5.4 抛体运动的规律（课件）（含视频）-2020-2021学年下学期高一物理同步精品课堂（新教材人教版必修第二册）

中物理 第五章 抛体运动 学易同步精品课堂 （高一 下） 第四节 抛体运动的规律 新教材人教版 物理（高中必修第二册） 世界女排联赛总决赛：中国——意大利 课堂引入 思考：在排球比赛中，你是否曾为排球下网或者出界而感到惋惜？如果运动员沿水平方向击球，在不计空气阻力的情况下，要使排球既能过网，又不出界，需要考虑哪些因素？如何估算球落地时速度大小？ 课堂引入 平抛运动可分解为 如何处理平抛运动 处理方法 思路：化曲为直 方法：运动的分解 竖直方向的自由落体运动. 水平方向的匀速直线运动. 如图：一物体以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，经过时间t运动到P点，求此时P的速度？ 第一步：建立直角坐系标 以抛出点为原点，以初速度v0作为x的方向，竖直方向为y轴方向。 第二步：将速度沿x轴方向和y轴方向分解。 一、平抛运动的速度 θ vx vy v O x y v0 P (x,y) 第三步：根据矢量法则，求出速度大小以及方向 水平方向：匀速直线运动 竖直方向：自由落体运动 速 度 大小： 方向： 一、平抛运动的速度 θ vx vy v O x y v0 P (x,y) θ叫速度偏转角 规律：平抛运动任意相等时间 Δt 内的速度变化量相同。 Δv = gΔt 方向恒为竖直向下 B O x y Δt v0 v1 A v2 v3 Δt C O x y Δv v0 v1 v2 v3 Δv vy1 vy3 vy2 Δv 一、平抛运动的速度 【例题1】将一个物体以10 m/s的速度从10 m的高度水平抛出，落地时它的速度方向与水平地面的夹角θ是多少？不计空气阻力，g取10 m/s2。 【分析】物体的水平分速度已知，竖直分速度可以由自由落体运动的高度求出。两者相比，即可求得tanθ，进而求出夹角θ。 一、平抛运动的速度 【解析】以抛出时物体的位置O为原点，建立平面直角坐标系。x轴沿初速度方向，y轴竖直向下。 落地时，物体在水平方向的分速度 落地时，物体在竖直方向的分速度： 由此解出 查表得： 物体落地时速度与水平地面的夹角θ是55° 一、平抛运动的速度 (4)位移的方向： (2)平抛运动在竖直方向分位移： (1)平抛运动在水平方向分位移： (3)合位移: 1.平抛运动的位移 二、平抛运动的位移和轨迹 l O x y P (x,y) B A v0 ɑ ɑ叫位移偏转角 (3)结论：平抛运动的轨迹是一条抛物线。 (1)水平方向：匀速直线运动 (2)竖直方向：自由落体运动 消去 t 得： 2.平抛运动的轨迹 二、平抛运动的位移和轨迹 B A 【例题2】 如图，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无 人机以 v0 ＝ 2 m/s 的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离 h ＝ 20 m，空气阻力忽略不计，g 取 10 m/s2 。 （1）求小球下落的时间。 （2）求小球释放点与落地点之间的水平距离。 二、平抛运动的位移和轨迹 【解析】（1）以小球从无人机释放时的位置为原点O建立平面直角坐标系,x 轴沿初速度方向，y轴竖直向下。 （1）设小球的落地点为P， 下落的时间为t，则满足 所以小球落地的时间 （2）因此，小球落地点与释放点之间的水平距离 二、平抛运动的位移和轨迹 【解析】 1.运动时间：由 ，得 ，即物体在空中的飞行时间仅取决于下落的高度，与初速度v0无关。 三、平抛运动的推论 2.落地的水平距离：由 , 得 ，即落地的水平距离与初速度v0和下落高度h有关，与其他因素无关。 3.落地速度: ，即落地速 度也只与 初速度v0和下落高度h有关。 4.做平抛（或类平抛）运动的物体，设其位移偏向角为α，速度偏向角为θ，则在任意时刻、任意位置有tanθ=2tanα。 证明： （θ≠2α） 得： α vx vy v O x y v0 P (x,y) 三、平抛运动的推论 三、平抛运动的推论 5.做平抛（或类平抛）运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，如图。 证明： O y B x A P (x,y) v0 位移偏向角θ： 速度偏向角α： l θ α vx α v vy O′ α θ θ 1.斜抛运动： (1)受力特点：在水平方向不受力，加速度为0；在竖直方向只受重力，加速度为g。 2.斜抛运动的特点 四、一般的抛体运动 如果物体被抛出时的速度v0不沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方，这种抛体运动叫斜抛运动。 （3）速度变化特点：由于斜抛运动的加速度为定值，因此，在相等的时间内速度变化量的大小相等，方向均竖直向下，Δv＝gΔt。 (2)初速度特点：以斜上抛运动为例，把斜向上方的