粤教版（2019）物理必修第二册 1.4 生活和生产中的抛体运动 课件(53张ppt）

第一章　抛体运动
第四节　生活和生产中的抛体运动
学习目标
学法指导
1.知道抛体运动的概念
2．理解竖直方向上的抛体运动的特点和规律
3．学会将竖直方向上的抛体运动分解为匀速直线运动和自由落体运动两个分运动
4．知道斜抛运动的概念及性质
5．知道斜抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动
1.会运用运动的合成与分解分析抛体运动
2．会把物体在实际中的运动抽象为质点模型和抛体运动模型
3．会运用抛体运动的规律来求解生活和生产中的实际问题
知识导图
预习导学 | 新知领悟
1．抛体运动
以一定的________将物体抛出，在__________可以忽略的情况下，物体只在______作用下的运动．
2．竖直上抛运动
(1)把物体以某一初速度_____________抛出，仅在______作用下的运动．
(2)初速度向上，加速度a＝________的匀变速直线运动．
抛体运动
初速度
空气阻力
重力
竖直向上
重力
－g
3．一般的抛体运动
物体抛出的速度v0斜向上方或斜向下方时，物体做斜抛运动(设v0与水平方向的夹角为θ)．
(1)水平方向：物体做_____________运动，初速度vx＝___________.
(2)竖直方向：物体做竖直上抛或竖直下抛运动，初速度vy＝____________.
匀速直线
v0cos θ
v0sin θ
4．生活和生产中的抛体运动
(1)喷泉的水珠仅在重力作用下，可以将水珠的运动视为______________．
(2)水平传送带传送物体，物体从传送带上落下的运动视为____________．
竖直上抛运动
平抛运动
(多选)关于斜抛运动，忽略空气阻力．下列说法正确的是 (　　)
A．斜抛运动是曲线运动
B．斜抛运动的初速度是水平的
C．斜抛运动在最高点速度不为零
D．斜抛运动的加速度是恒定的


【答案】ACD
【解析】做斜抛运动的物体只受重力作用，加速度为g，水平方向为匀速直线运动，竖直方向做加速度为重力加速度g的匀变速直线运动，在最高点有水平速度．故A、C、D正确．
多维课堂 | 素养初培
(1)如图所示，广场上喷泉的运动是什么运动？
(2)若喷泉水珠初速度为v0，则喷泉水珠上升的最大高度以及上升到最大高度所用的时间是多少？
(3)若喷泉水珠初速度为v0，则喷泉水珠由
最大高度落回原地时的速度以及落回原地所用
的时间是多少？
竖直上抛运动的规律及应用
2．处理竖直上抛运动问题的两种思路和方法
(1)分步处理：上升过程是初速度为v0，加速度a＝－g，末速度为vt的匀减速直线运动；下降过程是自由落体运动．(不考虑空气阻力)
(2)整体处理：将全过程看作是初速度为v0、加速度a＝－g的匀变速直线运动，用匀变速直线运动规律进行计算．

①通过同一点的速度大小相等、方向相反．
②上升时间和下降时间相同，同一段位移用时也相同．
③上升为匀减速到零的过程，下降为自由落体运动回到抛出点，上升可看作下落的逆过程．
精练1　在离地面15 m的高处，以10 m/s的初速度竖直上抛一小球，求小球落地时的速度和小球从抛出到落地所用的时间．(忽略空气阻力的影响)
【答案】20 m/s，方向向下　3 s
【答案】C
　竖直上抛运动的特点
竖直方向的抛体运动分为竖直下抛运动和竖直上抛运动，它们都是直线运动，都只受重力作用，所以加速度都是重力加速度g，都能应用匀变速直线运动的规律来处理．但竖直上抛运动和竖直下抛运动的初速度方向不同，竖直上抛运动初速度方向向上，与重力加速度方向相反，所以向上做匀减速运动，上升到最高点后做初速度为零的自由落体运动；竖直下抛运动一直是初速度不为零的匀加速直线运动．
如图所示，是链球、铅球、铁饼、标枪等体育运动．
(1)在什么情况下，它们的运动可以看作是斜抛运动？
(2)它们在上升到最高点时，速度、加速度为零吗？
(3)如何分析斜抛运动？
对斜抛运动的分析

【答案】(1)忽略空气阻力，沿斜向上方向抛出时可以看作斜抛运动．
(2)速度不为零，有水平方向的速度，加速度一直为g.
(3)斜向上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运动的合运动．
3．速度变化特点
由于斜抛运动的加速度为定值，因此，在相等的时间内速度的变化大小相等，方向均竖直向下，故相等的时间内速度的变化相同，即Δv＝gΔt.
4．对称性特点
(1)速度对称：相对于轨道最高点两侧对称的两点速
度大小相等，或水平方向速度相等、竖直方向速度等大
反向(如图所示)．
(2)时间对称：相对于轨道最高点两侧对称的曲线，上升时间等于下降时间，这是由竖直上抛运动的对称性决定的．
(3)轨迹对称：其运动轨迹关于过最高点的竖直线对称(如图所示)．
精练2　有A、B两小球，B的质量为A的两倍．现将它们以相同速率沿同一方向抛出，不计空气阻力．图中①为A的运动轨迹，则B的运动轨迹是 (　　)
A．①　　 B．②　　
C．③　　 D．④

【答案】A
【解析】由于不计空气阻力，因此小球以相同的速率沿相同的方向抛出，在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向的初速度相同，加速度为重力加速度，水平方向的初速度相同，因此两小球的运动情况相同，即B球的运动轨迹与A球的一样，A正确．
变式2　(2020届河南洛阳名校期中)如图所示，将一篮球从地面B点斜向上抛出，刚好垂直击中篮板上A点，不计空气阻力．若从抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离，仍使抛出的篮球垂直击中A点，则可行的是 (　　)
A．增大抛射速度v0，同时减小抛射角θ
B．增大抛射角θ，同时减小抛出速度v0
C．减小抛射速度v0，同时减小抛射角θ
D．增大抛射角θ，同时增大抛出速度v0


【答案】B
【解析】把篮球的运动逆向看作平抛运动，若从抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离，仍使抛出的篮球垂直击中A点，则需要增大抛射角θ，同时减小抛出速度v0，B正确．
　斜抛运动问题的分析技巧
1．斜抛运动问题可用运动的合成与分解进行分析，即水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动．
2．运动时间及射高由竖直分速度决定，射程由水平分速度和抛射角决定．
3．由抛出点到最高点的过程可逆向看作平抛运动来分析．
精练3　中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里．如图所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，将削出的小面圈的运动视为平抛运动，且小面圈都落入锅中，重力加速度为g，则下列关于所有小面圈在空中运动的描述错误的是 (　　)
平抛运动在生活和生产中的应用

A．P、Q落地时间相同
B．P、Q落地时间差与车辆速度无关
C．P、Q落地时间差与车辆速度成正比
D．P、Q落地时间差与车辆速度乘积等于ΔL
【答案】BD
核心素养微专题
斜抛运动的弹道曲线
如图所示，图中实线为炮弹实际飞行的轨迹，这种曲线通常称为弹道曲线．
弹道曲线和理论抛物线是不同的．由于空气阻力的影响，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．
专练　(多选)以相同的初速率、不同的抛射角同时抛出A、B、C三个球，这三个球在空中的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是(不考虑空气阻力) (　　)
A．A、B、C三个球在运动过程中，加速度都相同
B．B球的射程最远，所以最迟落地
C．A球的射高最大，所以最迟落地
D．B球的抛射角一定为45°
【答案】AC
【解析】A、B、C三球在运动过程中只受重力作用，故具有相同的加速度g，A正确；斜抛运动可以分成上升和下落两个过程，下落过程就是平抛运动，根据平抛物体在空中的飞行时间只决定于抛出点的高度，可知A球从抛物线顶点落至地面所需的时间最长，再由对称性可知斜抛物体上升和下落所需的时间是相等的，所以A球最迟落地，故C正确，B错误；B球的射程相对于A、C最远，但不一定是该初速率对应的最远射程，故抛射角不一定为45°，因此D错误．
课堂小练 | 素养达成
1．关于竖直下抛运动，下列说法正确的是 (　　)
A．下落过程是加速运动，加速度越来越大
B．下落过程是匀速直线运动
C．在下抛时，由于给物体一定的作用力，所以在下落过程中的加速度大于重力加速度
D．下落过程中，物体的运动是匀变速直线运动


【答案】D
【解析】竖直下抛的物体只受重力，故其加速度为g，恒定不变，物体的运动是匀加速直线运动，故A、B、C错误，D正确．
2．蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目．一个运动员从离水平网面某一高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦离网面到再次回到网面的时间为2 s．则蹦床运动员离水平网面的最大高度为(g取10 m/s2) (　　)
A．25 m　 B．5 m　
C．10 m　 D．15 m


【答案】B
3．(2020届江苏名校期末)关于斜抛运动，下列说法正确的是 (　　)
A．斜抛运动是一种不受任何外力作用的运动
B．斜抛运动是曲线运动，它的速度方向不断改变，不可能是匀变速运动
C．任意两段时间内的速度大小变化相等
D．任意两段相等时间内的速度变化相等
【答案】D
【解析】斜抛运动是指将物体以一定的初速度沿斜上方抛出，物体只在重力作用下运动，故A错误；做斜抛运动的物体因为初速度方向与重力方向不共线，同时又因为物体只受重力作用，产生的重力加速度是恒定不变的，所以斜抛运动是匀变速曲线运动，故B错误；根据加速度的定义式可得Δv＝gΔt，所以在相等的时间内速度的变化相等，故C错误，D正确．
4．如图是斜向上抛出物体的轨迹，A、B是轨迹上等高的两个点．物体经过A、B两点时不相同的物理量是 (　　)
A．加速度 B．速度
C．速度的大小 D．动能
【答案】B
【解析】物体仅受重力作用，故加速度相同，A错误；物体经过A、B两点时竖直速度大小相等方向相反，水平速度相等，故B正确，C、D错误．
5．一位田径运动员在跳远比赛中以10 m/s的速度沿与水平面成30°的角度起跳，在落到沙坑之前，他在空中滞留的时间约为(g取10 m/s2) (　　)
A．0.42 s　 B．0.83 s
C．1 s　 D．1.5 s
【答案】C