鲁科版 (2019)必修 第二册第2章 抛体运动第4节 生活中的抛体运动授课课件ppt

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一、抛体运动1.概念:以一定的初速度将物体抛出,物体仅在重力作用下所做的运动。2.分类:根据抛出物体的初速度方向,我们把抛体运动分为平抛运动、竖直上抛运动、竖直下抛运动、斜上抛运动和斜下抛运动。
二、斜上抛运动1.概念:将物体以一定的初速度沿斜上方抛出,仅在重力作用下的运动叫作斜上抛运动。2.运动规律:如图所示,斜上抛运动可看成是水平方向初速度为vx0=v0cs θ的匀速直线运动和竖直方向初速度为vy0=v0sin θ的竖直上抛运动的合运动。 
3.影响射高、射程的因素。(1)概念:①射高:物体能到达的最大高度。②射程:物体从抛出点到落地点的水平距离。(2)规律:①当抛射角一定,初速度越大,射高和射程都增大;②初速度大小一定,当抛射角为45°时,射程最大;当抛射角为90°时,射高最大。
1.正误辨析(1)物体只受重力作用的运动就是抛体运动。(　　)解析:有一定的初速度,只受重力作用。答案:×(2)抛体运动中,只有平抛运动的加速度为重力加速度。(　　)解析:所有抛体运动只受重力作用,加速度都为重力加速度。答案:×(3)抛体运动是匀变速运动。(　　)解析:所有抛体运动只受恒定的重力作用,均为匀变速运动。答案:√
(4)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。(　　)解析:斜抛运动的物体有竖直方向的初速度,所以竖直方向上不是自由落体运动。答案:×(5)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。(　　)答案:√(6)初速度越大,射程和射高都增大。(　　)解析:抛射角一定时,初速度越大,射程和射高都增大。答案:×
2.(多选)下列运动是斜抛运动的是(　　)A.在忽略空气阻力的情况下,斜向上踢出的足球B.被风吹动斜向上升起的氢气球C.在忽略空气阻力的情况下,投出的标枪D.从水平飞行的飞机上投下的炸弹解析:根据斜抛运动的定义,将物体以一定的初速度沿斜上方(或斜下方)抛出,仅在重力作用下物体所做的运动就叫作斜抛运动。被风吹动斜向上升起的氢气球,空气作用力较大不能忽略;从水平飞行的飞机上投下的炸弹,速度方向水平,不是斜抛运动。答案:AC
斜上抛运动的规律及其应用情境导引如图为篮球运动员投出篮球的过程,不考虑空气阻力的影响,篮球脱离手的速度为v0,与水平方向的夹角为θ,重力加速度为g。(1)类比研究平抛运动的方法,如何分解斜上抛运动?分运动的规律如何?(2)竖直上抛运动的上升和下落过程具有对称性,斜上抛运动的上升和下落过程具有对称性吗?
要点提示:(1)沿水平方向和竖直方向分解,水平方向初速度为vx0=v0cs θ且不受力,因此为匀速直线运动;竖直方向初速度为vy0=v0sin θ且只受重力,因此为竖直上抛运动。(2)斜上抛运动水平方向为匀速运动,竖直方向为竖直上抛运动。因此其关于轨迹最高点具有对称性。
知识点拨斜上抛运动的规律1.如图所示,斜上抛运动可以分解为水平方向初速度为vx0=v0cs θ的匀速直线运动和竖直方向初速度为vy0=v0sin θ的竖直上抛运动。
①当抛射角θ一定时,初速度v0越大,射高、射程都增大;②初速度大小一定,当抛射角为45°时,射程最大;当抛射角为90°时,射高最大。
5.斜抛运动的对称性(1)时间对称:相对于轨迹最高点C,两侧对称的运动阶段上升时间等于下降时间。如图中A与B点,从A到C和从C到B的时间相等,即tAC=tCB。(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。如图中vA=vB。(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。
实例引导例1一座炮台置于距地面h=60 m高的山崖边,以与水平线成45°角的方向发射一颗炮弹,炮弹离开炮口时的速度为v0=120 m/s,求:(1)从山崖上看,炮弹所达到的最大高度H;(2)炮弹落到地面的时间和速度大小;(3)炮弹从发射点到落地点的水平距离L。(不计空气阻力,g取10 m/s2)
答案:(1)360 m　(2)17.65　124.9 m/s　(3)1 497 m
变式训练1斜抛物体运动的轨迹在轨迹最高点两侧对称分布(抛出点与落地点在同一水平面上,空气阻力不计),下列说法正确的是(　　)A.位移大小相等的位置有两处B.速度大小相等的位置有两处C.从抛出点到最高点的时间一定等于从最高点至落地点的时间D.整个过程中速度方向时刻在改变,且速率也越来越大答案:C
斜上抛运动的功能关系规律情境导引利用功能关系是解决物理问题的重要方法之一,尤其是涉及速度、高度、功能等问题。请试着利用功能关系求解下列问题。一座炮台置于距地面h=50 m高的山崖边,以与水平面成30°角的方向发射一颗炮弹,炮弹离开炮口时的速度为v0=100 m/s,不计空气阻力,g取10 m/s2。求:(1)从山崖上看,炮弹所达到的最大高度H;(2)炮弹落到地面速度大小。
知识点拨1.只有重力做功,因此机械能守恒。2.所有做抛体运动的物体的机械能都守恒。
实例引导例2如图所示,某同学将质量为m=5 kg的铅球以v0=4 m/s的初速度,沿着与水平面45°的方向斜向上方抛出,抛出点到地面的高度h=1.7 m。不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。求:(1)该同学抛出铅球时对铅球做的功;(2)铅球落地时的动能Ek1;(3)铅球上升到最高点时的动能Ek2和离地高度H。
答案:(1)40 J　(2)125 J　(3)20 J　2.1 m
规律总结解决斜上抛运动问题的思路:(1)运动的合成和分解,即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。(2)机械能守恒定律。(3)运动的对称性。
变式训练2(2019山东枣庄高一检测)在同一高处的某一点将三个质量相同的小球以相同的速率v0分别上抛、平抛、斜抛,那么以下说法中正确的是(　　)A.从抛出到落地过程中,重力对它们所做的功都相等B.因小球的运动轨迹不同,重力对它们所做的功不同C.从抛出到落地过程中,重力对它们做功的平均功率都相等D.如果考虑空气阻力,则从抛出到落地过程中,重力对它们所做的功就不相等解析:由于重力做功与路径无关,只与初、末位置的高度差有关,三个小球初、末位置高度差相同,所以重力对它们所做的功都相等,A正确,B、D错误;三个小球在空中运动时间不一样,所以重力对它们做功的平均功率不相等,C错误。答案:A
1.关于斜抛运动,下列说法正确的是(　　)A.斜抛运动是匀变速曲线运动B.斜抛运动是非匀变速曲线运动C.斜抛运动是加速度逐渐增大的曲线运动D.斜抛运动是加速度逐渐减小的曲线运动解析:斜抛运动只有重力作用,故加速度恒为g,是匀变速运动,又因为斜抛运动的初速度与重力不在同一直线上,故斜抛运动是曲线运动,选项A正确。答案:A
2.一物体做斜上抛运动(不计空气阻力),在由抛出到落地的过程中,下列表述正确的是(　　)A.物体的加速度是不断变化的B.物体的速度不断减小C.物体到达最高点时的速度等于零D.物体到达最高点时的速度沿水平方向解析:斜上抛运动的加速度是重力加速度,所以加速度是不变的,速度是先变小再变大,所以选项A、B均错。物体在最高点的速度不为零且沿水平方向,所以选项C错,D对。答案:D
3.(多选)如图所示,一物体以初速度v0做斜抛运动,v0与水平方向成θ角,AB连线水平,则从A到B的过程中下列说法正确的是(　　)