高中4 抛体运动的规律教课内容ppt课件

这是一份高中4 抛体运动的规律教课内容ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了v0t，匀加速，抛物线，答案B，v0cosθ，匀变速，v0sinθ，答案BD，答案AC，答案D等内容，欢迎下载使用。

一、平抛运动的速度1．填一填(1)水平速度：做平抛运动的物体，由于只受到竖直向下的_______作用，在x方向的分力是___，根据牛顿运动定律，物体加速度为___，故物体在x方向的分速度将保持v0不变，即vx＝____。(2)竖直速度：物体在y方向上受重力mg作用，由mg＝ma可知，物体在竖直方向的加速度等于自由落体加速度，物体在y方向的分速度vy与时间t的关系是vy＝____。
2．判断(1)水平抛出的物体所做的运动就是平抛运动。 ( )(2)平抛运动的物体初速度越大，下落得越快。 ( )(3)做平抛运动的物体下落时，速度方向与水平方向的夹角θ越来越大。( )(4)相等时间内，做平抛运动的物体的速度变化相同。 ( )
3．想一想　 如果下落时间足够长，做平抛运动的物体的速度方向最终将变为竖直方向吗？提示：不会变为竖直方向，无论物体下落时间多长，物体的水平速度不变，根据速度的合成，合速度的方向不会沿竖直方向。
2．判断(1)做平抛运动的物体的初速度越大，物体落地时间越短。( )(2)做平抛运动的物体初速度越大，物体的水平位移越大。( )(3)物体做平抛运动落地的时间由抛出点高度决定，与物体平抛运动的初速度大小无关。( )
3．选一选　做平抛运动的物体，在落地的过程中，其在水平方向通过的距离取决于(　　)A．物体的初始高度和所受重力B．物体的初始高度和初速度C．物体所受的重力和初速度D．物体所受的重力、初始高度和初速度
三、一般的抛体运动1 ．填一填(1)斜抛运动：物体被抛出时的速度不沿水平方向，而是斜向_____或斜向_____。(2)受力情况：做斜抛运动的物体在水平方向不受力，加速度是___，物体在竖直方向只受重力，加速度是____。(3)运动分解：做斜抛运动的物体在水平方向做____直线运动，速度v0x＝______，在竖直方向做________直线运动，初速度v0y＝_______。(θ为v0与水平方向间的夹角)
2．判断(1)做斜抛运动和平抛运动的物体在水平方向上都做匀速直线运动。( )(2)做斜抛运动和平抛运动的物体在竖直方向上都做自由落体运动。( )(3)做斜抛运动的物体，抛出后速度先减小后增大。( )3．想一想铅球运动员在推铅球时都是将铅球斜向上用力推出，你知道这其中的道理吗？提示：将铅球斜向上推出，可以延长铅球在空中的运动时间，使铅球在水平方向运动得更远。
主题探究(一)　　平抛运动的理解[问题驱动]如图为一人正在练习水平投掷飞镖，不计空气阻力，请思考：(1)飞镖掷出后，其加速度的大小和方向是否变化？(2)飞镖的运动是什么性质的运动？提示：(1)加速度为重力加速度g，大小和方向均不变。(2)匀变速曲线运动。　　　
【重难释解】1．平抛运动的性质：加速度为g的匀变速曲线运动。2．平抛运动的特点(1)受力特点：只受重力作用，不受其他力作用或其他力忽略不计。(2)运动特点①加速度：a＝g，平抛运动是匀变速曲线运动。②速度：初速度v0方向水平；任意时刻的瞬时速度的水平分量都等于初速度v0，竖直分量都等于自由落体运动的速度。
③速度变化特点：任意两个相等的时间间隔内速度的变化量相同，Δv＝gΔt，方向竖直向下，如图所示。(3)轨迹特点：运动轨迹是抛物线。
[特别提醒]做平抛运动的物体在任意两个相等的时间间隔内速度的变化量相同，但是速率的变化不相等。
典例1　关于平抛运动，下列说法正确的是(　　)A．因为平抛运动的轨迹是曲线，所以不可能是匀变速运动B．做平抛运动的物体速度的大小与方向不断变化，因此相等时间内其速度的变化量也是变化的，加速度也不断变化C．平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动与竖直方向上的竖直下抛运动D．平抛运动是加速度恒为g的匀变速曲线运动[解析]　做平抛运动的物体只受重力，其加速度恒为g，为匀变速曲线运动，故A错误，D正确；相等时间内物体速度的变化量Δv＝gΔt是相同的，故B错误；平抛运动可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，故C错误。[答案]　D
【素养训练】1．(多选)下列关于平抛运动的说法中正确的是(　　)A．平抛运动是非匀变速运动B．平抛运动是匀变速曲线运动C．做平抛运动的物体落地时的速度有可能是竖直向下的D．做平抛运动的物体在水平方向的位移，由抛出点高度和物体的初速度 共同决定
2．(2023·广东1月学考)(多选)某次演习中，救援飞机水平匀速飞行，朝前方落水者释放救生设备，该设备越过了落水者。再次释放时，设释放点与落水者间的水平距离不变，忽略空气阻力，为了使救生设备准确落到落水者处，则飞机可采取的措施有 (　　)A．高度不变，适当降低飞行速度B．高度不变，适当增加飞行速度C．速度不变，适当降低飞行高度D．速度不变，适当增加飞行高度
3．某人在平台上平抛出一个小球，球离开手时的速度为v1，落地时速度为v2，不计空气阻力。图中能表示出速度矢量的演变过程的是 (　　)解析：小球被抛出后做平抛运动，任何时刻小球在水平方向上的速度大小都是不变的，即任何时刻的速度的水平分量都是一样的；小球在竖直方向上做自由落体运动，竖直方向上的速度在均匀增加，故C正确。答案：C　
主题探究(二)　　平抛运动的规律及推论[问题驱动]如图为一探究小组成员探究平抛运动的情景。他在同一位置以不同的初速度先后水平抛出三个小球。(1)三个小球落地时间相同吗？小球落地时间由什么因素决定？(2)在下落高度相同的情况下，水平抛出的小球做平抛运动的水平位移由什么因素决定？
【重难释解】1．研究方法(1)由于平抛运动是匀变速曲线运动，速度、位移的方向时刻在发生变化，无法直接应用运动学公式，因此研究平抛运动问题时采用运动分解的方法。(2)平抛运动一般分解为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。2．运动规律
3．两个推论(1)推论1：平抛运动的速度偏向角θ与平抛运动的位移偏向角α的关系为tan θ＝2tan α。
(2)推论2：做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过该时刻对应水平位移的中点。
解决平抛运动问题的一般思路(1)把平抛运动分解为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。(2)分别运用两个分运动的运动规律去求分速度、分位移等，再通过合成各分速度、分位移得到平抛运动的速度、位移等。这种处理问题的方法可以变曲线运动为直线运动，变复杂运动为简单运动，使复杂问题的解决过程得到简化。
典例3　如图所示，从某一高度水平抛出一小球，经过时间t到达地面时，小球的速度方向与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是(　　)A．小球水平抛出时的初速度大小为gttan θ B．小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为 C．若小球初速度增大，则平抛运动的时间变长D．若小球初速度增大，则θ减小解题指导(1)通过对小球落地点的速度分解，分析A、D两个选项。(2)通过对小球做平抛运动过程中位移的分解，分析B、C两个选项。
(1)平抛运动中，速度偏向角是指过该点轨迹的切线与水平方向的夹角；位移偏向角是指该点与起点的连线与水平方向的夹角，不要将两者混淆。(2)平抛运动中，某时刻速度、位移与初速度方向的夹角θ、α的关系为tan θ＝2tan α，而不要误记为θ＝2α。
【素养训练】4．(多选)如图所示，在高空匀速飞行的轰炸机，每隔1 s投下一颗炸弹，若不计空气阻力，则(　　)A．这些炸弹落地前排列在同一条竖直线上B．这些炸弹落地前排列在同一条抛物线上C．这些炸弹落地时速度大小和方向都相同D．这些炸弹都落于地面上同一点
解析：这些炸弹都做平抛运动，速度的水平分量都一样，与飞机速度相同。相同时间内，水平方向上位移相同，因此这些炸弹排在同一条竖直线上，故A正确，B错误。这些炸弹下落的高度相同，初速度也相同，这些炸弹落地时速度大小和方向都相同，故C正确。这些炸弹抛出时刻不同，落地时刻也不一样，不可能落于地面上的同一点，故D错误。答案：AC　
5．(2023·浙江1月学考)如图所示，用无人机投送小型急救包。无人机以5 m/s 的速度向目标位置匀速水平飞行，投送时急救包离目标位置高度为20 m，不计空气阻力，则(g取10 m/s2) (　　)A．急救包落到目标位置的速度为10 m/sB．急救包落到目标位置的速度为20 m/sC．无人机离目标位置水平距离还有10 m时投送D．无人机离目标位置水平距离还有20 m时投送
6．(2022·广东高考)如图所示，在竖直平面内，截面为三角形的小积木悬挂在离地足够高处，一玩具枪的枪口与小积木上P点等高且相距为L。当玩具子弹以水平速度v从枪口向P点射出时，小积木恰好由静止释放，子弹从射出至击中积木所用时间为t。不计空气阻力。下列关于子弹的说法正确的是 (　　)
主题探究(三)　平抛运动与斜面结合的两类问题【重难释解】平抛运动与斜面结合的两类问题的比较
典例4 如图所示，跳台滑雪运动员经过一段时间的加速滑行后从A点水平飞出，落到斜坡上的B点。A、B两点间的竖直高度h＝45 m，斜坡与水平面的夹角α＝37°，不计空气阻力(sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，g取10 m/s2)。求：(1)运动员水平飞出时初速度v0的大小；(2)运动员落到B点时瞬时速度v1的大小和方向。
巧解斜面上的平抛运动(1)物体的抛出点和落点都在斜面上时，首先考虑位移的分解。(2)物体垂直于斜面或与斜面成某一角度落到斜面上时，首先考虑速度的分解。
[迁移·发散]运动员从A点以不同的水平速度v0飞出，落到斜坡上时速度大小为v，请通过计算确定v与v0的关系式，并在图中画出v-v0的关系图像。
【素养训练】7． 一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示。小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为 (　　) A．tan θ　　　　　　　　B．2tan θ
8．(2022·随州高一检测)在2022年北京冬奥会坡面障碍技巧赛的比赛中，运动员从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，如图甲所示。将运动简化为如图乙所示模型，在足够长的斜面上的A点，运动员以水平速度v0飞出，不计空气阻力，他从飞出到离斜面最远所用时间为t1，从飞出到落到斜面上所用时间为t2，则t1与t2之比为(　　)
9． (多选)如图所示，在斜面顶端a处以速度va水平抛出一小球，经过时间ta小球恰好落在斜面底端P处；在P点正上方与a等高的b处以速度vb水平抛出另一小球，经过时间tb恰好落在斜面的中点Q处。若不计空气阻力，则下列关系式正确的是(　　)
主题探究(四)　斜抛运动的理解[问题驱动](1)炮弹以初速度v0斜向上方飞出炮筒，初速度方向与水平方向夹角为θ，如图5.4-17所示，求炮弹在空中飞行时间、射高和射程。(2)根据斜上抛运动射程的表达式，讨论影响射程的因素有哪些？
【重难释解】斜上抛运动和斜下抛运动的比较
典例5　如图所示，A、B两篮球从相同高度同时抛出后直接落入篮筐，落入篮筐时的速度方向相同，下列判断正确的是(　　)A．A比B先落入篮筐B．A、B运动的最大高度相同C．A在最高点的速度比B在最高点的速度小D．A、B上升到某一相同高度时的速度方向相同
[解析]　若研究两个过程的逆过程，可看作是从篮筐处沿同方向斜向上的斜抛运动，落到同一高度上的A、B两点，则A上升的高度较大，高度决定时间，可知A运动时间较长，即B先落入篮筐中，A、B错误；因为两球抛射角相同，A的射程较远，则A球的水平速度较大，即A在最高点的速度比B在最高点的速度大，C错误；由斜抛运动的对称性可知，当A、B上升到与篮筐相同高度时的速度方向相同，D正确。[答案]　D
斜上抛运动问题的分析技巧(1)斜上抛运动的对称性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：斜上抛运动的轨迹相对于过最高点的竖直线对称。(2)运动时间及射高由竖直分速度决定，射程由初速度和抛射角决定。(3)由抛出点到最高点的过程可逆向看作平抛运动来分析。
【素养训练】10．(多选)关于物体做斜抛运动时的射高，下列说法中正确的是(　　)A．物体的初速度越大，射高越大B．物体的抛射角越大，射高越大C．物体的初速度一定时，抛射角越大，射高越大D．物体的抛射角一定时，初速度越大，射高越大解析：做斜抛运动的物体的射高，是由物体的初速度和抛射角共同决定的，初速度一定时，抛射角越大，射高越大；抛射角一定时，初速度越大，射高也越大，故C、D正确。答案：CD　
11．(2023·湖南高考)如图甲，我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图乙所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为v1和v2，其中v1方向水平，v2方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是 (　　)A．谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度B．谷粒2在最高点的速度小于v1C．两谷粒从O到P的运动时间相等D．两谷粒从O到P的平均速度相等
解析：抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用，加速度均为重力加速度，A错误；谷粒2做斜向上抛运动，谷粒1做平抛运动，均从O点运动到P点，故位移相同，在竖直方向上谷粒2做竖直上抛运动，谷粒1做自由落体运动，竖直方向上位移相同，故谷粒2运动时间较长，C错误；谷粒2做斜抛运动，水平方向上为匀速直线运动，故运动到最高点的速度即为水平方向上的分速度，相同水平位移谷粒2用时较长，故谷粒2在水平方向上的分速度较小，即最高点的速度小于v1，B正确；两谷粒从O点运动到P点的位移相同，谷粒1的运动时间小于谷粒2的运动时间，则谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度，D错误。答案：B　
12．从A发射攻击导弹打击B目标，发射初速度为v1，方向与水平面成α角，运动轨迹如图所示。当导弹到达最高点时，拦截导弹以初速度v2竖直向上发射，此时拦截导弹与攻击导弹的水平距离为x。若导弹发射后均做无动力飞行，不计空气阻力，且恰好拦截成功，则下列关系正确的是 (　　)
2．请思考以下两个问题：(1)如图甲，水平飞行的飞机要轰炸某个目标。某同学说：当飞机飞到目标的正上方时投弹，才能命中目标。该同学的说法对吗？(2)如图乙，一只松鼠攀在山崖的树上，看到猎人对着它水平射出子弹的火光时，立即松爪从树上掉落。松鼠能摆脱被击中的厄运吗？
二、注重学以致用和思维建模1．(多选)套圈游戏是一项很受欢迎的群众娱乐活动，如图所示，现在假设要求每次从同一位置水平抛出圆环，若套住与圆环前端水平距离为3 m的 20 cm高的竖直细杆，即为获胜。一身高1.4 m的学生从距地面1 m高度水平抛出圆环，圆环半径为10 cm，要想套住细杆，他水平抛出的速度可能为(g取 10 m/s2) (　　 )
2．(多选)2022年2月15日，在北京冬奥会自由式滑雪女子坡面障碍技巧赛中，中国运动员摘得银牌。如图所示，现假设运动员从跳台a处以初速度v0沿水平方向飞出，落在斜坡上某点b处，将斜坡等效成一个与水平面的夹角为30°的斜面，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　) A．运动员在空中运动时间与初速度v0成正比B．a、b两点间的水平距离与初速度v0的大小成正比C．a、b两点间的竖直距离与初速度v0的二次方成正比D．运动员落在斜坡上的速度方向与水平方向的夹角与v0的大小无关
3．如图所示，两支步枪先后在同一位置沿水平方向各射出一颗子弹，打在100 m远处的靶子上，两弹孔在竖直方向相距5 cm，其中A为甲枪的子弹孔，B为乙枪的子弹孔。(1)哪支枪射出的子弹速度较大？为什么？(2)若甲枪子弹射出时的速度为500 m/s，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力，求乙枪子弹射出时的速度。