1.4 平抛物体的运动 课件—粤教版高中物理必修二20张PPT

(共21张PPT)
必修二
第一章
抛体运动
§1.4
平抛物体的运动
v0
G
一.
什么是平抛运动
1.
定义：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，仅在重力作用下物体所做的运动叫做平抛运动。
2.
运动特征：
①初速度——v0≠0且沿水平方向
②合外力——F合=G
（理想化模型）
请仔细观察和分析图中的平抛现象，试运用已学过的知识解释这些现象。能否由此总结
出平抛运动的特点？
将结果与同一小组的同学讨论
与交流后，写在下面的空格内。
【讨论与交流】
（书P14）
⑴我观察到的现象是___________；
⑵平抛运动物体的受力是______，方向是__________，它的加速度是_____________。
⑶平抛运动的特点是__________________。
物体沿水平方向抛出后运动轨迹是抛物线。
物体运动过程中所受合力F合与速度v不共线。
解释是_________________________________________
重力
竖直向下
重力加速度
具有水平初速度且只受重力作用的匀变速曲线运动。
§1.4
平抛物体的运动
v0
G
一.
什么是平抛运动
1.
定义：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，仅在重力作用下物体所做的运动叫做平抛运动。
3.
平抛运动的性质：
具有水平初速度且只受重力作用的匀变速曲线运动。
2.
运动特征：
①初速度——v0≠0且沿水平方向
②合外力——F合=G
（理想化模型）
抛体运动
竖抛
平抛
斜抛
竖直下抛
竖直上抛
v0
G
v0
G
G
※
☆请判断正误：所有抛体运动均属匀变速运动。
√
二.
平抛运动的分解
（一）初步的观察研究
在一块竖直放置的背景板上固定两个弧形轨道A、B，用于发射小铁珠。从轨道A射出的小铁珠做平抛运动，从轨道B射出的小铁珠做匀速直线运动。
（书P14）
此外，板
上还装有三个电磁铁C、D、E，其中电磁铁C、D可分别沿轨道A、B移动，但每次移动后，均能保证电磁铁C、D分别离轨道A、B出口
A出口处有一个碰撞开关，
用以控制电磁铁E的电源的
通断。
水平线的高度相等。
在轨道
保持相同水平初速
电磁铁E可以沿水平
杆MN移动，当它吸上小铁
珠时，该小铁珠的中心与从
轨道A射出的小铁珠的中心
在同一条水平线上。
等高下落
同时下落
1.
研究水平方向上的分运动的性质。
⑴
把两个小铁珠分别吸在电磁铁C、D上，切断电源，使两个小铁珠以相同的初速度分别从轨道A、B射出。
⑵
同步改变电磁铁C、D与轨道出口水平线之间的高度，多次重复以上步骤。
观察到的实验现象：__________________。
两个小铁珠总会发生相遇
初步判断是：__________。
两小铁珠在水平方向上的运动情况完全相同，平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动。
证据是：_____________。
两小铁珠到达斜面底端时有相同的水平初速度，且在相同时间内做平抛运动的小铁珠在水平方向的位移和做匀速直线运动的小铁珠的水平方向位移相等。
2.
研究竖直方向上的分运动的性质。
⑴
把两个小铁珠分别吸在电磁铁C、E上，切断电磁铁C的电源，使一只小铁珠从轨道A射出，并在射出时碰撞开关S，使电磁铁E断电释放它吸着的小铁珠。
⑵
让电磁铁E从N向M移动，调整它的位置，多次重复以上步骤。
观察到的实验现象：__________________。
两个小铁珠总会发生相遇
初步判断是：__________。
两小铁珠在竖直方向上的运动情况完全相同，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。
证据是：_____________。
做平抛运动的小铁珠在竖直方向初速度为零且只受重力作用。
（二）更精确的实验研究
（书P16）
∴两个球在竖直方向上经过相等时间，落到相同的距离，即平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
竖直方向——
两球竖直方向初速度相同
下落时间t相同，
加速度相同
由运动学公式
均遵守自由落体运动规律
下落高度y相同
水平方向——
∴平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。
如图，平抛小球在相等时间t内前进相同
的水平距离，
∴平抛的水平分运动遵守匀速直线运动规律
即水平速度v0=
x
/
t
不变。
二.
平抛运动的分解
（三）理论的分析与论证
水平方向——
v0
v1
G
v2
G
G
据牛顿第一定律，做平抛运动的物体在水平方向不受力，物体由于惯性而做匀速直线运动。
竖直方向——
据牛顿第二定律，做平抛运动的物体在竖直方向仅受重力作用，且竖直方向初速为零，物体做自由落体运动。
综上所述，平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动；在竖直方向上的分运动是自由落体运动。
§1.4
平抛物体的运动
2.
某人用弓箭水平射向一个靶子，如图所示，设弓箭在水平射出的瞬间，靶子从静
止开始自由下落，弓箭能射中靶
子吗？为什么？
【讨论与交流】
（书P17）
答：弓箭水平射出,做平抛运动,因此弓箭在竖直方向做自由落体运动.靶子也是做自由落体运动.
因此,在竖直方
向上弓箭和靶子始终在一条水平线上.
所以,如果弓箭射出时的高度足够高,使弓箭和靶子能在未落地之前相遇,则弓箭就射在了靶子上;
高度不足,弓箭和靶子在落地时仍未相遇,则弓箭就不能射在靶子上.
如果弓箭射出时的
堂上练习
1、做平抛运动的物体，每秒的速度增量总是（
）
A、大小相等，方向相同
B、大小不等，方向不同
C、大小相等，方向不同
D、大小不等，方向相同
三.
平抛运动的规律
§1.4
平抛物体的运动
建立坐标系——以抛出点为坐标原点；水平抛出的方向为x轴的正方向；竖直向下的方向为y轴正方向。
1.
分运动
O
x
y
A
x
y
s
vx
vy
v
θ
α
2.
合运动
①合速度
θ为v向与正x轴夹角
②合位移
α为s向与正x轴夹角
B
O
x
y
A
x
y
s
vx
vy
v
θ
α
B
三.
平抛运动的规律
§1.4
平抛物体的运动
3.
平抛运动的几个推论
⑴
运动时间
∴运动时间t仅由下落高度y决定，与初速v0无关。
⑵
落地水平距离
∴落地水平距离x仅与初速v0及下落高度y有关，与其它无关。
⑶
落地速度
v仅由v0与y决定,与其它无关.
【讨论与交流】
（书P17）
在竖直方向
∵yA=yB，∴tA=tB
在水平方向
A
B
y
vA
vB
答：做平抛运动的物体落地时间是由其抛出高度决定的，抛出的水平距离是由物体的水平初速度与运动时间的乘积决定的。两石子的抛出高度相同，因此它们的落地时间相同。两石子抛出时的水平初速度不相同，运动时间相同，因此抛出的水平距离不相同。
1.
同一高度以不同的速度同时水平抛出的两个质量不同的石子,落地的时间是否相
同？抛出的水平距离是否相同？
∵vA分析：A、B两球作平抛运动.
y
x
1.
根据本节的知识，只用卷尺就可以测出玩具手枪子弹射出时的速度。请你设计这个实验，说明实验原理以及需要测定的数据，然后实际操作，测出玩具手枪子弹射出时的速度。
【实践与拓展】
（书P17）
实验原理：使用玩具手枪射出子弹时,让子弹水平射出,则子弹做平抛运动.
需测定的数据：子弹出射时与地面之间的高度y，子弹飞行的水平距离x。
子弹射出时的初速度：
做平抛运动的物体,在水平方向做匀速直
线运动,在竖直方向做自由落体运动.
因此,只要知道子弹射出时的高度,由自由落体运动规律就可以算出子弹在空中运动的时间.
再知道子弹射出的水平距离,由匀速直线运动规律就可算出子弹出射时的速度.
2.
学了本节的知识，你就可以对本章开始提出的“一架水平飞行的运输机，怎样把救援物资投向指定地点”问题作出回答了。假如飞机在高出地面490m的高度以40m/s的速度水平飞行。为了使投下的物资落在指定地点，飞机应该在与指定地点的水平距离多远的地方进行投放（不计空气的阻力）？请先做出定性的推理，然后再做出定量的计算。
【实践与拓展】
（书P17）
答：飞机应在到达指定地点之前400m投放救援物资。
解：飞机投出的救援物资作平抛运动，设在空中运动时间为t，初速度v=40m/s，平抛高度y=490m，
在竖直方向，
在水平方向，
得
y=490m
v=40m/s
x=?
练(书P17/1).
如图所示，一位投飞镖的人想投中靶子的中心，可他瞄准时却对准靶中心的上方，这是为什么？
答：若飞镖对准靶中心投出去，只在重力的作用下做平抛运动，飞镖同时参与在水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。经过一段时间后，飞镖在竖直方向向下会移动一段距离，所以为投上靶子中心，在瞄准时必须瞄在中心的正上方。
C
练(书P18/2).
如图是平抛物体落地时速度的合成图，从抛出到落地这一过程中物体速度改变量的大小△v等于__________。
vx
vy
v
由
（平抛运动竖直方向
）
vy
练(书P18/3).
决定一个平抛运动的总时间的因素是
A.
抛出时的初速度
B.
抛出时的竖直高度
C.
抛出时的竖直高度和初速度
D.
以上均不正确
B
平抛运动竖直方向
∴运动时间t仅由下落高度y决定，与初速v0无关。
练(书P18/4).
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°角落，取g=10m/s2。
x
y
450
A
B
解：滑雪运动可视为做平抛运动，如图，设经时间t落到斜坡上，有
由几何关系
即
y=x
∴
得
v0
练(书P18/5).
如图所示，从地面上方某点，将一小球以10m/s的初速度沿水平方向抛出，小球经过1s落地，不计空气阻力，取g=10m/s2。根据题中所供的信息，你能求出哪些相关的物理量？
解：小球做平抛运动，如图
竖直方向
水平方向
合运动
速度偏角
位移偏角
即α=26.6°
x
y
s
vx
vy
vt
θ
α
即θ=45°