5.4抛体运动的规律（好课件）-2022-2023学年高一物理同步备课精编优选课件+导学案（人教版2019必修第二册）

§4 抛体运动的规律 高一物理（人教版2019） 必修 第二册 第五章 抛体运动 思考与讨论： 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？ 新课引入 复习与回顾： 1.平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动就叫作平抛运动。 ①条件: 初速度沿水平方向；忽略空气阻力，只受重力。 ②性质：匀变速曲线运动。 新课引入 2.研究方法：化曲为直。 ①水平方向：匀速直线运动； ②竖直方向：自由落体运动。 3 一、平抛运动的速度 4.速度方向： α vx = v0 vy v O x y v0 P (x,y) 1.水平方向： 2.水平方向： 3.合速度： 能否用 v＝v0＋gt 求P点的速度? 新课讲授 一、平抛运动的速度 5.速度变化量：抛运动中，任意两个时刻的速度变化量Δv＝gΔt，方向竖直向下. 新课讲授 【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。 【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。 新课讲授 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° 新课讲授 思考：做平抛运动的物体位移又该如何计算呢？ O x y P (x,y) B A v0 l θ 能否用 v2－v02＝2gl 求P点的位移? 二、平抛运动的位移与轨迹 1.水平方向： 2.水平方向： 3.合位移： 4.位移方向： 新课讲授 物体在P 点的坐标 O x y v0 P (x,y) 平抛运动的轨迹一条抛物线 5.平抛运动轨迹： 新课讲授 6.平抛运动时间： 即平抛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。 7.落地的水平距离： 即水平距离与初速度v0和下落的高度h有关，与其他因素无关。 新课讲授 【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。 【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。 新课讲授 （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 新课讲授 思考：做平抛运动的物体遵循哪些规律？ 三、平抛运动的两个重要推论 1.速度的反向延长线过水平位移的中点 速度偏向角的正切值： 推导： 速度方向反向延长后： 所以： 新课讲授 13 三、平抛运动的两个重要推论 2.tanθ＝2tanα 速度偏向角的正切值： 推导： 位移偏向角的正切值： 所以：tanθ＝2tanα 新课讲授 14 四、与斜面结合的平抛运动问题 1.顺着斜面抛： （1）合位移方向与水平方向的夹角等于斜面的倾角 （2）水平位移和竖直位移的关系： （3）运动时间： 新课讲授 四、与斜面结合的平抛运动问题 2.对着斜面抛： （1）合速度与竖直方向的夹角等于斜面的倾角 （3）运动时间： （2）水平分速度与竖直分速度的关系： 新课讲授 五、一般的抛体运动 1.定义：如果物体被抛出时的速度v0不沿水平方向，而是沿斜上方或斜下方，且只受重力的作用，这样的抛体运动称为斜抛运动。 2.性质：由于做斜抛运动的物体只受重力，且初速度与合外力不共线，故斜抛运动是匀变速曲线运动。斜抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛或竖直下抛运动的合运动。 新课讲授 五、一般的抛体运动 1.速度大小 (1)水平方向：v0x＝v0cosθ (2)竖直方向：v0y＝v0sinθ 2.位移大小 (1)水平方向：x＝v0tcosθ (2)竖直方向： 新课讲授 五、一般的抛体运动 3.速度变化： 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。 4.飞行时间： 5.最大高度： 6.水平射程： 新课讲授 B 课堂练习 课堂练习 B 课堂练习 课堂练习 C 课堂练习 课堂练习 4．质量不同的甲、乙两个小球在同一位置分别以v1、v2的水平初速度向一倾角为θ的斜面抛出，飞行一段时间后，甲球恰好垂直撞在斜面上，小球在空中的飞行时间为t1;乙球到达斜面的位移恰好最小，小球在空中的飞行时间为t2，则t1∶t2等于（　　） A．2∶1