第1章 第4节 生活和生产中的抛体运动-2021-2022学年新教材高中物理必修第二册【名师导航】同步Word教参(粤教版)

第四节　生活和生产中的抛体运动 学习目标：1.[物理观念]知道什么是抛体运动、竖直上抛运动、斜抛运动。　2.[科学思维]掌握竖直上抛运动的处理方法和斜抛运动的研究方法。　3.[科学态度与责任]会分析生活和生产中的抛体运动。 一、喷泉 1．抛体运动及分类 (1)定义：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。 (2)分类：抛体运动可分为竖直上抛、竖直下抛、平抛和斜抛。 2．喷泉的特点 (1)喷泉中水珠仅受重力作用，可视为竖直上抛运动。 (2)喷泉到达的高度主要由喷头的出水速度决定。 二、传送带输送 在自动化生产中，常需要利用传送带将物品较准确地抛落到相应的位置，因此需要应用抛体运动的相关知识。 三、跳远 1．跳远运动模型 人体视为质点，在忽略空气阻力的情况下，只受重力作用，人体做斜抛运动。 2．斜抛运动的研究方法 将斜抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)竖直下抛运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动。 (×) (2)竖直下抛运动的速度规律是v＝gt。 (×) (3)竖直上抛运动是匀变速直线运动。 (√) (4)竖直上抛运动的速度大小逐渐减小，最终减小为零。 (×) 2．将物体以一定的初速度竖直下抛，其速度—时间图像可能是(　　) C　[竖直下抛运动的速度与时间的关系式为vt＝v0＋gt，可知C正确。] 3．(多选)关于斜抛运动，忽略空气阻力。下列说法中正确的是(　　) A．斜抛运动是曲线运动 B．斜抛运动的初速度是水平的 C．斜抛运动在最高点速度不为零 D．斜抛运动的加速度是恒定的 ACD　[做斜抛运动的物体只受重力作用，加速度为g，水平方向为匀速直线运动，竖直方向做加速度为重力加速度g的匀变速直线运动，在最高点有水平速度。故A、C、D正确。] 竖直抛体运动 如图所示，某同学乘坐在一只正在沿着竖直方向上升或下降的飞艇上。假设某时刻从飞艇上落下一个小球，该小球会做自由落体运动吗？为什么？ 提示：不做自由落体运动，做竖直抛体运动，因为在竖直方向上有一个初速度。 1．竖直上抛运动 (1)运动性质 初速度不为零的匀变速直线运动(通常规定初速度v0的方向为正方向)，加速度a＝－g。 (2)规律 ①速度公式：vt＝v0－gt。 ②位移公式：s＝v0t－gt2。 (3)基本关系 ①上升到最高点的时间t＝。 ②上升的最大高度：h＝。 ③从最高点回落到抛出点所用时间为，落回到抛出点的速度与抛出时速度大小相等、方向相反。 2．竖直下抛运动 (1)运动性质 初速度不为零的匀加速直线运动。加速度a＝g。 (2)规律 ①速度公式：vt＝v0＋gt。 ②位移公式：s＝v0t＋gt2。 ③从公式可以看出竖直下抛运动可看成是初速度为v0的匀速运动和自由落体运动两个分运动的合运动。 【例1】　一个气球以4 m/s的速度匀速竖直上升，气球下面系着一个重物，当气球上升到下面的重物离地面217 m时，系重物的绳断了，从这时起，重物经过多长时间落到地面？重物着地时速度多大？(g取10 m/s2) 思路点拨：重物做v0＝4 m/s的竖直上抛运动，由h＝v0t－gt2和vt＝v0－gt计算时间及速度。 [解析]　绳未断时，重物随气球以4 m/s的速度匀速上升，绳断后，由于惯性，重物将在离地面217 m处，以初速度v0＝4 m/s做竖直上抛运动。 解法1　分段法 上升阶段重物做匀减速运动。上升的最大高度 h1＝＝ m＝0.8 m 上升到最高点所用时间 t1＝＝ s＝0.4 s 下降阶段重物做自由落体运动h1＋h＝gt t2＝＝ s＝6.6 s 故从绳断开始到重物着地的时间t＝t1＋t2＝7 s 重物着地时的速度v＝gt2＝10×6.6 m/s＝66 m/s 解法2　整体法 以抛出点为坐标原点，取竖直向上为正方向 因为h＝v0t－gt2, 此处h＝－217 m 所以－217＝4t－×10t2 解得t1＝7 s，t2＝－6.2 s(不合题意，舍去) 又 vt＝v0－gt＝4 m/s－10×7 m/s＝－66 m/s “－”表示着地时速度方向竖直向下。 [答案]　7 s　66 m/s 竖直上抛运动问题的解题技巧 1．竖直上抛运动规律表达式中的正、负号的理解：一般选抛出点为坐标原点，向上为正方向，则初速度v0>0，加速度a＝－g，对竖直上抛的全过程有vt＝v0－gt，s＝v0t－gt2，在抛出点下方时有－s＝v0t－gt2。 2．对解的说明与讨论 (1)由vt＝v0－gt知，若vt>0，则物体在上升；若vt<0，则物体在下降。 (2)由s＝v0t－gt2知，若s>0，物体处于抛出点上方；若s<0，物体处于抛出点下方。 3．竖直上抛运动中的多解问题：由于竖直上抛具有对称性，