5.4 抛体运动的规律（教学课件）-【上好课】高一物理同步高效课堂（人教版2019必修第二册）

5.4 抛体运动的规律 第五章 抛体运动 人教版（2019） 主讲老师： 20XX.XX.XX 01 02 平抛运动的位移与轨迹 平抛运动的速度 目录 03 平抛运动的推论 04 一般的抛体运动 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？ 观察与思考 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。 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。 复习与回顾 4 第一部分 平抛运动的速度 思考与讨论 (1)对于平抛运动，水平方向合外力多大？竖直方向合外力多大？竖直方向的加速度等于多少？ (2)根据研究平抛运动的方式，若一个物体以速度v0水平抛出，那么水平方向的速度和竖直方向的速度随时间如何变化？ (3)某个时刻做平抛运动的物体的合速度为多大？这个速度与水平方向的夹角为多大？ (4)任意两个相等的时间间隔内速度的变化是否相同？ 4.速度方向： α vx = v0 vy v O x y v0 P (x,y) 1.水平方向： 2.竖直方向： 3.合速度： 一、平抛运动的速度 能否用v＝v0＋gt求P点的速度? 5.速度变化特点：任意两个相等的时间间隔内速度的变化相同，Δv＝gΔt，方向竖直向下. 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。 【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。 二、典例解析 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 二、典例解析 第二部分 平抛运动的位移与轨迹 思考与讨论 (1)根据研究平抛运动的方式，若一个物体以速度v0水平抛出，那么水平方向的位移和竖直方向的位移随时间如何变化？ (2)某个时刻做平抛运动的物体的合位移为多大？这个位移与水平方向的夹角为多大？ (3)你是否可以根据水平位移和竖直位移，通过推导的方式得到平抛运动的轨迹方程呢？ O x y P (x,y) B A v0 l θ 1.水平方向： 2.竖直方向： 3.合位移： 4.位移方向： 一、平抛运动的位移与轨迹 能否用v2-v02＝2gl 求P点的位移? 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： 一、平抛运动的位移与轨迹 思考与讨论 (1)根据平抛运动的位移公式，你认为平抛运动的物体空中飞行的时间哪些物理量决定，请计算说明？ (2)根据平抛运动的位移公式，你认为平抛运动的物体落地的水平位移由哪些物理量决定，请计算说明？ 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。 一、平抛运动的位移与轨迹 【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。 二、典例解析 （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、典例解析 第三部分 平抛运动的推论 思考与讨论 (1)请你计算证明做平抛运动的物体在任意时刻速度的反向延长线是否一定通过此时水平位移的中点？ (2)做平抛运动的物体在某时刻，其速度方向与水平方向的夹角为θ，位移方向与水平方向的夹角为α，请你计算证明tanθ与tanα存在怎样的关系？ 速度偏向角的正切值： 推导： 速度方向反向延长后： 所以： 推论一：速度的反向延长线过水平位移的中点 21 速度偏向角的正切值： 推导： 位移偏向角的正切值： 所以：tanθ＝2tanα 推论二：tanθ＝2tanα 22 第四部分 一般的抛体运动 投掷标枪 急停跳投 投掷铅球 (1)观察下面几项运动，标枪、篮球和铅球投掷出时，速度方向是否还是水平方向？投出后它们的轨迹直线还是曲线？ (2)如果忽略空气阻力的影响，那么标枪、篮球和铅球的受力又有