2012高一物理課件拋體運動 （魯科版必修2）

1、拋體運動考點1 平拋運動1.定義：把物體以一定的初速度沿_拋出，不考慮空氣阻力，物體只在_作用下所做的運動2.性質：加速度為重力加速度g的_運動，運動軌跡是拋物線水平方向重力勻變速曲線3.根本規(guī)律：以拋出點為原點，以水平方向(初速度v0方向)為x軸，以豎直向下方向為y軸，建立平面直角坐標系，那么：(1)水平方向：做_運動，速度vx=_, 位移x=_.(2)豎直方向：做_運動，速度vy=_,位移y=_.(3)合速度：v= 方向與水平方向夾角為，那么(4)合位移： 方向與水平方向夾角為，(5)軌跡方程：y=_.勻速直線v0v0t自由落體gt對平拋運動的進一步理解1.飛行時間：由 知，時間取決于下落

2、高度h，與初速度v0無關.2水平射程：x=v0t=v0 即水平射程由初速度v0和下落高度h共同決定，與其他因素無關.3.落地速度： 以表示落地速度與x軸正方向間的夾角，有 所以落地速度也只與初速度v0和下落高度h有關.4.速度改變量：因為平拋運動的加速度為恒定的重力加速度g，所以做平拋運動的物體在任意相等時間間隔t內(nèi)的速度改變量vgt相同，方向恒為豎直向下，如下圖.5.兩個重要推論(1)做平拋(或類平拋)運動的物體任一時刻的瞬時速度的反向延長線一定通過此時水平位移的中點，如圖中A點和B點所示.(2)做平拋(或類平拋)運動的物體在任一時刻任一位置處，設其速度方向與水平方向的夾角為，位移與水平方向

3、的夾角為，那么tan2tan.質點從同一高度水平拋出,不計空氣阻力,以下說法正確的選項是( )A.質量越大,水平位移越大B.初速度越大,落地時豎直方向速度越大C.初速度越大,空中運動時間越長D.初速度越大,落地速度越大【解析】選D.水平拋出的物體,在水平方向做勻速直線運動,在豎直方向做自由落體運動,其運動規(guī)律與質量無關,由 =2gh,可知 落地豎直速度只與高度h有關；由 知, 落地時間也由高度決定；落地速度 故只有D項正確.考點2 斜拋運動1.定義：以一定的初速度將物體與水平方向成一定角度斜向上拋出，物體僅在_作用下所做的曲線運動2.性質：加速度為重力加速度g的_曲線運動，運動軌跡是_重力勻變

4、速拋物線斜拋運動的研究方法如下圖：(1)水平方向：v0 x=v0cos，F(xiàn)合x=0.(2)豎直方向：v0y=v0sin，F(xiàn)合y=mg.因此斜拋運動可以看做水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直拋體運動的合運動.關于斜拋運動，以下說法正確的選項是( )A.斜拋運動不可以看成是兩個方向上的直線運動的合運動B.斜拋運動只可以看成是水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的勻變速直線運動的合運動C.斜拋運動屬于變加速運動D.斜拋運動屬于勻變速運動【解析】選D.任何斜拋運動都可以分解成任何兩個方向上的直線運動，包括互相垂直的兩個方向，所以A錯；斜拋運動不只可以分解為水平方向和豎直方向的運動，還可以分解到其他

5、方向上，B錯；由于做斜拋運動的物體只受重力作用，所以一定是勻變速運動，所以C錯，D對.故正確答案為D. 平拋運動的根本規(guī)律【例證1】(2021海南高考)如圖，水平地面上有一個坑，其豎直截面為半圓.ab為沿水平方向的直徑.假設在a點以初速度v0沿ab方向拋出一小球， 小球會擊中坑壁上的c點.c點與水平地面的距離為圓半徑的一半，求圓的半徑.【解題指南】解答此題時注意把握以下三點：(1)根據(jù)題意標準作圖.(2)確定小球水平方向和豎直方向的位移.(3)利用平拋運動規(guī)律求解.【自主解答】如下圖，小球做平拋運動的水平位移豎直位移y=h=根據(jù)y= gt2，x=v0t聯(lián)立以上各式解得答案： 【總結提升】“化曲

6、為直思想在平拋運動中的應用在研究平拋運動問題時，根據(jù)運動效果的等效性，利用運動分解的方法，將其轉化為我們所熟悉的兩個方向上的直線運動，即水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動.再運用運動合成的方法求出平拋運動的規(guī)律.這種處理問題的方法可以變曲線運動為直線運動，變復雜運動為簡單運動，是處理曲線運動問題的一種重要的思想方法.【變式訓練】(2021三明模擬)玩具槍的槍管水平，在其正前方放置兩個豎直紙屏，紙屏與槍管垂直，屏A離槍口的距離為s，A、B屏間距為l，子彈發(fā)射后擊穿兩紙屏.設紙屏對子彈的阻力不計，兩屏上彈孔的高度差為h，求子彈離開槍口時的速度以及子彈在兩屏間飛行的時間.【解析】設子彈離

7、開槍口時的速度為v，運動到A的時間為t1，從A運動到B的時間為t2.s=vt1,l=vt2聯(lián)立解得:答案： 斜面平拋問題的標準求解【例證2】(14分)滑雪比賽驚險刺激，如下圖，一名跳臺滑雪運發(fā)動經(jīng)過一段加速滑行后從O點水平飛出，經(jīng)過3.0 s 落到斜坡上的A點.O點是斜坡的起點，斜坡與水平面的夾角=37，運發(fā)動的質量m=50 kg.不計空氣阻力(取sin37=0.60,cos37=0.80；g取10 m/s2).求：(1)A點與O點的距離L；(2)運發(fā)動離開O點時的速度大??；(3)運發(fā)動從O點飛出開始到離斜坡距離最遠所用的時間.【解題指南】解答此題需把握以下三點：(1)A點與O點的距離即為合位

8、移，通過豎直分位移求解.(2)通過水平方向運動求拋出時的速度.(3)當運發(fā)動在空中速度方向與斜坡平行時，離斜坡最遠.【標準解答】(1)運發(fā)動在豎直方向做自由落體運動，有 (4分)(2)設運發(fā)動離開O點時的速度為v0，運發(fā)動在水平方向的分運動為勻速直線運動，有Lcos37=v0t， (2分)即 (2分)(3)解法1：運發(fā)動的平拋運動可分解為沿斜面方向的勻加速運動(初速度為v0cos37、加速度為gsin37)和垂直斜面方向的類豎直上拋運動(初速度為v0sin37、加速度為gcos37). (2分)當垂直斜面方向的速度減為零時，運發(fā)動離斜坡距離最遠，有v0sin37=gcos37t，解得t=1.5

9、 s. (4分)解法2：當運發(fā)動的速度方向平行于斜坡或與水平方向成37時，運發(fā)動與斜坡距離最遠，有 =tan37，t=1.5 s.(6分)答案：(1)75 m (2)20 m/s (3)1.5 s【總結提升】斜面平拋問題的求解方法(1)物體在斜面上平拋并落在斜面上的問題與實際聯(lián)系密切，如滑雪運動等，因而此類問題是高考命題的熱點.有兩種分解方法：一是沿水平方向的勻速運動和豎直方向的自由落體運動；二是沿斜面方向的勻加速運動和垂直斜面方向的類豎直上拋運動.(2)本例第(3)問采用后一種分解方法更簡捷.(3)此類問題中，斜面的傾角即為位移與水平方向的夾角；可以根據(jù)斜面的傾角和平拋運動的推論確定物體落在

10、斜面上時的速度方向.【變式訓練】(2021鄭州模擬)如下圖，小球從傾角為37的斜面底端的正上方以15 m/s的速度水平拋出，飛行一段時間后恰好垂直撞在斜面上，那么：(sin37=0.6,cos37=0.8,g=10 m/s2)(1)小球在空中飛行的時間為多少？(2)拋出點距斜面底端的高度為多少？【解析】(1)小球恰好垂直撞在斜面上，有：tan37= vy=gt，可得：t=2 s(2)小球做平拋運動的水平位移為x,下落的高度為h1，落點與地面的高度為h2,h1= gt2，x=v0t，h2=xtan37拋出點距離地面的高度h=h1+h2=42.5 m答案：(1)2 s (2)42.5 m【變式備選

11、】如下圖,一物體自傾角為的固定斜面頂端沿水平方向拋出后落在斜面上.物體與斜面接觸時速度與水平方向的夾角滿足( )A.tan=sinB.tan=cosC.tan=tanD.tan=2tan【解析】選D.物體做平拋運動，水平方向上的分運動是勻速直線運動，水平分速度為vx=v0，水平分位移x =v0t，豎直方向上做自由落體運動，豎直分速度vy=gt,豎直分位移為y= gt2.根據(jù)平行四邊形定那么作出落地時豎直速度vy和水平速度vx以及合速度v構成的平行四邊形，如下圖.根據(jù)vy、vx及v三個物理量之間的幾何關系得：根據(jù)x、y之間的幾何關系得：所以:tan=2tan，故D正確,A、B、C錯誤. 類平拋運

12、動分析【例證3】在光滑的水平面內(nèi)，一質量m=1 kg的質點以速度v0=10 m/s沿x軸正方向運動，經(jīng)過原點后受一沿y軸正方向上的水平恒力F=15 N作用，直線OA與x軸成=37角，如下圖曲線為質點的軌跡圖(g取10 m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8)，求：(1)如果質點的運動軌跡與直線OA相交于P點，質點從O點到P點所經(jīng)歷的時間以及P點的坐標；(2)質點經(jīng)過P點的速度大小.【解題指南】求解此題應把握以下三點：(1)明確質點是在水平面內(nèi)做類平拋運動.(2)寫出質點在兩個方向上位移的表達式.(3)明確質點運動到P點時位移的方向.【自主解答】(1)質點在水平面內(nèi)做曲線運動，在x方向

13、上不受外力作用做勻速直線運動，y方向受恒力F作用做勻加速直線運動，在豎直方向上光滑平面的支持力與重力平衡.由牛頓第二定律得：設質點從O點到P點經(jīng)歷的時間為t，P點坐標為(xP,yP)那么xP=v0t，yP= at2，又tan=聯(lián)立解得：t=1 s，xP=10 m，yP=7.5 m即P點坐標為(10 m,7.5 m)(2)質點經(jīng)過P點時沿y方向的速度vy=at=15 m/s故P點的速度大小答案：(1)1 s (10 m,7.5 m) (2)【互動探究】在【例證3】中假設質點到達P點時速度方向與x軸成=37，其他條件不變，求：(1)質點從O點到P點所經(jīng)歷的時間以及P點的坐標；(2)質點經(jīng)過P點的速

14、度大小.【解析】(1)設質點從O點到P點經(jīng)歷的時間為t，對質點，沿y方向由牛頓第二定律得：vy=at又tan=聯(lián)立解得：t=0.5 s，設P點坐標為(xP,yP)，那么xP=v0t，yP=解得xP=5 m,yP=1.875 m即P點坐標為(5 m,1.875 m)(2)質點經(jīng)過P點時沿y方向的速度vy=at=7.5 m/s故P點的速度大小答案：(1)0.5 s (5 m,1.875 m) (2)12.5 m/s【總結提升】類平拋運動的求解技巧(1)常規(guī)分解法：將類平拋運動分解為沿初速度方向的勻速直線運動和垂直于初速度方向(即沿合力方向)的勻加速直線運動，兩分運動彼此獨立，互不影響，且與合運動具

15、有等時性.(2)特殊分解法：對于有些問題，可以過拋出點建立適當?shù)闹苯亲鴺讼?，將加速度分解為ax、ay，初速度v0分解為vx、vy，然后分別在x、y方向列方程求解.考查內(nèi)容平拋中的臨界問題【例證】如下圖，水平屋頂高H=5 m，圍墻高h=3.2 m，圍墻到房子的水平距離L=3 m,圍墻外馬路寬x=10 m,為使小球從屋頂水平飛出落在圍墻外的馬路上，求小球離開屋頂時的速度v0的大小范圍.(g取10 m/s2)【標準解答】設小球恰好落到馬路邊緣時的水平初速度為v1那么小球的水平位移：L+x=v1t1，小球的豎直位移：H=解以上兩式得設小球恰好越過墻的邊緣時的水平初速度為v2那么此過程中小球的水平位移：

16、L=v2t2小球的豎直方向位移：H-h=解以上兩式得因此小球拋出時的速度大小為5 m/sv013 m/s.答案：5 m/sv013 m/s1.(2021三明模擬)關于做平拋運動的物體，以下說法正確的選項是( )A.平拋運動是非勻變速曲線運動B.平拋運動是勻變速曲線運動C.每秒內(nèi)速度的變化量越來越大D.每秒內(nèi)速率的變化量相等【解析】選B.做平拋運動的物體只受重力作用，故加速度恒定不變a=g，即做勻變速曲線運動，A選項錯，B選項正確.速度的變化量是矢量，由加速度定義式可得v=gt，每秒內(nèi)速度的變化量數(shù)值上總等于加速度大小,C選項錯誤.每秒內(nèi)速率的變化量是每秒末與該秒初的速率之差，它是變化的,D選項

17、錯.2.一個物體以初速度v0水平拋出，落地時速度為v，那么物體的運動時間是( )【解析】選C.合速度等于分速度的矢量和.落地時，物體的速度為： 故C正確.3.某同學對著墻壁練習打網(wǎng)球,假定球在墻面上以25 ms的速度沿水平方向反彈,落地點到墻面的距離在10 m至15 m之間,忽略空氣阻力,取g=10 ms2,球在墻面上反彈點的高度范圍是( )A. 0.8 m至1.8 mB. 0.8 m至1.6 mC. 1.0 m至1.6 mD. 1.0 m至1.8 m【解析】選A.設球從反彈到落地的時間為t,球在墻面上反彈點的高度為h,球反彈后做平拋運動,水平方向做勻速直線運動,豎直方向做自由落體運動，故 所以0.8 m h 1.8 m,應選項A正確,B、C、D錯誤.4.如下圖，射擊槍水平放置，射擊槍與目標靶中心