第一讲 抛体运动-【暑假辅导班】2021年新高二物理暑假精品课程（粤教版）

第一讲 抛体运动 【学习目标】 1.知道平抛运动的受力特点，会用运动的合成与分解分析平抛运动. 2.理解平抛运动的规律，会确定平抛运动的速度和位移，知道平抛运动的轨迹是一条抛物线. 3.通过生活中的实例理解竖直上抛运动的规律，会用分段法和整体法研究竖直上抛运动. 4.通过生活实例会确定平抛运动的临界问题及其运动规律，能找到临界状态并运用数学知识分析极值. 5.了解斜抛运动在生产生活中的应用，能利用运动的合成与分解方法分析一般的抛体运动． 【基础知识】 一、曲线运动 1、认识曲线运动 （1）曲线运动：物体运动轨迹为曲线的运动． （2）运动的分类：生产和生活中的运动，可根据运动轨迹的特点，分成直线运动和曲线运动． 2、物体做曲线运动的速度方向 （1）速度方向：在曲线运动中，质点在某一位置的速度方向与曲线在这一点的切线方向一致． （2）曲线运动的性质：曲线运动的速度方向时刻都在改变，曲线运动是一种变速运动． 3、物体做曲线运动的条件 当物体所受合外力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动． 二、运动的合成与分解 1、运动的分析 （1）分运动与合运动 如果一个物体实际发生的运动产生的效果跟另外两个运动共同产生的效果相同，我们就把这一物体实际发生的运动称为这两个运动的合运动，这两个运动称为这一实际运动的分运动． （2）合运动与分运动的特点 (1)等时性：合运动与分运动经历的时间一定相等，即同时开始、同时进行、同时停止． (2)独立性：一个物体同时参与几个分运动，分运动各自独立进行，互不影响． (3)等效性：合运动是由各分运动共同产生的总运动效果，合运动与各分运动的总运动效果可以相互替代． 2、位移和速度的合成与分解 （1）合位移是两分位移的矢量和，满足平行四边形定则． （2）实际速度和分速度的关系以及合加速度与分加速度的关系都满足平行四边形定则(或三角形定则)． （3）已知分运动求合运动称为运动的合成．已知合运动求分运动称为运动的分解． 三、平抛运动 1、平抛运动 （1）定义：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，仅在重力作用下物体所做的运动． （2）平抛运动的特点 ①初速度沿水平方向． ②只受重力作用． 2、平抛运动的性质 加速度为g的匀变速曲线运动． 3、平抛运动的两个分运动 （1）水平方向：不受力，加速度是0，水平方向为匀速直线运动． （2）竖直方向：只受重力，由牛顿第二定律得到：mg＝ma.所以a＝g；竖直方向的初速度为0，所以竖直方向为自由落体运动． 4、平抛运动的规律 以速度v0沿水平方向抛出一物体，以抛出点为原点，建立如图1所示的直角坐标系． 图1 1．平抛运动的位移与轨迹 (1)水平位移：x＝v0t.① (2)竖直位移：y＝eq \f(1,2)gt2.② (3)轨道方程：由①②两式消去时间t，可得平抛运动的轨迹方程为y＝eq \f(g,2v\o\al(02))x2，由此可知平抛运动的轨道是一条抛物线． 2．平抛运动的速度 (1)水平方向分速度：vx＝v0. (2)竖直方向分速度：vy＝gt. (3)物体在某点合速度大小：①v＝eq \r(v\o\al(x2)＋v\o\al(y2))＝eq \r(v\o\al(02)＋gt2). ②方向：tan θ＝eq \f(vy,vx)＝eq \f(gt,v0)(θ是v与水平方向夹角) 四、生活和生产中的抛体运动 1、竖直上抛运动 1．竖直上抛运动的性质：初速度不为零的匀变速直线运动． 2．竖直上抛运动的特征： (1)具有竖直向上的初速度． (2)物体只受重力作用，加速度恒为重力加速度g. 3．处理竖直上抛运动问题的思路和方法 (1)分段法 竖直上抛运动可分为上升阶段和下降阶段． ①上升过程是初速度为v0、加速度为a＝g的匀减速直线运动(以竖直向上为正方向)： vt＝v0－gt，s＝v0t－eq \f(1,2)gt2. ②下降过程是自由落体运动(以竖直向下为正方向)： vt＝gt′，s′＝eq \f(1,2)gt′2. (2)整体法 ①将全过程看作是初速度为v0、加速度为a＝g的匀变速直线运动，用匀变速直线运动规律进行计算(以竖直向上为正方向)：vt＝v0－gt，s＝v0t－eq \f(1,2)gt2. ②若vt>0，则物体在上升；vt<0，则物体在下降．s>0，物体在抛出点上方；s<0，物体在抛出点下方． (3)利用竖直上抛运动的v－t图像，如图2所示． 图2 4．竖直上抛运动的对称性 (1)速度对称性：上升和下降经过同一位置时，速度等大反向，即v上＝v下． (2)时间对称性：上升和下降经过同一竖直距离所用时间相等，即t上＝t下． (3)过程对称性：从抛出点抛出到回到抛出点，上升阶段为匀减速到速度为零的过程，下降阶段为自由落体运动，上升阶段可看作下