(站在岸上的观察者看到的运动)可视为船同时参与了
(1)船相对水的运动(即船在静水中的运动)也就是船头指向的速度.
(2)船随水漂流的运动(即速度等于水速),它的方向与河岸平行.
船在流水中实际的运动(合运动)是上述两个分运动的合成.
θ
d
v2
v船
v1
(一)最短渡河时间:
假设船在静水中行驶:
①θ=900时,即船头垂直对岸行驶时,渡河时间最短,且最短时间为:
②如果水流速度为v水:
根据运动的独立性原理,渡河时间不会因水的流动而改变,故船在动水中的渡河时间与在静水中情况相同。
渡河时间取决于V船垂直于河岸方向的分速度,与河水的速度无关。
v1
θ
d
v船
v2
v水
①当v船>v水时:当v合垂直河岸,合位移最短等于河宽d。
d
v船
(二)最短渡河位移:
v船
v合
求夹角:
求时间:
求位移:
smin=d
v水
d
v船
v船
v合
v船
v水
②v船<v水时,如图:当v合沿圆的切线方向时,合位移最短,且为:
13
14
15
关联速度:
v
θ
?
v船
v
模型一:
θ
v∥
v⊥
v合
?
注意:1)
v合即为船实际运动的速度
2)沿绳的方向上各点的速度大小相等
垂直于绳方向的旋转运动
沿绳方向的伸长或收缩运动
vA
vA=v合
cosθ
模型二:
18
1.为了抗击病毒疫情,保障百姓基本生活,许多快递公司推出了“无接触配送”。快递小哥想到了用无人机配送快递的方法。某次配送快递无人机在飞行过程中,水平方向速度Vx及竖直方向Vy与飞行时间t的关系图像如图甲、图乙所示。关于无人机运动说法正确的是(

[课堂练习]
A.0~t1时间内,无人机做曲线运动
B.t2时刻,无人机运动到最高点
C.t3~t4时间内,无人机做匀变速直线运动
D.t2时刻,无人机的速度为
2.一艘小船在静水中的速度为
3
m/s,渡过一条宽
150
m,水流速度为
4
m/s
的河流,则该
小船(  )
A.能到达正对岸
B.渡河的时间可能少于
50
s
C.以最短位移渡河时,位移大小为
200
m
D.以最短时间渡河时,沿水流方向的位移大小为
240
m
3.如图所示,小车m以速度v沿斜面匀速向下运动,并通过绳子带动重物M沿竖直杆上滑。则当滑轮右侧的绳子与竖直方向成θ角时,重物M上滑的速度为(  )
A.
B.
C.
D.
题号
1
2
3
考查点
会利用平行四边形定则对合运动和分运动进行矢量运算
小船过河最短时间与最短位移的求解
关联速度
典型共性错误
合速度分速度易混淆
容易将最短位移求解成沿河岸的水平分位移
合速度容易找错
教师讲解要点
如何清晰区分合运动与分运动并建立联系
明确合速度与分速度,合位移与分位移的不同以及如何进行求解
让学生理解物体实际的运动为合运动并能有效地对合运动进行分解
[反馈深化]
23
1.物体实际发生的运动是合运动,参与的几个运动是分运动,合运动与分运动遵循平行四边形定则.
2.小船渡河问题中,船头垂直河岸渡河时间最短,合速度垂直河岸位移最小.
3.“绳联物体”问题中,将物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和沿绳(杆)的两个分量.
[课堂小结]
[掌握巩固]完成课本课后习题和学案。
[情境融合]找一找日常生活中哪些运动可以进行分解,并自己尝试做一下。
3.
[课外百科]现在网络上有许多小船过河的Flash动画,可以非常直观理解小船过河问题。
【布置作业】(共9张PPT)
第五章
第一节
曲线运动
物体运动轨迹是曲线的运动,称为“曲线运动”
从O到A的位移:l
A点的坐标:
A(xA
,
yA)
一、曲线运动的速度方向
一、曲线运动的速度方向
[学生分组实验]
旋转滴有墨水的小雨伞
实验说明:如图所示,在一张白色硬纸板中心扎一个小孔,将自制小雨伞从中间穿过.在雨伞边缘处滴加适量墨水,快速旋转伞柄,“雨滴”将飞出,在纸板上留下痕迹
质点在某一点(或某一时刻)的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。
一、曲线运动的速度方向
一、曲线运动的速度方向
一、曲线运动的速度方向
结论:曲线运动速度方向时刻在改变,是变速运动
A
B
C
vA
vB
vC
[例题1]质点沿曲线从左向右运动,画出质点在A、B、C
三点的速度方向。
二、物体做曲线运动的条件
演示:拿出一枚粉笔头,水平抛出后在空中(不计空气阻力,合外力就是重力)将做曲线运动
结论:当物体所受的合力方向与它的速度方向不在同一
直线上时,物体做曲线运动。
[例题2]在越野赛车时,一辆赛车在水平公路上减速转弯,从俯视图中可以看到赛车沿曲线由M向N行驶,下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,正确的是(  )。
课堂小结
1.曲线运动的速度方向:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。
2.曲线运动速度方向时刻在改变,是变速运动
曲线运动
3.曲线运动的条件:当物体所受的合力方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。