物理抛体运动的规律公开课教学ppt课件

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在排球比赛中，你是否曾为排球下网或者出界而感到惋惜？如果运动员沿水平方向击球，在不计空气阻力的情况下，我们该如何研究平抛运动，平抛运动又有哪些规律呢？
那么，该如何求平抛运动的速度呢？
在研究直线运动时，我们已经认识到，为了得到物体的速度与时间的关系，要先分析物体受到的力，由合力求出物体的加速度，进而得到物体的速度与时间的关系。关于平抛运动，我们仍然可以遵循这样的思路，只是要在相互垂直的两个方向上分别研究。
如图：一物体以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，经过时间t运动到P点，求此时P的速度？
第一步：建立直角坐系标 以抛出点为原点，以初速度v0作为x轴的方向，竖直方向为y轴方向。
第二步：将速度沿x轴方向和y轴方向分解。
第三步：根据矢量法则，求出速度大小以及方向
水平方向：匀速直线运动
竖直方向：自由落体运动
可知，随着物体的下落，角θ越来越大。物体的运动方向越来越接近竖直向下的方向。那么它的速度变化量又有何规律呢？
规律：平抛运动任意相等时间 Δt 内的速度变化量相同。
将一个物体以10 m/s的速度从10 m的高度水平抛出，落地时它的速度方向与水平地面的夹角θ是多少？不计空气阻力，g取10 m/s2。
【解析】以抛出时物体的位置O为原点，建立平面直角坐标系。x轴沿初速度方向，y轴竖直向下。
落地时，物体在水平方向的分速度
落地时，物体在竖直方向的分速度：
物体落地时速度与水平地面的夹角θ是55°
平抛运动的位移又该如何处理呢？
物体被抛出后，它对于抛出点 O 的位移的大小、方向都在变化。这种情况下我们就要分别研究它在水平和竖直两个方向上的分位移x和y。
2.平抛运动在竖直方向分位移：
3.结论：平抛运动的轨迹是一条抛物线。
1.水平方向：匀速直线运动
2.竖直方向：自由落体运动
如何利用平抛运动的规律解决生活中的实际问题？
如图，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无 人机以 v0 ＝ 2 m/s 的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离 h ＝ 20 m，空气阻力忽略不计，g 取 10 m/s2 。（1）求小球下落的时间。 （2）求小球释放点与落地点之间的水平距离。
（1）设小球的落地点为P， 下落的时间为t，则满足
（2）因此，小球落地点与释放点之间的水平距离
通过前面的学习，你发现平抛运动有什么规律吗？
1.做平抛（或类平抛）运动的物体，设其位移偏向角为α，速度偏向角为θ，则在任意时刻、任意位置有tanθ=2tanα。
2.做平抛（或类平抛）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此时水平位移的中点，如图。
如果抛出物体的速度方向不是水平的，该如何处理？是不是可以利用研究平抛运动的方法得到一般的抛体运动（斜抛）的规律？
如果物体被抛出时的速度v0不沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方，这种抛体运动叫斜抛运动。
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变化量的大小相等，方向均竖直向下，Δv＝gΔt。
2.初速度特点：以斜上抛运动为例，把斜向上方的初速度分解到水平方向和竖直方向，如图所示，水平方向以vx=v0csθ 做匀速直线运动；竖直方向以v0sinθ为初速度做竖直上抛运动。
1.受力特点：在水平方向不受力，加速度为0；在竖直方向只受重力，加速度为g。
4.对称性特点(斜上抛)
（2）时间对称：关于过轨迹最高点的竖直线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。
（1）速度对称：轨迹上关于过轨迹最高点的竖直线对称的两点速度大小相等，水平方向速度相同，竖直方向速度等大反向。
（3）轨迹对称：其运动轨迹关于过最高点的竖直线对称。
位移:x=vxt= v0tcsθ
速度:vy=v0y-gt=v0sin θ-gt
速度:vx=v0x=v0csθ
1.从抛出点到最高点时间t（vy=0）
2.从抛出点回落到等高点时间T（对称性分析）
3.上升最大高度（射高）H
由v2-v02=2ax得
4.水平方向的位移（射程）
vy=v0sin - gt
做平抛（或类平抛）运动的物体，设其位移偏向角为α，速度偏向角为θ，则在任意时刻、任意位置有tanθ=2tanα。