人教版 (2019)必修 第二册4 抛体运动的规律课文配套课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第二册4 抛体运动的规律课文配套课件ppt，共46页。PPT课件主要包含了必备知识·自主学习，平抛运动，平面直角，vxv0，vygt，v0t，抛物线，斜向上，斜向下，匀变速曲线运动等内容，欢迎下载使用。

一、平抛运动的速度【情境思考】飞镖运动是一项非常有趣的运动。在一次飞镖比赛中,一位同学沿水平方向正对飞镖盘的靶心投出飞镖,飞镖能命中靶心吗? 提示:不能命中靶心。
1.以速度v0沿水平方向抛出一物体,物体做_________。以抛出点为原点,以初速度v0的方向为x轴方向,竖直向下的方向为y轴,建立_________坐标系。2.平抛运动中的速度:(1)水平方向:_____。(2)竖直方向:_____。(3)合速度大小:______________________,方向:_________,其中θ为合速度与水平方向的夹角。
二、平抛运动的位移和轨迹【情境思考】从桌面水平抛出的钢球做平抛运动的运动轨迹能否被看作是一条抛物线? 提示:可以看作一条抛物线。
1.平抛运动中的位移:(1)水平方向:x=___。(2)竖直方向:y=____。2.物体的运动轨迹:_______,其中,_____与x、y无关,具有y=ax2的形式,它的图像是一条_______。
三、一般的抛体运动【情境思考】标枪被掷得远近,除了力度外,还与哪些因素有关?提示:投掷角度。
1.抛体运动的方向:初速度方向_______或_______。2.运动性质:由于物体只受重力,所以抛体运动是_______________。3.分析方法:斜抛运动可以看成是水平方向的___________动和竖直方向的_______________的合运动。4.初速度:水平方向:vx=_______;竖直方向:vy=_______。
5.以下描述中符合科学事实的有_____。①抛体运动是匀变速曲线运动。②物体做平抛运动的时间由水平位移决定。③物体做平抛运动的合速度方向可能竖直向下。④物体做平抛运动时,在相等的时间内速度的变化量相等。⑤做平抛运动的物体,初速度越大,在空中运动的时间越长。⑥物体做斜抛运动到达最高点时,速度为零。
知识点一　平抛运动的规律1.平抛运动的特点:
2.平抛运动的规律及处理方法:
提醒:研究平抛运动通常采用“化曲为直”的思想,即将平抛运动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。
【问题探究】由静止释放后的小球将从桌子的边缘沿水平方向飞出,开始做平抛运动。讨论:(1)做平抛运动的小球的受力特点?提示:只受重力。(2)为了研究方便,我们可以将平抛运动转化为哪两个方向的直线运动?提示:可以转化为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
【典例示范】【典例】如图,一条小河两岸的高度差是h,河宽是高度差的4倍,一辆摩托车(可看作质点)以v0=20 m/s 的水平速度向河对岸飞出,恰好越过小河。若g取10 m/s2,求:(1)摩托车在空中的飞行时间;(2)小河的宽度。
【解析】(1)设河宽为x,运动时间为t,由平抛运动的规律得:竖直方向上:h= gt2水平方向上:x=v0t且:x=4h联立以上几式解得:t= =1 s。(2)小河的宽度为:x=v0t=20×1 m=20 m。答案:(1)1 s　(2)20 m
【规律方法】平抛运动时间的求解方法(1)利用水平位移或竖直位移求解时间:根据水平方向x=v0t或竖直方向y= gt2可求解时间。(2)利用竖直分速度可求解时间:先求出竖直分速度,再根据vy=gt可求解时间。(3)利用Δy=gT2可求解时间。
【素养训练】1.(多选)如图所示,小球A、B分别从2l和l的高度水平抛出后落地,上述过程中A、B的水平位移分别为l和2l。忽略空气阻力,则(　　)A.A和B的位移大小相等B.A的运动时间是B的2倍C.A的初速度是B的 D.A的末速度比B的大
【解析】选A、D。位移为初位置到末位置的有向线段,由题图可得sA= ,sB= ,A和B的位移大小相等,A正确;平抛运动的时间由高度决定,即tA= ,tB= ,则A的运动时间是B的 倍,B错误;平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,则vxA= ,vxB= ,则A的初速度是B的 ,C错误;小球A、B在竖直方向上的速度分别为vyA=2 ,vyB= ,所以可得vA= ,vB=2 = ,即vA>vB,D正确。
2.如图,小红在练习“套环”(套环用单匝细金属丝做成)游戏,要将套环“套”上木桩。若小红每次均在O点将“套环”水平抛出,O为“套环”最右端,已知“套环”直径为15 cm,抛出点O距地面高度H=1.35 m,距木桩水平距离d=2.5 m,木桩高度h=10 cm,g取10 m/s2,求:
(1)“套环”从抛出到落到木桩最上端经历的时间;(2)“套环”落到木桩最上端时的竖直速度大小;(3)若不计木桩的粗细,为能让“套环”套入木桩,小红抛出“套环”的初速度大小的范围。
【解析】(1)由平抛运动的规律可知:H-h= gt2得:t= =0.5 s(2)由vy=gt解得:vy=5 m/s(3)由v0= 得:v1= =5 m/sv2= =5.3 m/s所以能让“套环”套入木桩的初速度大小的范围是:5 m/s知识点二　平抛与斜面问题1.常见的有两类问题:(1)物体从斜面上某一点抛出以后又重新落到斜面上,此时平抛运动物体的合位移方向与水平方向的夹角等于斜面的倾角。(2)做平抛运动的物体垂直打在斜面上,此时物体的合速度方向与斜面垂直。
【问题探究】两个小球A和B以不同的水平初速度抛出后落到斜面上同一位置。 (1)两小球在落点的速度方向是否相同?提示:两小球在落点的速度方向相同。(2)小球在运动过程中,距斜面最远时的条件?提示:当小球的合速度方向与斜面平行时,小球距斜面最远。
【典例示范】【典例】如图，小球以15 m/s的水平初速度①向一倾角为37°的斜面抛出，飞行一段时间后，恰好垂直撞在斜面上②。取g＝10 m/s2，tan37°＝ ，求： (1)小球在空中的飞行时间；(2)抛出点距落点的高度③。
【解析】对小球撞在斜面上时的速度进行分解,如图: 由几何关系知β=90°-37°=53°。(1)由图得tanβ= 得飞行时间t= tanβ=2 s。(2)高度h= gt2= ×10×22 m=20 m。答案:(1)2 s　(2)20 m
【素养训练】1.如图所示,离地面高h处有甲、乙两个小球,甲以速度v0水平抛出,同时乙以大小相同的初速度v0沿倾角为30°的光滑斜面滑下。若甲、乙同时到达地面,不计空气阻力,则甲运动的水平距离是(　　)
【解析】选A。 解得:x= h,选项A正确,B、C、D错误。
2.如图,跳台滑雪时,运动员踏着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上(未画出)获得一速度后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆,这项运动非常惊险。设一位运动员由斜坡顶端A点沿水平方向飞出的速度v0=20 m/s,落点在斜坡上的B点,斜坡倾角θ取37°,斜坡可以看成一斜面,不计空气阻力。(g取10 m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8)求:(1)运动员在空中飞行的时间;(2)A、B间的距离。
【解析】(1)运动员由A点到B点做平抛运动,水平方向的位移x=v0t,竖直方向的位移y= gt2,又 =tan37°,联立以上三式得运动员在空中的飞行时间t= =3 s。(2)由题意知sin37°= 得A、B间的距离s= =75 m。答案:(1)3 s　(2)75 m
知识点三　一般的抛体运动1.斜抛运动的规律: (1)速度规律。水平速度:v0x=v0csθ。竖直速度:v0y=v0sinθ-gt。t时刻的速度大小为v= 。
(2)位移规律。水平位移:x=v0xt=v0tcsθ。竖直位移:y=v0tsinθ- gt2。t时间内的位移大小为s= ,与水平方向成α角,且tanα= 。
2.射高和射程:(1)斜抛运动的飞行时间:t=(2)射高:h= (3)射程:s=v0csθ·t= 对于给定的v0,当θ=45°时,射程达到最大值,smax= 。
【问题探究】如图所示是一座音乐喷泉。由喷泉喷射出来的每一个水滴的运动都可以看作是斜抛运动。(1)类似于平抛运动,可用何种方法研究斜抛运动?提示:将斜抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动。(2)当水滴运动到最高点时其速度和加速度的特点?提示:在最高点速度方向沿水平方向与重力加速度方向垂直。
【典例示范】【典例】如图,做斜上抛运动的物体到达最高点时,速度v=24 m/s,落地时速度vt=30 m/s,g取10 m/s2。求:(1)物体抛出时速度的大小和方向;(2)物体在空中的飞行时间t。
【解析】(1)根据斜抛运动的对称性,物体抛出时的速度与落地时的速度大小相等,故v0=vt=30 m/s,设与水平方向夹角为θ,则csθ= ,故θ=37°。(2)竖直方向的初速度为v0y= =18 m/s故飞行时间t= =3.6 s。答案:(1)30 m/s　与水平方向夹角为37°　(2)3.6 s
【素养训练】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两点,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在落地时的速度比A在落地时的大D.B在最高点的速度与A在最高点的速度相等
【解析】选C。A和B的加速度均等于重力加速度,即B的加速度等于A的加速度,故A错误;两球都做斜抛运动,竖直方向的分运动是竖直上抛运动,根据运动的对称性可知,两球上升和下落的时间相等,而下落过程,根据t= ,知下落时间相等,则两球飞行的时间相等,故B错误。两球的竖直高度相等,时间相等,A的水平位移小于B的水平位移,A的水平速度小,最高点只有水平速度,故最高点A的速度比B的小,故D错误;落地时根据vy= ,竖直分速度一样大,水平分速度B大,所以B落地时的速度比A落地时的速度大,故C正确。
【拓展例题】考查内容:平抛运动的临界问题【典例】如图所示,在网球的网前截击练习中,若练习者在球网正上方距地面H处,将球以速度v沿垂直球网的方向击出,球刚好落在底线上。已知底线到网的距离为L,重力加速度取g,将球的运动视为平抛运动,下列表述正确的是(　　)A.球的速度v等于 B.球从击出至落地所用时间为 C.球从击球点至落地点的位移等于LD.球从击球点至落地点的位移与球的质量有关
【解析】选A。根据H= gt2得,网球平抛运动的时间t= ,则球平抛运动的初速度v= 故A项正确,B项错误;击球点与落地点的水平位移为L,下落的高度为H,则球从击球点至落地点的位移为x= >L,故C项错误;球平抛运动的加速度为g,与球的质量无关,则球落地点与击球点的位移与球的质量无关,故D项错误。
【体育情境】乒乓球(table tennis),中国国球,是一种世界流行的球类体育项目,包括进攻、对抗和防守。探究:在某次乒乓球比赛中,乒乓球先后两次落台后恰好在等高处水平越过球网,过网时的速度方向均垂直于球网,把两次落台的乒乓球看成完全相同的两个球,球1和球2,如图,不计乒乓球的旋转和空气阻力。
(1)乒乓球自起跳到最高点的过程中,球1与球2的飞行时间相等吗?(2)过网时球1与球2的速度哪个大?【解析】(1)由h= gt2可得两球飞行时间相等。(2)由x=vt可知,球1的水平位移较大,运动时间相同,则球1的水平速度较大。答案:(1)相等　(2)球1
【生活情境】很多烟花炸开后,形成漂亮的礼花球,一边扩大,一边下落。 探究:假设礼花弹在最高点炸开后产生大量的小块,每个小块抛出的速度v大小相等,方向不同,有的向上减速运动,有的向下加速运动,有的做平抛运动,有的做斜抛运动。请用运动合成和分解的知识论证说明礼花弹炸开后所产生的大量小块会形成一个随时间不断扩大的球面。