《高三物理拋體運動》ppt課件

1、 以拋出點為原點，取水平初速度以拋出點為原點，取水平初速度v0方向為方向為x軸正方向，豎直向下為軸正方向，豎直向下為y軸正方向，軸正方向，建立建立xOy坐標(biāo)系，在某一時刻坐標(biāo)系，在某一時刻t的位置坐標(biāo)的位置坐標(biāo)P(x,y)，位移，位移s，速度，速度v/t（如圖（如圖4-2-2所示）所示）的關(guān)系為：的關(guān)系為： 1.速度矢量三角形：由合速度速度矢量三角形：由合速度vt、分速度、分速度vx、vy構(gòu)成構(gòu)成 其中其中vx=v0,vy=gt 所以所以vt= tan=vy/vx=gt/v0。 2.位移矢量三角形：由合位移位移矢量三角形：由合位移s，分位移，分位移x、y構(gòu)成，其中構(gòu)成，其中x=v0t,y=1/

2、2gt2， 所以所以s= tan=y/x=gt/(2v0)。 3.速度的偏角速度的偏角與位移的偏角與位移的偏角的關(guān)系：的關(guān)系：tan=2tan 此結(jié)論也可表述為，平拋運動的物體在任一位置的瞬時速度的反向延長線過此結(jié)論也可表述為，平拋運動的物體在任一位置的瞬時速度的反向延長線過水平位移的中點。水平位移的中點。圖圖4-2-222220()xyvvvgt22222012xyv tgt要點一要點一 平拋運動中的兩個矢量三角形平拋運動中的兩個矢量三角形1體驗應(yīng)用體驗應(yīng)用試證明：做平拋（或類平拋）運動的物體任意時刻的瞬時試證明：做平拋（或類平拋）運動的物體任意時刻的瞬時速度的反向延長線一定通過此時水平位移

3、的中點。速度的反向延長線一定通過此時水平位移的中點。 【答案答案】如圖所示，物體到達(dá)如圖所示，物體到達(dá)A點的水平分速度為點的水平分速度為vx=v0，豎直方向的，豎直方向的分速度分速度vy=gt。方向。方向tan=vy/vx=gt/v0 而而tan=y/x=gt2/v0 所以所以tan=y/(x/2)得證。得證。 2 2.從速度變化量從速度變化量v=v2-v1(矢量減矢量減法法)同樣可以得出相同的結(jié)論。如圖同樣可以得出相同的結(jié)論。如圖4-2-3所示，設(shè)拋出所示，設(shè)拋出T，2T，3T后的速后的速度為度為v1、v2、v3，由于，由于v1、v2、v3水平水平方向分速度相等，故方向分速度相等，故v1-v

4、0=v2-v1=v3-v2，且方向都是豎，且方向都是豎直向下的。直向下的。圖圖4-2-3要點二要點二 平拋運動是勻變速運動平拋運動是勻變速運動 1.由加速度與速度變化量之間的關(guān)系來說明，即由加速度與速度變化量之間的關(guān)系來說明，即v=gt，由于，由于v的方向與重力加速度方向相同，且的方向與重力加速度方向相同，且重力加速度大小不變，故相同時間內(nèi)速度變化量相重力加速度大小不變，故相同時間內(nèi)速度變化量相同。同。3【例例1】利用單擺驗證小球平拋運動的規(guī)律，設(shè)計方案如圖利用單擺驗證小球平拋運動的規(guī)律，設(shè)計方案如圖4-2-4所示，在懸點所示，在懸點O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲正下方有水平放置的熾熱的電熱

5、絲 P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷；，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長為為水平木板，已知懸線長為L，懸點到木板的距離，懸點到木板的距離OO=h(hL)。 (1)電熱絲電熱絲P必須放在懸點正下方的理由是：必須放在懸點正下方的理由是：_。 (2)將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點，點，OC=s，則小球，則小球 做平拋運動的初速度為做平拋運動的初速度為v0=_。 (3)在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時懸線與豎直方向的夾角在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時懸線與豎直方向的夾角，小，小 球落點與

6、球落點與O點的水平距離點的水平距離s將隨之改變，經(jīng)多次實驗，以將隨之改變，經(jīng)多次實驗，以s2為縱坐標(biāo)、為縱坐標(biāo)、cos 為橫坐標(biāo)，得到如圖為橫坐標(biāo)，得到如圖4-2-5所示圖象。則當(dāng)所示圖象。則當(dāng)=30時，時，s為為_ m；若懸線；若懸線 長長L=1.0 m，懸點到木板間的距離，懸點到木板間的距離OO為為 _m。熱點一熱點一 平拋運動規(guī)律的實驗探究平拋運動規(guī)律的實驗探究保證小球沿水平方向拋出保證小球沿水平方向拋出0.521.5圖圖4-2-4 2gshL 【解析解析】(1)電熱絲必須放在懸點正下方是為了使懸線豎直時被燒斷，電熱絲必須放在懸點正下方是為了使懸線豎直時被燒斷，以保證小球沿水平方向平拋出

7、去。以保證小球沿水平方向平拋出去。 (2)由平拋知識得由平拋知識得s=v0t h-L=1/2gt2 解得：解得： (3)由由s2-cos圖象可直接讀出，當(dāng)圖象可直接讀出，當(dāng)=30時即時即cos30= =0.866時，時，s20.27,故故s=0.52 m 對小球下擺的過程，應(yīng)用機(jī)械能守恒得對小球下擺的過程，應(yīng)用機(jī)械能守恒得 mgL(1-cos)=1/2mv20 由第由第(2)題知題知 由聯(lián)立得由聯(lián)立得s2與與cos的關(guān)系式為：的關(guān)系式為： s24L(h-L)-4L(h-L)cos 其斜率其斜率k=-4L(h-L) 由由s2-cos圖象得斜率圖象得斜率k=-2 所以當(dāng)所以當(dāng)L=1.0 m時，時，

8、h=1.5 m。圖圖4-2-502gvshL02gvshL324 1在做在做“研究平拋物體的運動研究平拋物體的運動”實驗時，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之實驗時，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要的是外，下列器材中還需要的是_。A.游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺 B.秒表秒表 C.坐標(biāo)紙坐標(biāo)紙 D.天平天平 E.彈簧秤彈簧秤 F.重垂線重垂線實驗中，下列說法正確的是實驗中，下列說法正確的是_。A.應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下B.斜槽軌道必須光滑斜槽軌道必須光滑C.斜槽軌道末端可以不水平斜槽軌道末端可以不水平D.需使描出的軌跡更好地反映真

9、實運動，記錄的點應(yīng)適當(dāng)多一些需使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應(yīng)適當(dāng)多一些E.為了比較準(zhǔn)確地描出小球運動的軌跡，應(yīng)該用一條曲線把所有的點連接起來為了比較準(zhǔn)確地描出小球運動的軌跡，應(yīng)該用一條曲線把所有的點連接起來A DC F5【例例2】物體做平拋運動，在它落地前的物體做平拋運動，在它落地前的1 s內(nèi)它的速度與水平方向夾角由內(nèi)它的速度與水平方向夾角由30變變 成成60，g=10 m/s2。求：。求： (1)平拋運動的初速度平拋運動的初速度v0； (2)平拋運動的時間；平拋運動的時間； (3)平拋時的高度。平拋時的高度。 【名師支招名師支招】分析和研究平拋運動，重在對水平方向做勻速直線運動，

10、豎分析和研究平拋運動，重在對水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動規(guī)律的理解和靈活交替運用。還要充分利用平拋運動中直方向做自由落體運動規(guī)律的理解和靈活交替運用。還要充分利用平拋運動中的兩個矢量三角形找各量的關(guān)系。的兩個矢量三角形找各量的關(guān)系。熱點二熱點二 平拋運動規(guī)律的應(yīng)用平拋運動規(guī)律的應(yīng)用圖圖4-2-6 【解析解析】(1)假定軌跡上假定軌跡上A、B兩點是落地前兩點是落地前1 s內(nèi)的始、終點，內(nèi)的始、終點，畫出軌跡圖，如圖畫出軌跡圖，如圖4-2-6所示。所示。 對對A點：點：tan30=gt/v0 對對B點：點：tan60=gt/v0 t=t+1 由解得由解得t=1/2 s，v0= m

11、/s。 (2)運動總時間運動總時間t=t+1=1.5 s。 (3)高度高度h=1/2gt2=11.25 m?！敬鸢复鸢浮?1) m/s (2)1.5 s (3)11.25 m5 35 36 2在平坦的壘球運動場上，擊球手揮動球棒將壘球水平擊出，在平坦的壘球運動場上，擊球手揮動球棒將壘球水平擊出，壘球飛行一段時間后落地。若不計空氣阻力，則壘球飛行一段時間后落地。若不計空氣阻力，則( )A.壘球落地時瞬時速度的大小僅由初速度決定壘球落地時瞬時速度的大小僅由初速度決定B.壘球落地時瞬時速度的方向僅由擊球點離地面的高度決定壘球落地時瞬時速度的方向僅由擊球點離地面的高度決定C.壘球在空中運動的水平位移僅

12、由初速度決定壘球在空中運動的水平位移僅由初速度決定D.壘球在空中運動的時間僅由擊球點離地面的高度決定壘球在空中運動的時間僅由擊球點離地面的高度決定D7【例例3】如圖如圖4-2-7所示，從傾角為所示，從傾角為的斜面頂端水平拋出一鋼球，落到斜面底端，已知拋出點的斜面頂端水平拋出一鋼球，落到斜面底端，已知拋出點 到落點間斜邊長為到落點間斜邊長為L。 (1)求拋出的初速度。求拋出的初速度。 (2)拋出后經(jīng)多長時間物體離斜面最遠(yuǎn)？拋出后經(jīng)多長時間物體離斜面最遠(yuǎn)？ 【名師支招名師支招】對于本題第對于本題第(2)問可以將平拋初速度問可以將平拋初速度v0沿平行于斜面方向和垂沿平行于斜面方向和垂直斜面方向分解，

13、將直斜面方向分解，將g也沿這兩個方向分解，建立如圖也沿這兩個方向分解，建立如圖4-2-9所示坐標(biāo)系，物體在所示坐標(biāo)系，物體在y方向做初速度為方向做初速度為v0sin，加速度為，加速度為gcos的勻減速運動的勻減速運動(豎直上拋運動豎直上拋運動)，在，在x方向方向做初速度為做初速度為v0cos，加速度為，加速度為gsin的勻加速直線運動，則物體離開斜面最遠(yuǎn)時的勻加速直線運動，則物體離開斜面最遠(yuǎn)時刻就是在刻就是在y方向上升到最大高度的時刻，設(shè)時間為方向上升到最大高度的時刻，設(shè)時間為t，由豎直上拋運動的規(guī)律可得，由豎直上拋運動的規(guī)律可得0=v0sin-gtcos，得，得t=v0tan/g= 。 【解

14、析解析】(1)鋼球做平拋運動，下落高度鋼球做平拋運動，下落高度Lsin=1/2gt2， 飛行時間飛行時間t= ， 水平飛行距離水平飛行距離Lcos=v0t， 初速度初速度v0=Lcos/t=Lcos/ = 。 (2)當(dāng)物體的速度方向平行于斜面時，離斜面最遠(yuǎn)，如圖當(dāng)物體的速度方向平行于斜面時，離斜面最遠(yuǎn)，如圖4-2-8所示。所示。 此時物體豎直方向上的分速度此時物體豎直方向上的分速度 vy=vxtan=v0tan 物體從拋出到離斜面最遠(yuǎn)所用時間物體從拋出到離斜面最遠(yuǎn)所用時間 t=vy/g=v0tan/g= ?！敬鸢复鸢浮?1) (2)圖圖4-2-7cos2singLsin2Lg2 sinLg熱點

15、三熱點三 斜面上的平拋運動斜面上的平拋運動圖圖4-2-8圖圖4-2-9cos2singL2 sinLgsin2Lgsin2Lg8 3如圖如圖4-2-10所示，小球從斜坡頂端所示，小球從斜坡頂端A被水平拋出，拋出時速度為被水平拋出，拋出時速度為v0，小球，小球落到斜坡上落到斜坡上B點時的速度為點時的速度為2v0，則，則A、B之間的距離為之間的距離為( )A. B.C. D.B圖圖4-2-102022vg20212vg202 2vg203 22vg9【例例4】如圖如圖4-2-11所示，光滑斜面長為所示，光滑斜面長為b，寬為，寬為a，傾角為，傾角為，一物塊沿斜面左上方，一物塊沿斜面左上方 頂點頂點P

16、水平射入，而從右下方頂點水平射入，而從右下方頂點Q離開斜面，求入射初速度。離開斜面，求入射初速度。熱點四熱點四 類平拋運動的處理類平拋運動的處理圖圖4-2-11【答案答案】 【名師支招名師支招】初速度不為零，加速度恒定且垂直于初速度方向的運動，我初速度不為零，加速度恒定且垂直于初速度方向的運動，我們稱之為類平拋運動。在解決類平拋運動時，方法完全等同于平拋運動的解法，們稱之為類平拋運動。在解決類平拋運動時，方法完全等同于平拋運動的解法，即將類平拋運動分解為兩個相互垂直，且相互獨立的分運動，然后按運動的合即將類平拋運動分解為兩個相互垂直，且相互獨立的分運動，然后按運動的合成與分解的方法求解。成與分

17、解的方法求解。 【解析解析】物塊在垂直于斜面方向沒有運動，物塊沿斜面方物塊在垂直于斜面方向沒有運動，物塊沿斜面方向上的曲線運動可分解為水平方向上速度為向上的曲線運動可分解為水平方向上速度為v0的勻速直線運動和沿斜面向下初的勻速直線運動和沿斜面向下初速度為零的勻加速運動。速度為零的勻加速運動。 在沿斜面方向上在沿斜面方向上mgsin=ma1,a1=gsin 水平方向上的位移水平方向上的位移x=a=v0t 沿斜面向下的位移沿斜面向下的位移y=b=1/2a1t2 由得由得v0= 。sin2gabsin2gab10 4【答案答案】 (1)y=1/40 x2 (2)P(30 m,22.5 m) (3) m/s,與與x軸正方向成軸正方向成arctan1.5角斜向上角斜向上 在光滑的水平面內(nèi)，一質(zhì)量在光滑的水平面內(nèi)，一質(zhì)量m=1 kg的質(zhì)點以速度的質(zhì)點以速度v0=10 m/s沿沿x軸正方向運動，經(jīng)