5.4 抛体运动的规律（1） 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

人教版物理必修二 第五章 抛体运动 第四节 抛体运动的规律（1） 平抛运动 一、抛体运动和平抛运动 1.抛体运动：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用，这时的运动叫作抛体运动 v0 v0 v0 竖直上抛运动 平抛运动 斜抛运动 2.平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动就叫作平抛运动。 条件: 初速度沿水平方向；忽略空气阻力，只受重力。 性质：匀变速曲线运动 水平抛出的石子 自由落体运动 竖直上抛运动 平抛运动 斜抛运动 匀变速曲线运动 抛体运动的分类: 竖直下抛运动 匀变速直线运动 平抛运动的处理方法 平抛运动可分解为： 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. 二、平抛运动的特点、规律 以初速度v0水平抛出，不计空气阻力， 经时间t求此时的速度 1.平抛运动的速度 1.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。 2.将速度沿x轴方向和y轴方向分解。 3.根据矢量运算法则，求出速度大小及方向 水平方向：匀速直线运动 竖直方向：自由落体运动 速度的大小方向： θ叫速度偏转角 θ vx vy v 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 2.平抛运动的速度随时间变化规律 规律：速度随时间均匀变化，不是速率随时间均匀变化。 即平抛运动任意相等时间Δt内的速度变化量相同 不是任意相等时间Δt内的速度大小变化相同 v0 v1 vy1=gΔt Δv v2 vy2=g2Δt Δv v3 vy3=g3Δt Δv 平抛运动的合位移求解： 3、平抛运动的位移 α叫位移偏转角 （1）.建立直角坐系标,以抛出点为原点，以初速度v0作为x的正方向，竖直向下为y轴正方向。 （2）.写出x和y轴方向分位移表达式 （3）.根据矢量法则，求出合位移大小以及方向 合位移大小: 速度偏角和位移偏角相同吗？ 合位移的方向： (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： 4.平抛运动的轨迹： B A 小球从h高处以初速度v0 做平抛运动，求小球的飞行时间 t 和水平射程 x ？ 竖直方向做自由落体运动，由 平抛运动在空中的飞行时间仅与下落的高度h有关，与初速度v0 无关。 平抛物体的水平射程（落地时的水平位移）与初速度v0 和下落的高度h有关。 O v0 h x 5.平抛运动的飞行时间及水平射程： 得 水平方向做匀速直线运动， 水平射程 落地速度: 即落地速 度也只与初速度v0和下落高度h有关。 1、位移偏向角α与速度偏向角 θ的关系 2、速度方向的反向延长线与 x 轴的交点O ′有什么特点？ 位移偏向角α： 速度偏向角θ： 任一时刻速度方向的反向延长线必过该时刻水平位移的中点。 θ vx=v0 v vy 6.平抛运动的推论： tanθ=2tanα O′ v0 x O y l α A B 7.与斜面结合的平抛运动问题 方法 内容 斜面 总结 分解速度 水平：vx＝v0 竖直：vy＝gt 合速度： 分解速度，构建速度三角形 分解位移 水平：x＝v0t竖直：y＝1/2gt2合位移： 分解位移，构建位移三角形 8.平抛运动的临界、极值问题 1.平抛运动的临界问题有两种常见情形： (1)物体的最大位移、最小位移、最大初速度、最小初速度； (2)物体的速度方向恰好达到某一方向. 2.解题技巧：在题中找出有关临界问题的关键字，如“恰好不出界”、“刚好飞过壕沟”、“速度方向恰好与斜面平行”、“速度方向与圆周相切”等，然后利用平抛运动对应的位移规律或速度规律进行解题. 例题1.将一个物体以10m/s 的速度从15m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=10 m/s2 。 解：以抛出时位置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为： 落地时，物体在竖直方向的分速度满足： 速度方向： θ=600 答案：12S ; 840m 例题2.飞机离地面高度为H=720m，飞机的水平飞行速度为 v=100m/s，追击一辆速度为v=30m/s同向行驶的汽车，从飞机上释放一枚炸弹，不考虑空气阻力，g取10m/s²，求∶ （1）炸弹从投出到落地所需的时间; （2）欲击中汽车，飞机应在距离汽 车的水平距离多远处投弹? 例题3.如图所示，一质点做平抛运动先后经过A、B两点，到达A 点时速度方向与水平方向的夹角为30°，