5.4抛体运动的规律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修二课件26张PPT
文档属性
| 名称 | 5.4抛体运动的规律—【新教材】人教版（2019）高中物理必修二课件26张PPT |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-02-06 06:09:02 | ||
图片预览
文档简介
5.4抛体运动的规律
问题：
在排球比赛中，你是否曾为排球下网或者出界而感到惋惜？ 如果运动员沿水平方向击球，在不计空气阻力的情况下，要使排球既能过网，又不出界，需要考虑哪些因素？如何估算球落地时速度大小？
上节回顾
v0
v0
v0
竖直上抛运动
平抛运动
斜抛运动
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.平抛运动：初速度方向为水平方向的抛体运动叫做平抛运动。
v0
G
速
度
大小
方向
时间为t 时，物体运动到点P 处
一、平抛运动的速度
水平方向：匀速直线运动
竖直方向：自由落体运动
例题1：将一个物体以10 m/s的速度从10 m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。
分析：物体的水平分速度已知，竖直分速度可以由自由落体运动的高度求出。两者相比，即可求得tanθ，进而求出夹角θ。
解：如图建立平面直角坐标系。落地时，物体水平分速度
vx = v0 = 10 m/s
落地时，物体竖直分速度与h 的关系
即 θ = 55°
得 vy=14.1 m/s
vy2 － 0 = 2gh
二、平抛运动的位移与轨迹
位移
大小：
方向：
时间为t 时，物体运动到点P 处
水平方向：匀速直线运动
竖直方向：自由落体运动
平抛的轨迹
——平抛运动的轨迹是一条抛物线
水平方向：匀速直线运动
竖直方向：自由落体运动
消去 t 得：
例题2：如图，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以2m/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。
（3）求小球落地时速度的大小。
解（1）如图，以小球从无人机释放时的位置为原点O建立平面直角坐标系，x轴沿初速度方向，y轴竖直向下。设小球落地点为P，下落的时间为t，则有
（3）小球落地时速度的大小
（2）小球落地点与释放点之间的水平距离
所以小球落地的时间
平抛运动的规律
①平抛运动物体的飞行时间由______决定
②平抛运动物体的水平飞行距离由 决定
h
h、v0
由 得
（4）平抛运动物体的瞬时速度方向由_______决定
（3）平抛运动物体的瞬时速度大小由_________决定
h、v0
h、v0
（一）速度与水平方向上的夹角θ 和位移与水平方向上的夹角ɑ 的关系：
平抛运动的两个推论：
（二）速度方向的反向延长线与x轴的交点为水平位移的中点
1.斜抛运动的定义：如果物体被抛出时的速度 不沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方，这种抛体运动叫斜抛运动。
(1)受力特点：与平抛运动相同，在水平方向不受力，加速度为0；在竖直方向只受重力，加速度为g。物体受到的合力为重力，合加速度为g。
三、一般的抛体运动
2.斜抛运动的特点
(2)初速度特点：以斜上抛运动为例，把斜向上方的初速度分解到水平方向和竖直方向，如图所示，水平方向以vx=v0cosθ 做匀速直线运动；竖直方向以v0sinθ为初速度做竖直上抛运动。
斜抛运动的速度和位移
1. 轨迹：(如图)
2. 水平速度：
水平位移：
3. 竖直速度：
竖直位移：
x=v0tcos?
vx=v0cos?
vy=v0sin? - gt
斜向上抛运动的轨迹
水平位移：
竖直位移：
x=v0tcos?
——斜抛运动的轨迹也是一条抛物线
消去 t ,得
(1)时间对称：相对于轨迹最高点，两侧对称的上升时间等于下降时间.
(2)速度对称：相对于轨迹最高点，两侧对称的两点速度大小相等.
(3)轨迹对称：斜抛运动的轨迹相对于过最高点的竖直线对称.
斜抛运动的对称性
斜抛运动的结论
物体在空气中运动时，速度越大，阻力也越大，所以，研究炮弹的运动时就不能忽略空气阻力。根据你的推测，炮弹运动的实际轨迹大致是怎样的？
思考与讨论：
炮弹由于空气阻力，水平方向将做变减速直线运动，在竖直方向上升、下降过程中加速度大小并不相等，所以实际轨迹不再是抛物线，由于空气阻力的影响，射程和射高都减小了。
例1：在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力，可以视为平抛运动。摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。摩托车的速度至少要多大才能越过这个壕沟？ g 取 10 m/s2 。
解：摩托做平抛运动
x = v0t
①
竖直方向
②
将 x = 5m， y = 0.5m，代入得
v0 = 15.8 m/s
水平方向
摩托车的速度至少要15.8 m/s才能越过这个壕沟
例2：如图所示，从 A 点以水平速度 v0 抛出小球，小球垂直落在倾角为α的斜面上．不计空气阻力．求：
（1）小球落在斜面上时速度的大小 v ；
（2）小球从抛出到落在斜面上经历的时间 t 。
解（1）如图，将速度v分解，有：
（2）∵
∴
例3：如图所示，在倾角为 37°的斜坡上，从 A 点水平抛出一个物体，物体落在斜坡的 B 点，测得 AB 两点间的距离是75m．g 取 10 m/s 2 ，求：
（1）物体抛出时速度的大小；
（2）物体落到B点时速度的大小。
解：如图，将物体的位移s沿水平方向和竖直方向分解，则有
s
x
y
①
②
③
得
v0= 10 m/s
问题：
在排球比赛中，你是否曾为排球下网或者出界而感到惋惜？ 如果运动员沿水平方向击球，在不计空气阻力的情况下，要使排球既能过网，又不出界，需要考虑哪些因素？如何估算球落地时速度大小？
上节回顾
v0
v0
v0
竖直上抛运动
平抛运动
斜抛运动
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.平抛运动：初速度方向为水平方向的抛体运动叫做平抛运动。
v0
G
速
度
大小
方向
时间为t 时，物体运动到点P 处
一、平抛运动的速度
水平方向：匀速直线运动
竖直方向：自由落体运动
例题1：将一个物体以10 m/s的速度从10 m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。
分析：物体的水平分速度已知，竖直分速度可以由自由落体运动的高度求出。两者相比，即可求得tanθ，进而求出夹角θ。
解：如图建立平面直角坐标系。落地时，物体水平分速度
vx = v0 = 10 m/s
落地时，物体竖直分速度与h 的关系
即 θ = 55°
得 vy=14.1 m/s
vy2 － 0 = 2gh
二、平抛运动的位移与轨迹
位移
大小：
方向：
时间为t 时，物体运动到点P 处
水平方向：匀速直线运动
竖直方向：自由落体运动
平抛的轨迹
——平抛运动的轨迹是一条抛物线
水平方向：匀速直线运动
竖直方向：自由落体运动
消去 t 得：
例题2：如图，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以2m/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。
（3）求小球落地时速度的大小。
解（1）如图，以小球从无人机释放时的位置为原点O建立平面直角坐标系，x轴沿初速度方向，y轴竖直向下。设小球落地点为P，下落的时间为t，则有
（3）小球落地时速度的大小
（2）小球落地点与释放点之间的水平距离
所以小球落地的时间
平抛运动的规律
①平抛运动物体的飞行时间由______决定
②平抛运动物体的水平飞行距离由 决定
h
h、v0
由 得
（4）平抛运动物体的瞬时速度方向由_______决定
（3）平抛运动物体的瞬时速度大小由_________决定
h、v0
h、v0
（一）速度与水平方向上的夹角θ 和位移与水平方向上的夹角ɑ 的关系：
平抛运动的两个推论：
（二）速度方向的反向延长线与x轴的交点为水平位移的中点
1.斜抛运动的定义：如果物体被抛出时的速度 不沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方，这种抛体运动叫斜抛运动。
(1)受力特点：与平抛运动相同，在水平方向不受力，加速度为0；在竖直方向只受重力，加速度为g。物体受到的合力为重力，合加速度为g。
三、一般的抛体运动
2.斜抛运动的特点
(2)初速度特点：以斜上抛运动为例，把斜向上方的初速度分解到水平方向和竖直方向，如图所示，水平方向以vx=v0cosθ 做匀速直线运动；竖直方向以v0sinθ为初速度做竖直上抛运动。
斜抛运动的速度和位移
1. 轨迹：(如图)
2. 水平速度：
水平位移：
3. 竖直速度：
竖直位移：
x=v0tcos?
vx=v0cos?
vy=v0sin? - gt
斜向上抛运动的轨迹
水平位移：
竖直位移：
x=v0tcos?
——斜抛运动的轨迹也是一条抛物线
消去 t ,得
(1)时间对称：相对于轨迹最高点，两侧对称的上升时间等于下降时间.
(2)速度对称：相对于轨迹最高点，两侧对称的两点速度大小相等.
(3)轨迹对称：斜抛运动的轨迹相对于过最高点的竖直线对称.
斜抛运动的对称性
斜抛运动的结论
物体在空气中运动时，速度越大，阻力也越大，所以，研究炮弹的运动时就不能忽略空气阻力。根据你的推测，炮弹运动的实际轨迹大致是怎样的？
思考与讨论：
炮弹由于空气阻力，水平方向将做变减速直线运动，在竖直方向上升、下降过程中加速度大小并不相等，所以实际轨迹不再是抛物线，由于空气阻力的影响，射程和射高都减小了。
例1：在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力，可以视为平抛运动。摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。摩托车的速度至少要多大才能越过这个壕沟？ g 取 10 m/s2 。
解：摩托做平抛运动
x = v0t
①
竖直方向
②
将 x = 5m， y = 0.5m，代入得
v0 = 15.8 m/s
水平方向
摩托车的速度至少要15.8 m/s才能越过这个壕沟
例2：如图所示，从 A 点以水平速度 v0 抛出小球，小球垂直落在倾角为α的斜面上．不计空气阻力．求：
（1）小球落在斜面上时速度的大小 v ；
（2）小球从抛出到落在斜面上经历的时间 t 。
解（1）如图，将速度v分解，有：
（2）∵
∴
例3：如图所示，在倾角为 37°的斜坡上，从 A 点水平抛出一个物体，物体落在斜坡的 B 点，测得 AB 两点间的距离是75m．g 取 10 m/s 2 ，求：
（1）物体抛出时速度的大小；
（2）物体落到B点时速度的大小。
解：如图，将物体的位移s沿水平方向和竖直方向分解，则有
s
x
y
①
②
③
得
v0= 10 m/s