人教版 (2019)必修 第二册4 抛体运动的规律集体备课课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第二册4 抛体运动的规律集体备课课件ppt，共46页。PPT课件主要包含了内容索引，课前篇自主预习，课堂篇探究学习，必备知识，自我检测，答案5ms，情境导引，知识归纳，平抛运动的特点，迁移应用等内容，欢迎下载使用。
1.知道抛体运动的受力特点,会用运动的合成与分解的方法对平抛运动进行理论分析。(物理观念)2.理解平抛运动的规律,知道平抛运动的轨迹是抛物线,会计算平抛运动的速度及位移,解决与平抛运动相关的实际问题。(科学思维)3.认识平抛运动研究中等效替代的思想和“化繁为简”的思想,并能够用来研究一般的抛体运动。(科学思维)4.通过用平抛运动的知识解决和解释自然、生活和生产中的例子,认识到平抛运动的普遍性,体会物理学的应用价值。(科学态度与责任)
一、平抛运动的速度1.平抛运动的研究方法
2.速度(1)水平方向:物体不受力,加速度是 0 ,vx=v0。(2)竖直方向:物体只受重力,加速度是 g ,vy= gt。
二、平抛运动的位移与轨迹1.水平方向:x= v0t 。
三、一般的抛体运动1.斜抛运动:将物体以一定的初速度沿斜上方或斜下方抛出,物体只在重力作用下的运动(如图所示)。
2.斜上抛运动的规律:(1)斜上抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的加速度为 g 的匀变速直线运动的合运动。(2)如果物体的初速度v0与水平方向的夹角为θ,则水平方向分速度v0x=v0cs θ,竖直方向分速度v0y=v0sin θ。
1.正误辨析,判断结果为错误的小题说明原因。(1)水平抛出的物体所做的运动就是平抛运动。(　　)答案 ×解析 平抛运动只受重力作用,水平抛出的物体若还受其他力作用则不是平抛运动。(2)如果下落时间足够长,平抛运动物体的速度方向可以变为竖直方向。(　　)答案 ×解析 因为平抛运动的初速度不变化,所以任何时候平抛运动的速度都会与竖直方向有夹角。
(3)在同一地区的同一高度,所有做平抛运动的物体的加速度都相同。(　　)答案 √(4)平抛运动的位移等于水平方向上的位移和竖直方向上的位移的代数和。(　　)答案 ×解析 平抛运动的位移等于水平方向上的位移和竖直方向上的位移的矢量和。(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 √
2.(多选)关于平抛运动的物体,以下说法正确的是(　　)A.做平抛运动的物体,速度和加速度都随时间的增加而增大B.做平抛运动的物体仅受重力作用,所以加速度保持不变C.平抛物体的运动是匀变速运动D.平抛物体的运动是变加速运动答案 BC解析 做平抛运动的物体,速度随时间不断增大,但由于只受恒定不变的重力作用,所以加速度是恒定不变的,选项A错误,B正确;平抛运动是加速度恒定不变的曲线运动,所以它是匀变速曲线运动,选项C正确,D错误。
3.(2021山东安丘期中)投壶是我国古代的一种民间游戏,据《礼记·投壶》记载,以盛酒的壶口作标的,在一定的距离间投箭矢,以投入多少计筹决胜负,负者罚酒。现在有甲、乙两人进行投壶的游戏,为简化起见,将箭矢视为质点球,并且不计空气阻力。甲从离地面高hA=1.25 m的A点以初速度vA=4 m/s水平抛出,质点球正好落在壶口C点,不计壶的高度。乙从离地面高hB=0.8 m的B点水平抛出质点球,如果也要使质点球落到壶口C,初速度vB应该是多大?(重力加速度g取10 m/s2)
解析 甲抛出的球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,有
水平方向做匀速直线运动,有x=vAtA联立解得x=2 m乙抛出的球做平抛运动,同理有
x=vBtB联立解得vB=5 m/s。
运动员把羽毛球水平击出,思考以下问题:(1)羽毛球是不是做平抛运动?(2)若忽略空气阻力,羽毛球运行过程中加速度的大小和方向具有什么特点?(3)忽略空气阻力时,羽毛球的运动具有什么特点?要点提示 (1)羽毛球在运动过程中受到空气阻力的作用,所以它的运动不是平抛运动。(2)忽略空气阻力,羽毛球在运行过程中只受重力作用,羽毛球的加速度大小恒定,方向竖直向下。(3)忽略空气阻力时,羽毛球具有水平初速度和竖直向下的恒定加速度,所以其做匀变速曲线运动,即做平抛运动。
1.物体做平抛运动的条件物体的初速度v0≠0,方向水平,且只受重力作用。2.平抛运动的性质加速度为g的匀变速曲线运动。
画龙点睛 平抛运动是匀变速曲线运动,是指任意相等时间内的速度变化量都是相同的,特别注意并不是速率变化都是相同的。
例1关于平抛运动,下列说法正确的是(　　)A.平抛运动是一种变加速运动B.做平抛运动的物体加速度随时间逐渐增大C.做平抛运动的物体每秒内速度增量相等D.做平抛运动的物体每秒内位移增量相等
解析 平抛运动是匀变速曲线运动,其加速度为重力加速度g,故加速度的大小和方向恒定,在Δt时间内速度的改变量为Δv=gΔt,因此每秒内速度增量大小相等、方向相同,选项A、B错误,C正确;由于水平方向的位移x=v0t,每秒内水平位移增量相等,而竖直方向的位移h= gt2,每秒内竖直位移增量不相等,所以选项D错误。
规律方法 平抛运动的三点注意(1)加速度:平抛运动的加速度为重力加速度,恒定不变,与物体的初速度大小和质量无关。(2)速度:平抛运动的水平分速度恒定不变,竖直分速度的大小越来越大,合速度的大小、方向都不断变化,合速度的方向与竖直方向的夹角逐渐减小,但不会是零。(3)位移:平抛运动位移的大小、方向都不断变化,其方向与速度方向不一致。
变式训练1物体做平抛运动时,描述物体在竖直方向的分速度v(取向下为正方向)随时间变化的图像是(　　)
答案 D解析 平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,分速度v=gt,与时间成正比,故选项D正确。
如图所示,用枪水平地射击一个靶子(忽略空气阻力),设子弹从枪口水平射出的瞬间,靶子从静止开始自由下落,子弹能射中靶子吗?为什么?
要点提示 能够射中。子弹做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,相同时间内与靶子下落的高度相同,故能够射中靶子。
1.研究方法采用运动分解的方法,将平抛运动分解为竖直方向上的自由落体运动和水平方向上的匀速直线运动。
例2从某一高度处水平抛出一物体,它落地时速度是50 m/s,方向与水平方向成53°角。g取10 m/s2,cs 53°=0.6,sin 53°=0.8,求:(1)抛出点的高度和水平射程;(2)抛出后3 s末的速度;(3)抛出后3 s内的位移。点拨根据运动的合成与分解,可将末速度分解为竖直方向的分速度和水平方向的分速度进行求解。求合速度和合位移时,先求出两个方向的分速度和分位移,然后再合成。
解析 (1)设落地时竖直方向的速度为vy,水平方向的速度为v0,则有vy=vsin θ=50×0.8 m/s=40 m/sv0=vcs θ=50×0.6 m/s=30 m/s
规律方法 平抛运动解题的三类突破口(1)若水平位移、水平速度已知,可应用x=v0t列式,作为求解问题的突破口。
变式训练2在一次飞车表演中,摩托车在空中飞经最高点后着地。已知摩托车从最高点至着地点经历时间约0.8 s,最高点与着地点间的水平距离约为30 m,忽略空气阻力,g取10 m/s2。则:(1)摩托车在最高点时的速度约为多大?(2)最高点与着地点的高度差为多少?
答案 (1)37.5 m/s　(2)3.2 m
火星表面重力加速度为地球表面的 ,假若人类移民火星,有一天能在火星上开运动会,请想象投铅球、掷铁饼的成绩会发生什么变化?跳远、跳高的成绩会发生什么变化?
要点提示 运动会上的投掷运动和跳高、跳远运动都是斜上抛运动,投掷和跳远成绩看射程,跳高成绩看射高,射程和射高与初速度v0、出射角θ和重力加速度有关,当v0、θ一定时,重力加速度越小成绩越好,故到火星上成绩都会变好。
1.斜抛运动的规律(1)速度规律水平速度:vx=v0cs θ。竖直速度:vy=v0sin θ-gt。
(2)位移规律水平位移:x=vxt=v0tcs θ。
例3(多选)(2021山东青岛模拟)在地面上以相同的初速率、不同的抛射角同时抛出三个小球A、B、C,A、B、C三球的抛射角分别为θA、θB、θC,它们在空中的运动轨迹如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.A、B、C三球在运动过程中,加速度都相同B.B球的射程最远,所以最迟落地C.A球的射高最大,所以最迟落地D.A、C两球的射程相等,则两球的抛射角互为余角,即θA+θC=90°
解析 A、B、C三球在运动过程中,只受到重力作用,故具有相同的加速度g,A正确;斜上抛运动可以分成上升和下落两个过程,下落过程就是平抛运动,根据做平抛运动的物体在空中运动的时间只由抛出点的高度决定可知,A球从抛物线顶点落至地面所需的时间最长,再由对称性可知,斜上抛物体上升和下落时间是相等的,所以A球最迟落地,B错误,C正确;由于A、C两球的射程相等,根据射程X= 可知,sin 2θA=sin 2θC,在θA≠θC且两角都为锐角的情况下,必有θA+θC=90°,才能使等式成立,故D正确。
规律方法 斜抛运动的两个方法(1)“化曲为直”,将斜抛运动分解为两个方向的直线运动求解。(2)利用“对称性”,将斜抛运动化为对称的平抛运动来求解。
变式训练3如图所示,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。
答案 (1)30 m/s　与水平方向夹角为37°　(2)3.6 s
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,
1.做平抛运动的物体,在水平方向上通过的最大距离取决于(　　)A.物体的高度和质量B.物体的高度和初速度C.物体的质量和初速度D.物体的质量、高度和初速度
2.在同一点O抛出的三个物体,做平抛运动的轨迹如图所示,则三个物体做平抛运动的初速度vA、vB、vC的关系和三个物体做平抛运动的时间tA、tB、tC的关系分别是(　　)A.vA>vB>vC,tA>tB>tCB.vA=vB=vC,tA=tB=tCC.vAtCD.vA>vB>vC,tAtC,平抛运动的初速度vA