5.4 抛体运动的规律 课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

5.4抛体运动的规律 平抛运动条件： 1、初速度沿水平方向 平抛运动 v0 G 2、只受重力的作用 由于速度方向与受力方向不在一条直线上，故平抛运动是曲线运动，又受力恒定，所以平抛运动是匀变速曲线运动。 平抛运动的速度 一物体以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，经过时间t运动到P点，求此时P的速度？ v0 P x y v vx vy 第一步：建立直角坐系标 第二步：将速度沿x轴方向和y轴方向分解。 叫做速度偏转角 平抛运动的位移 v0 P x y v x y s 水平方向： 竖直方向： 位移大小： 位移偏转角： 问题1.位移偏转角α与速度偏转角θ相同吗？它们有什么关系？ v0 P x y v x y s vx vy 平抛运动的重要推论 速度偏转角的正切值是位移偏转角的两倍 平抛运动的重要推论 v0 P x y v x y s vx vy 问题2.如果将速度v反向延长，延长线与x轴交点坐标x1是多少？ x1 例题一 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。 水平方向： 竖直方向： 落地时间是多少呢？ 例题二 某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v0＝2m/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＝20m，空气阻力忽略不计，g取10m/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。 平抛运动与斜面 1.如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球，某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的B点．已知球拍与水平方向夹角θ＝60°，AB两点高度差h＝1m，忽略空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2，则球刚要落到球拍上时速度大小为(　　) 平抛运动与斜面 v合 v0 v⊥ 平抛运动与斜面 2. 女子跳台滑雪等6个新项目已加入冬奥会．如图所示，运动员踏着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上(未画出)获得一速度后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆，这项运动非常惊险．设一位运动员由斜坡顶的A点沿水平方向飞出的速度v0＝20 m/s，落点在斜坡上的B点，斜坡倾角θ＝37°，斜坡可以看成一斜面．(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求： (1)运动员在空中飞行的时间t； (2)A、B间的距离s； (3)运动员与斜坡间的距离最大时，其速度方向有 何特点？运动员跳出后经多长时间与斜坡的距离 最大？ (4)若减小初速度v0，试证明运动员落到斜坡上时 的速度方向与落点在斜坡上B点时的速度方向总是平行. 平抛运动与斜面 2. 女子跳台滑雪等6个新项目已加入冬奥会．如图所示，运动员踏着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上(未画出)获得一速度后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆，这项运动非常惊险．设一位运动员由斜坡顶的A点沿水平方向飞出的速度v0＝20 m/s，落点在斜坡上的B点，斜坡倾角θ＝37°，斜坡可以看成一斜面．(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求： (1)运动员在空中飞行的时间t； x y 平抛运动与斜面 2. 女子跳台滑雪等6个新项目已加入冬奥会．如图所示，运动员踏着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上(未画出)获得一速度后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆，这项运动非常惊险．设一位运动员由斜坡顶的A点沿水平方向飞出的速度v0＝20 m/s，落点在斜坡上的B点，斜坡倾角θ＝37°，斜坡可以看成一斜面．(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求： (2)A、B间的距离s； x y s 平抛运动与斜面 2. 女子跳台滑雪等6个新项目已加入冬奥会．如图所示，运动员踏着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上(未画出)获得一速度后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆，这项运动非常惊险．设一位运动员由斜坡顶的A点沿水平方向飞出的速度v0＝20 m/s，落点在斜坡上的B点，斜坡倾角θ＝37°，斜坡可以看成一斜面．(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求： (3)运动员与斜坡间的距离最大时，其速度方向有 何特点？运动员跳出后经多长时间与斜坡的距离 最大？ 运动员与斜坡间的距离最大时，其速度方向与斜面平行． v合 v0 vy 平抛运动与斜面 2. 女子跳台滑雪等6个新项目已加入冬奥会．如图所示，运动员踏着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上(未画出)获得一速度后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆，这项运动非常惊险．设一位运动员由斜坡顶的A点沿水平方向飞出的速度v0＝20 m/s，落点在斜坡上的B点，斜坡倾角θ＝37°，斜坡可以看成一斜面．(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求： (4)若减小初速度v0，试证明运动员落到斜坡上时 的速度方向与落点在斜坡上B点时的速度方向总 是平行. v合 v0 vy 在排球比赛中，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？如何估算球落地时的速度大小？ 排球问题 已知排球场地长L=18m，运动员在场地边缘垂直边线沿水平方向击球，网高h =2.24m，要使排球既能过网，又不出界，如果击球点高H=3.2m，可以多大速度击球？ g取10m/s2 。 L h H v0 排球问题 已知排球场地长L=18m，运动员在场地边缘垂直边线沿水平方向击球，网高h =2.24m，要使排球既能过网，又不出界，如果击球点高H=3.2m，可以多大速度击球？ g取10m/s2 。 L h H v0 排球问题 此时，球落地的速度为多少？ 已知排球场地长L=18m，运动员在场地边缘垂直边线沿水平方向击球，如果网高h =2.24m，要使排球既能过网，又不出界，击球点高度H至少多少？ 排球问题 L h H v0 或根据比例式 一般的抛体运动（斜抛运动） 水平方向不受力，加速度为0；在竖直方向只受重力，加速度大小为g，方向竖直向下。 问题1.斜抛运动受力有何特点？ 问题2.以斜上抛运动为例，斜抛运动初速度有何特点？ 水平方向： 竖直方向： 一般的抛体运动（斜抛运动） 问题3.以斜上抛运动为例，斜抛运动的运动性质是什么样的？ 以v0x=v0cosθ做匀速直线运动 水平方向： 以v0y=v0sinθ为初速度做竖直上抛运动 竖直方向： 问题4.以斜上抛运动为例，经时间t，速度如何计算？ v 水平方向： 竖直方向： vy vx 问题5.以斜上抛运动为例，经时间t，位移如何计算？ 一般的抛体运动（斜抛运动） 水平方向： 竖直方向： s x y 一般的抛体运动（斜抛运动） 抛体运动的对称性特点(斜上抛) 速度对称： 轨迹上关于过轨迹最高点的竖直线对称的两点速度大小相等，水平方向速度相同，竖直方向速度等大反向 时间对称： 关于过轨迹最高点的竖直线对称的曲线上升时间等于下降时间，这是由竖直上抛运动的对称性决定的。 轨迹对称： 类平抛运动 1. 分析下面两个物体的运动，并从受力情况和运动情况两个方面与平抛运动进行对比． (1)光滑水平面上正向东匀速运动的质量为m的小球，在受到水平向北的恒力作用之后的运动； v0 F 在初速度方向上：由于不受力，因而做________运动 分加速度ax＝0， 分位移x＝________，分速度vx＝________． 匀速直线 在恒力F的方向上：做_ _______运动． 匀加速直线 分加速度ay＝a＝________， 分位移y＝________________， 分速度vy＝________________． 类平抛运动 (2)如图所示，将小球以一定的初速度v0从光滑斜面上的O点水平抛出，小球在斜面内的运动． 在初速度方向上：由于不受力，因而做________运动 分加速度ax＝0， 分位移x＝________，分速度vx＝________． 在沿斜面向下的方向上：做_ _______运动． 分加速度ay＝a＝________， 分位移y＝________________， 分速度vy＝________________． mg FN 匀速直线 匀加速直线 类平抛运动 2. 如图所示，质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升，若飞机在此过程中水平速度保持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供，不含重力)．今测得当飞机在水平方向的位移为l时，它的上升高度为h.求： (1)飞机受到的升力大小； (2)在高度h处飞机的速度大小． 类平抛运动 2. 如图所示，质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升，若飞机在此过程中水平速度保持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供，不含重力)．今测得当飞机在水平方向的位移为l时，它的上升高度为h.求： (1)飞机受到的升力大小； (2)在高度h处飞机的速度大小． $$