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1、拋體運(yùn)動(dòng)細(xì)思尋 一、難點(diǎn)形成原因:二、難點(diǎn)突破策略對(duì)于重力作用下物體運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題應(yīng)首先明確其基本概念的內(nèi)函,所述物理意義的外延,理解其運(yùn)動(dòng)的基本性質(zhì),掌握其基本規(guī)律,并學(xué)會(huì)解決問(wèn)題的基本方法。只有這樣才能對(duì)難點(diǎn)有所突破,有所理解,有所掌握,達(dá)到融會(huì)貫通之效果。下面就對(duì)該部分的難點(diǎn)從基本概念、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、基本處理方法等幾個(gè)方面進(jìn)行解讀。、豎直上拋(5)幾個(gè)特征量上升到最高點(diǎn)的時(shí)間:;從上升開(kāi)始到落回到拋出點(diǎn)的時(shí)間:。上升的最大高度:;從拋出點(diǎn)出發(fā)到再回到拋出點(diǎn)物體運(yùn)動(dòng)的路程:上升階段與下降階段拋體通過(guò)同一段距離所用的時(shí)間相等(時(shí)間對(duì)稱性:)上升階段與下降階段拋體通過(guò)同一位置時(shí)的速度等大反向(速度對(duì)稱
2、性:)(3)處理方法“化曲為直”如圖6-1圖6-1以“化曲為直”為指導(dǎo)思想,根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成和分解的規(guī)律把平拋運(yùn)動(dòng)分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。(4)適應(yīng)規(guī)律水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng):速度大?。?位移大小:豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng):速度大?。?位移大?。汉线\(yùn)動(dòng):速度大?。?位移大小:、斜拋運(yùn)動(dòng)(1)定義:以一定的初速度將物體斜向上或斜向下拋出,在空氣阻力可以忽略的情況下,物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做斜拋運(yùn)動(dòng)。(2)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)斜拋運(yùn)動(dòng)性質(zhì):物體做斜拋運(yùn)動(dòng)時(shí),由于只受重力,所以加速度為重力加速度g。而物體速度方向與重力方向不在一條直線上,故斜拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程
3、中任何相等時(shí)間t內(nèi)速度變化量均相等,均為,并且速度變化方向始終是豎直向下的。圖6-2斜拋運(yùn)動(dòng)中的獨(dú)立性:斜拋運(yùn)動(dòng)中水平方向和豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是相互獨(dú)立的,其中每個(gè)分運(yùn)動(dòng)都不會(huì)因另一個(gè)運(yùn)動(dòng)的存在而受到影響。水平方向和豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)及其合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性。時(shí)間相同是聯(lián)系兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)及其合運(yùn)動(dòng)的橋梁。(3)處理方法“化曲為直” 如圖6-2以“化曲為直”為指導(dǎo)思想,根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成和分解的規(guī)律把斜拋運(yùn)動(dòng)分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)。(4)適應(yīng)規(guī)律:水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng):速度大?。?位移大小: 位移S與水平方向夾角滿足:(5)幾個(gè)特征量:、思維拓展物體在重力作用下的運(yùn)動(dòng)
4、,物體所在的物體系內(nèi)由于只受到重力作用,而無(wú)其它內(nèi)力和外力做功,所以系統(tǒng)的機(jī)械能是守恒的,因此所有的拋體運(yùn)動(dòng)包括自由落體在內(nèi)都能應(yīng)用機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能定理去解決。(1) 豎直上拋運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的應(yīng)用(2) 例1:某一物體被豎直上拋,空氣阻力不計(jì)當(dāng)它經(jīng)過(guò)拋出點(diǎn)上方0.4處時(shí),速度為3m/s。當(dāng)它經(jīng)過(guò)拋出點(diǎn)下方0.4處時(shí),速度應(yīng)為多少?(10m/s2)【審題】此題中拋出的物體只受重力,取向上的方向?yàn)檎较?,可取整個(gè)過(guò)程分析,也可以分段研究。分段研究時(shí)先求出到達(dá)拋出點(diǎn)上方0.4m處時(shí)還能上升的高度,再加上物體落到拋出點(diǎn)下方的高度,在這個(gè)高度物體做自由落體應(yīng)用就可求出,也可以由豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性先判
5、知在拋出點(diǎn)上方0.4m時(shí)物體向下運(yùn)動(dòng)的速度,再應(yīng)用就可解出。解法三:根據(jù)豎直上拋物體的上拋速度與回落速度等值反向的特點(diǎn)可知:物體回落到拋出點(diǎn)上方0.4時(shí),速度大小為3m/s,方向豎直向下。以此點(diǎn)為起點(diǎn),物體做豎直下拋運(yùn)動(dòng),從此點(diǎn)開(kāi)始到原拋出點(diǎn)下方0.4處的位移為(0.40.4),那么,所求速度為這段時(shí)間的末速度,即【總結(jié)】豎直上拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,從整體上全過(guò)程討論,勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律全適用,但關(guān)鍵是要注意各物理量的正負(fù),弄清其物理含義。從其上、下兩段過(guò)程對(duì)稱性考慮,也能使問(wèn)題求解大為簡(jiǎn)化。若分上升與下降兩段處理,一般不容易出錯(cuò),但過(guò)程比較麻煩一些。移公式:,則有解得物體兩次經(jīng)過(guò)A點(diǎn)所用時(shí)間分別為:
6、【總結(jié)】豎直上拋運(yùn)動(dòng)中經(jīng)過(guò)同一個(gè)位置的時(shí)間間隔定是上升過(guò)程中的某一時(shí)刻和下降過(guò)程中的某一時(shí)刻的兩時(shí)刻之差值,這個(gè)時(shí)間差的一半等于從最高點(diǎn)落到拋出點(diǎn)的時(shí)間。即應(yīng)用時(shí)間的對(duì)稱性解決此類問(wèn)題是非常方便的?!窘馕觥俊究偨Y(jié)】由于同一距離離拋出點(diǎn)的位移不同,經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)有速度不同,所以在豎直上拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中一定要注意可能出現(xiàn)多解的可能性。(4)分段解決和全程解決豎直上拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題比較例4:系一重物在氣球上,以4m/s的速度勻速上升,當(dāng)離地9m時(shí)細(xì)繩斷裂,求:重物的落地時(shí)間。(取g=10m/s2)(5)應(yīng)用豎直上拋運(yùn)動(dòng)的特征解題例5:某人站在高樓的平臺(tái)邊緣,以20m/s的初速度豎直向上拋出一石子,不考慮空氣阻
7、力,求:(1)物體上升的最大高度是多少?回到拋出點(diǎn)的時(shí)間是多少?(2)石子拋出后通過(guò)拋出點(diǎn)下方20m處所需時(shí)間是多少?【審題】物體上升到最大高度的過(guò)程為勻減速直線運(yùn)動(dòng),且末速度為零,由可直接求出,石子拋出后通過(guò)下方20m處所用時(shí)間既可分段求也可整體求。解法二:全過(guò)程分析,取向上為正方向,最大高度時(shí),落到下方20m處時(shí),由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律知:最大高度:回到拋出點(diǎn)時(shí),而,所以時(shí)間為落回下方20m處時(shí),由得解得(后者舍去)【審題】物體在上升過(guò)程中做勻減速運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)相距3m的兩點(diǎn)的速度關(guān)系已知,可直接應(yīng)用求得待求量;時(shí)間的求法可分段也可整體?!究偨Y(jié)】有時(shí)要分別用到分段法和整體法解決一個(gè)題目中的不同問(wèn)號(hào)
8、。(7)平拋運(yùn)動(dòng)中追趕問(wèn)題的求解方法例7:一艘敵艦正以=12m/s的速度逃跑,執(zhí)行追擊任務(wù)的飛機(jī),在距水面高度h=320m的水平線上以速度=105m/s同向飛行,為擊中敵艦,應(yīng)“提前”投彈,如果空氣阻力可以不計(jì),重力加速度為g取10m/s2,飛機(jī)投彈時(shí),沿水平方向它與敵艦之間的距離應(yīng)為多大?如投彈后飛機(jī)仍以原速度飛行,在炸彈擊中敵艦時(shí),飛機(jī)與敵艦的位置有何關(guān)系?圖6-4【審題】炸彈要想炸到敵艦,則應(yīng)在飛行時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的水平距離等于投彈時(shí)飛機(jī)和敵艦相距的水平距離和炸彈飛行時(shí)間內(nèi)敵艦行進(jìn)的距離之和?!窘馕觥客断抡◤椮Q直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),水平方向以飛機(jī)的速度做勻速運(yùn)動(dòng),炸彈在空中飛行時(shí)間為8s時(shí)間內(nèi)
9、,炸彈沿水平方向飛行的距離。敵艦在同一方向上運(yùn)動(dòng)的距離為:【總結(jié)】平拋運(yùn)動(dòng)物體的飛行時(shí)間由豎直分運(yùn)動(dòng)求出,水平分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)結(jié)合有關(guān)規(guī)律列出關(guān)于速度和時(shí)間的位移關(guān)系式。(8)判斷平拋運(yùn)動(dòng)中多個(gè)物體的相對(duì)位置變化的問(wèn)題例8:飛機(jī)以150m/s的水平速度勻速飛行,某時(shí)刻讓球落下,相隔s又讓球落下,不計(jì)空氣阻力,在以后運(yùn)動(dòng)中關(guān)于球與球的相對(duì)位置關(guān)系,(g=10m/s2)正確的是( )AA球在B球前下方 球在球的后下方球在球的正下方m處 以上說(shuō)法都不對(duì)(9)和在解平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中的應(yīng)用圖6-5例9:研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),由于某種原因,坐標(biāo)紙上只留下小球的三個(gè)位置如圖6-5所示,則小球運(yùn)動(dòng)中初速度大小
10、為多少?小球經(jīng)B點(diǎn)時(shí)的豎直分速度大小多大?每小格邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)=5cm, g取10ms2【審題】由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知道, 由于小球在水平方向作勻速直線運(yùn)動(dòng),可以根據(jù)小球位置的水平位移和閃光時(shí)間算出水平速度,即拋出的初速度小球在豎直方向作自由落體運(yùn)動(dòng),由豎直位移的變化根據(jù)自由落體的公式即可算出豎直分速度【解析】因A、 B間水平距離與B、C間水平距離相等,則從A到B與從B到C所用時(shí)間相等,而在豎直方向上做勻加速運(yùn)動(dòng),由得:,所以,小球拋出的初速度為由于B點(diǎn)是A到C的時(shí)間中點(diǎn),所以B點(diǎn)的速度的豎直分量與在A、C間豎直方向上的平均速度相等,則:圖6-6【審題】球被水平擊出后,做平拋運(yùn)動(dòng)(1)問(wèn)中,擊球高度
11、一定時(shí),恰不觸網(wǎng)是速度的一個(gè)臨界值,恰不出界則是另一個(gè)擊球速度的臨界值(2)問(wèn)中,當(dāng)擊球高度為某一值時(shí),以某一確定的速度擊球,擊球點(diǎn)、網(wǎng)的上邊緣和邊界點(diǎn)三者位于同一軌跡上時(shí),此軌跡為臨界軌跡,如果擊球速度變小,則一定觸網(wǎng),否則速度變大則一定出界,此時(shí)對(duì)應(yīng)的高度即為臨界高度。圖6-7聯(lián)立以上四式可得:【解析】不同意,正確做法為落地點(diǎn)與B點(diǎn)的水平距離 斜面底寬 因?yàn)閤d,所以小球離開(kāi)點(diǎn)后不會(huì)落到斜面,因此落地時(shí)間即為平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間?!究偨Y(jié)】小球能否落到斜面上,這要看小球在飛行時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的水平位移是否大于斜面的水平長(zhǎng)度。例12:作平拋運(yùn)動(dòng)的物體,在落地前的最后1s內(nèi),其速度方向由跟豎直方向成600角變?yōu)楦Q直方向成450角,求:物體拋出時(shí)的速度和高度分別是多少?(g=10m/s2)【審題】作平拋運(yùn)動(dòng)的物體,在落地前的最后1s內(nèi)水平速度不變,豎直速度的變化可由幾何關(guān)系表達(dá)也可以gt表達(dá),二者相等列式。【總結(jié)】平拋運(yùn)動(dòng)不管在何時(shí),一定記住水平速度不變,豎直速度的變化量
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