第2講 拋體運動課件

1、課標版課標版 物理物理第2講拋體運動一、平拋運動一、平拋運動1.定義:將物體以一定的初速度沿 方向拋出,不考慮空氣阻力,物體只在重力作用下所做的運動。2.性質(zhì):平拋運動是加速度為重力加速度的勻變速曲線運動,軌跡是拋物線。3.研究方法:運動的合成與分解。將平拋運動分解為水平方向的 和豎直方向的 。分別研究兩個分運動的規(guī)律,必要時再用合成法進行合成。教材研讀教材研讀水平水平勻速直線運動勻速直線運動自由落體運動自由落體運動以拋出點為坐標原點,以初速度v0方向為x軸正方向,豎直向下為y軸正方向,如圖所示,則有水平方向分速度:vx= ,豎直方向分速度:vy= ,合速度大小:v= ,tan =(為速度與水

2、平方向的夾角),水平方向分位移:x= ,豎直方向分位移:y= gt2 ,合位移:x合= 。yxvv12v0gt22 20vg tv0t22xy自測自測1 (辨析題)(1)做平拋運動的物體的速度方向和加速度方向都時刻在變化。( )(2)做平拋運動的物體初速度越大,水平位移一定越大。( )(3)做平拋運動的物體,初速度越大,在空中飛行時間越長。( )(4)從同一高度平拋的物體,不計空氣阻力時,初速度大的物體在空中飛行的時間長。( )(5)平拋運動是勻變速曲線運動。( )(6)做平拋運動的物體,在任意相等的時間內(nèi)速度的變化是相同的。( )答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6)自測自測2

3、 (2015河北唐山一模,20)(多選)套圈游戲是一項很受歡迎的群眾運動,要求每次從同一位置水平拋出圓環(huán),套住與圓環(huán)前端水平距離為3 m的20 cm高的豎直細桿,即為獲勝。一身高1.4 m兒童從距地面1 m高度,水平拋出圓環(huán),圓環(huán)半徑為10 cm,要想套住細桿,他水平拋出的速度可能為(g=10 m/s2)( )A.7.4 m/sB.7.6 m/sC.7.8 m/sD.8.2 m/s答案 BC圓環(huán)做平拋運動,圓環(huán)距桿上端的豎直距離為H=0.8 m,又知圓環(huán)在豎直方向做自由落體運動,則有H=gt2,解得t=0.4 s,圓環(huán)后端與桿的水平距離為3.2 m=v1t,得v1=8 m/s,圓環(huán)前端與桿的水

4、平距離為3 m=v2t,得v2=7.5 m/s,所以要想套住桿,圓環(huán)水平拋出的速度范圍為7.5 m/sv23,故得知v01v02v03,又可忽略空氣阻力,且在整個過程中重力做功為零,所以落地時的速率與初速度大小相同,所以A正確;小球沿水平方向的速度分量v水=v0 sin ,則可知沿路徑1拋出的小球水平速度分量最大,選項D錯誤?？键c一平拋基本規(guī)律考點一平拋基本規(guī)律1.飛行時間和水平射程(1)飛行時間:t=,取決于物體下落的高度h,與初速度v0無關(guān)。(2)水平射程:x=v0t=v0,由平拋初速度v0和下落高度h共同決定。2.速度的變化規(guī)律(1)任意時刻的速度水平分量均等于初速度v0。(2)任意相等

5、時間間隔t內(nèi)的速度變化量方向豎直向下,大小v=vy=gt。2hg2hg考點突破考點突破說明平拋運動的速率并不隨時間均勻變化,但速度隨時間是均勻變化的。3.位移變化規(guī)律(1)任意相等時間間隔內(nèi),水平位移相同,即x=v0t。(2)連續(xù)相等的時間間隔t內(nèi),豎直方向上的位移差不變,即y=gt2。典例典例1 (2015浙江理綜,17,6分)如圖所示為足球球門,球門寬為L。一個球員在球門中心正前方距離球門s處高高躍起,將足球頂入球門的左下方死角(圖中P點)。球員頂球點的高度為h。足球做平拋運動(足球可看成質(zhì)點,忽略空氣阻力),則( )A.足球位移的大小x=B.足球初速度的大小v0=C.足球末速度的大小v=

6、D.足球初速度的方向與球門線夾角的正切值 tan = 224Ls2224gLsh22424gLsghh2Ls答案 B如圖,足球平拋運動的水平位移x=, 不是足球的位移,所以A錯。由x=v0t,h=gt2,得v0=/=,B正確。足球的末速度v=,所以C錯誤。由圖可知足球初速度方向與球門線的夾角為,tan =,故D錯誤。所以本題選B。224Ls 12xt224Ls 2hg2224gLsh220yvv22224gLsghh/ 2sL2sL1-1 (2015湖南十三校第一次聯(lián)考)(多選)如圖所示,從地面上方不同高度處以水平速度va、vb拋出兩小球a、b,結(jié)果a落在b初始位置的正下方,而b落在a初始位置

7、的正下方,bc為過小球b初始位置的水平線,不計空氣阻力,下列判斷正確的有( )A.兩球拋出時的初速度vavbB.若它們同時落地(不考慮它們在空中相碰彈射,可互不影響地通過),它們可能在空中相遇C.若兩小球同時拋出,它們不能在空中相遇D.若要使它們能在空中相遇,必須在a到達bc水平線時將b拋出答案 AC由題意知,a、b兩球均做平拋運動,根據(jù)h=gt2,得t=,可知a運動的時間長,又x=vt,且兩球水平位移相等,所以vavb,故A正確;若它們同時落地,則a應(yīng)先拋出,若兩球能夠相遇,則a球的豎直分速度大于b球的豎直分速度,a球?qū)⑾嚷涞?所以兩球不可能在空中相遇,故B錯誤;若兩球同時拋出,而相同時間內(nèi)

8、下落高度相同,則兩球不可能在空中相遇,故C正確;若當a到達bc水平線時,將b球拋出,由于a球此時豎直方向有速度,兩球在豎直方向相同時間內(nèi)的位移不同,不可能在空中相遇,故D錯誤。122hg1.研究平拋運動的常用方法(1)分解速度設(shè)平拋運動的初速度為v0,在空中運動時間為t,則平拋運動在水平方向的速度為:vx=v0,在豎直方向的速度為:vy=gt,合速度為:v=,合速度與水平方向夾角的正切值:tan =。(2)分解位移平拋運動在水平方向的位移為:x=v0t,在豎直方向的位移為:y=gt2,相對拋出點的位移(合位移)為:s=,合位移與水平方向夾角的正切值為tan =。(3)分解加速度22xyvvyx

9、vv1222xyyx考點二斜面上的平拋考點二斜面上的平拋對于有些問題,過拋出點建立適當?shù)闹苯亲鴺讼?把重力加速度g正交分解為gx、gy,把初速度v0正交分解為vx、vy,然后分別在x、y方向列方程求解,可以避繁就簡,化難為易。2.分解方法與實例方法內(nèi)容實例斜面求小球平拋時間總結(jié)分解速度水平vx=v0豎直vy=gt合速度v=解:如圖,vy=gt,tan =,故t=分解速度,構(gòu)建速度三角形分解位移水平x=v0t豎直y=gt2合位移x合=解:如圖,x=v0t,y=gt2,而tan =,聯(lián)立得t=分解位移,構(gòu)建位移三角形22xyvvxyvv0vgt0vgtan1222xy12yx02vgtan典例典例

10、2在傾角為37的斜面上,從A點以6 m/s的初速度水平拋出一個小球,小球落在B點,如圖所示。求小球剛碰到斜面時的速度偏轉(zhuǎn)角及A、B間的距離s和小球在空中的飛行時間t。(g=10 m/s2,tan 37=,cos 37=0.8)答案 0.9 s解析 解法一由平拋運動規(guī)律得,tan =2 tan 3734由圖可得:vy=vAtan 又vy=gt解得t=0.9 s,滿足tan =由平拋運動規(guī)律,得x=vAth=gt2s=321222xh解得s=6.75 m解法二將初速度和加速度沿斜面方向和垂直斜面方向分解,如圖所示,則vx=vAcos 37vy=vAsin 37gx=gsin 37gy=gcos 3

11、7運動時間t= s=0.9 s速度偏轉(zhuǎn)角滿足tan =s=6.75 m2yyvg2 6 0.610 0.8 Agtv322221()()2Av tgt2-1 (2015湖北八校二聯(lián),18)如圖所示,一可看做質(zhì)點的小球從一臺階頂端以4 m/s的水平速度拋出,每級臺階的高度和寬度均為1 m,如果臺階數(shù)足夠多,重力加速度g取10 m/s2,則小球?qū)⒙湓跇颂枮閹椎呐_階上( )A.3 B.4 C.5 D.6答案 B如圖所示,沿臺階邊沿虛擬一個斜面。由平拋運動規(guī)律有:x=v0t,y=gt2,若恰好落在臺階上,則x=y,解得t=0.8 s, 則x=y=3.2 m,故小球落在標號為4的臺階上。12考點三平拋中

12、的臨界問題考點三平拋中的臨界問題處理平拋運動中的臨界問題要抓住兩點:1.找出臨界狀態(tài)對應(yīng)的臨界條件;2.要用分解速度或者分解位移的思想分析平拋運動的臨界問題。典例典例3 (2015課標,18,6分)一帶有乒乓球發(fā)射機的乒乓球臺如圖所示。水平臺面的長和寬分別為L1和L2,中間球網(wǎng)高度為h。發(fā)射機安裝于臺面左側(cè)邊緣的中點,能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球,發(fā)射點距臺面高度為3h。不計空氣的作用,重力加速度大小為g。若乒乓球的發(fā)射速率v在某范圍內(nèi),通過選擇合適的方向,就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺面上,則v的最大取值范圍是( )A.vL1B.vC.vD.v答案 D乒乓球做平拋運動,落到右側(cè)臺面上

13、時經(jīng)歷的時間t1滿足3h=g。當v取最大值時其水平位移最大,落點應(yīng)在右側(cè)臺面的臺角處,有vmaxt1=,解得vmax=;當v取最小值時其水平位移最小,發(fā)射方12L6gh6gh14Lgh2212(4)6LL gh12L6gh122212(4)6LL gh14Lgh122212(4)6LL gh1221t2221()2LL 122212(4)6LL gh向沿正前方且恰好擦網(wǎng)而過,此時有3h-h=g,=vmint2,解得vmin=。故D正確。1222t12L14Lgh3-1 (2014浙江理綜,23,16分)如圖所示,裝甲車在水平地面上以速度v0=20 m/s沿直線前進,車上機槍的槍管水平,距地面高

14、為h=1.8 m。在車正前方豎直立一塊高為兩米的長方形靶,其底邊與地面接觸。槍口與靶距離為L時,機槍手正對靶射出第一發(fā)子彈,子彈相對于槍口的初速度為v=800 m/s。在子彈射出的同時,裝甲車開始勻減速運動,行進s=90 m后停下。裝甲車停下后,機槍手以相同方式射出第二發(fā)子彈。(不計空氣阻力,子彈看成質(zhì)點,重力加速度g=10 m/s2)(1)求裝甲車勻減速運動時的加速度大小;(2)當L=410 m時,求第一發(fā)子彈的彈孔離地的高度,并計算靶上兩個彈孔之間的距離;(3)若靶上只有一個彈孔,求L的范圍。答案 (1) m/s2(2)0.55 m 0.45 m(3)492 mL570 m209解析 (1)裝甲車勻減速運動時的加速度大小a= m/s2(2)第一發(fā)子彈飛行時間t1=0.5 s彈孔離