1.4 生活和生产中的抛体运动（备课堂）-【上好课】2020-2021学年高一物理同步备课系列（2019粤教版必修第二册）

新粤教版（2019）高中物理必修第二册 第一章 抛体运动的定义 抛体运动的一般特征： 条件： 有一定初速度(v0≠0) ， 只受重力作用； 运动轨迹是直线或曲线 理想化模型 将物体以一定的初速度向空中抛出， 仅在重力作用下物体所做的运动 称为抛体运动。 喷泉 公园、广场等场所常常能见到喷泉，有的喷泉形成高高的水柱，有的喷泉形成多姿的弧线。 建立物理模型对柱形喷泉分析，喷泉水柱由无数的水珠构成，如果忽略水珠在运动过程中受到的空气阻力，则水珠仅受重力的作用，可将柱形喷泉中水珠的运动视为竖直上抛运动。 竖直下抛运动 ——把物体以一定的初速度v0沿竖直方向向下抛出，仅在重力作用下物体所作的运动叫做竖直下抛运动。 1.竖直下抛运动的特点： ①初速度：v0 ≠0，方向向下。 ②加速度：g，方向向下。 ③运动方向：竖直向下。 2.竖直下抛运动的规律： 【注意符号】 以v0方向为正（即向下为正） 则g取正。 v0 G * 竖直上抛运动 ——把物体以一定的初速度v0沿竖直方向向上抛出，仅在重力作用下物体所作的运动叫做竖直上抛运动。 1.竖直上抛运动的特点： ①初速度：v0 ≠0，方向向上。 ②加速度：g，方向向下。 ③运动方向：先竖直向上后竖直向下。 2.竖直上抛运动的规律： 【注意符号】 以v0方向为正（即向上为正） 则g取负。 v0 G v=0 G vt V0 a 整体上看： 竖直上抛运动是一个加速度为g的匀减速直线运动，即： 分阶段上看： 先进行匀减速直线运动，后进行自由落体运动，即： 注意：上升和下降阶段具有对称性。 V V t t 由于竖直上抛运动涉及上升和下降两个过程，因此在处理竖直上抛运动问题时，常有以下两种思路： ⑴分步处理 ①上升过程当作匀减速直线运动 ②下降过程当作匀加速直线运动（自由落体运动） ⑵整体处理 ——就整体而言，竖直上抛运动是一种匀变速直线运动，加速度为g，解题中注意各物理量的符号，通常选向上为正方向。 ——在实际问题中。选取哪种方法进行处理，应视问题的方便而定。 竖直上抛运动的处理方法 * 1、已知竖直上抛的物体的初速度v0，试求： ⑴物体上升的最大高度以及上升到最大高度所用的时间； ⑵物体由最大高度落回原地时的速度以及落回原地所用的时间； ⑶物体全程所用的时间。 解：⑴在上升过程中,已知v0,vt=0,a= - g,以竖直向上为正向，由运动学公式有 最大高度 上升时间 练习：分步处理 v0 G G vt v=0 O A B C B1 A1 O1 总结：竖直上抛运动的上升过程和下降过程具有对称性，即：物体先后两次经过空间中同一点时的速度大小相等，先后两次经过空间中同一段距离时所用的时间相等。 ⑵在下落过程中,已知v0=0,a=g, 以竖直向下为正方向，由运动学公式有 落地速度 下落时间 （3）物体全程所用的时间： 2、 在离地面15m的高处，以10m/s的初速度竖直上抛一小球，求小球落地时的速度和小球从抛出到落地所用的时间.（忽略空气阻力，取重力加速度g=10m/s2） 15m 解：小球作竖直上抛运动，取v0方向为正方向，有v0=10m/s、a= - g、s= - 15m，由运动学公式 有 依题意，vt=-20m/s，即落地速度大小为20m/s，方向竖直向下. 落地时间 整体处理 练习：整体处理 v0 v=0 vt O A C B 传送带输送 如图所示，是食品加工厂生产和包装饺子的一道工序，水传送带的速度可调。为了保证饺子能够落在水平传送带下方的槽内，请设计方案，估算水平传送带的运转速度范围 解：选取饺子为研究对象，忽略空气阻力，饺子离开水平传送带后将做平抛运动。 设水平传送带的运转速度为v0，即饺子做平抛运动的高度为h,饺到达落点前的水平位移为，则 分析：若空气阻力忽略不计，饺子离开水平传送带 后做平抛运动，可根据平抛运动的公式，求出初速度 的表达式，再测量相应的数值，根据该表达式进行 估算，由此设计合理的生方案. 在竖直方向上，有 解：选取饺子为研究对象，忽略空气阻力，饺子离开水平传送带后将做平抛运动。 设水平传送带的运转速度为v0，即饺子做平抛运动的高度为h,饺到达落点前的水平位移为，则 由以上两式，可得 在水平方向上，有 根据上式，设计方案如下 第一步：分别测量从水平传送带抛出点边缘到下方接盘最外侧和最内侧的水平距离 和 第二步：测量水平传送带抛出点距离接盘底部的高度h 第三步：将 、 和 h代入式子 , 可求得合适的传送带运转速度范围为 在实际生产中，物品离开传送带时的运动方式更 多是斜抛运动，如图所示同学们可以尝试 建构物