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

4.拋体运动规律 第1课时 YOUR LOGO 第五章 抛体运动 新知导入 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？如何估算球落地时的速度大小？ 复习回顾 什么是平抛运动？ 做平抛运动的条件是什么？ 水平分运动有何特点？ 竖直分运动有何特点？ 平抛运动的性质？ 新知讲解 理论分析 思考：为什么平抛运动的水平分速度是匀速直线运动，竖直分运动是自由落体运动呢？ 物体在水平方向不受力，根据牛顿运动定律，物体在水方向的加速度是 0，所以水平方向做匀速直线运动。 物体在竖直方向受到的重力作用。根据牛顿第二定律，得到mg＝ma，所以a＝g，即物体在竖直方向的加速度等于自由落体加速度，所以物体在竖直方向做的是自由落体运动。 y O x v0 mg 新知讲解 一、平抛运动的速度 vx = v0 vy v O x y v0 P (x,y) 4.速度方向： 1.水平方向： 2.水平方向： 3.合速度： 角叫作速度偏向角 随着物体下落，角越来越大 新知讲解 二、平抛运动的速度变化特点 B O x y Δt v0 v1 A v2 v3 Δt C Δt O x y v0 v1 v2 v3 vy1 vy3 vy2 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。 方向恒为竖直向下 注意：不是任意相等时间Δt内的速度大小变化相同。 速度变化量：抛运动中，任意两个时刻的速度变化量Δv＝gΔt. 随堂练习 【练习1】将一个物体以10m/s的速度从10m的高度水平抛出，落地时它的速度方向与水平地面的夹角是多少？不计空气阻力，g=10m/s2 新知讲解 三、抛体运动的位移 α叫位移偏转角 4.位移方向 3.合位移 1.水平分位移 2.竖直分位移 C O x y t v0 α x y x = v0t 新知讲解 四、抛体运动的轨迹 在平面直角坐标系中，物体的位置是用它的坐标 x、y 描述的。 物体在任意时刻 t 的位置和位移可以由以上两式确定。 物体的位置和位移可以由 x、y 确定，物体的轨迹方程也可以由 x、y 确定。 新课教学 y O x v0 s p （x，y） 新知讲解 在这个式子中，自由落体加速度 g、物体的初速度 v0 都是常量，也就是说， 这个量与 x、y 无关，因此该式具有 y ＝ax 2 的形式。根据数学知识可知，它的图像是一条抛物线。 —— g 2v02 平抛轨迹方程： 新知讲解 五、平抛运动的两个重要推论 1.速度方向的反向延长线与x轴的交点为水平位移的中点。 y O x v0 y s vx vy v θ α θ B A 速度偏向角的正切值： 推导： 速度方向反向延长后： 所以： 新知讲解 2.tanθ＝2tanα y O x v0 x y s vx vy v θ α 速度偏向角的正切值： 推导： 位移偏向角的正切值： 所以：tanθ＝2tanα 新知讲解 思考与讨论 小球从 h 高处以 v0 的初速度做平抛运动，求小球在空中的飞行时间 t 、水平射程 x和落地速度v分别与什么有关？ h x 小球在竖直方向做自由落体运动， 落地时间：由 得 小球在水平方向做匀速直线运动， 水平射程： 落地速度： 课堂练习 例1 质点从同一高度水平抛出，不计空气阻力，下列正确的是（ ） A．质量越大，水平位移越大 B．初速度越大，落地时竖直方向速度越大 C．初速度越大，空中运动时间越长 D．初速度越大，落地速度越大 D 课堂练习 例2 在平坦的运动场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球飞行一段时间后落地．若不计空气阻力，则（ ） A．垒球落地时瞬间速度的大小仅由初速度决定 B．垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定 C．垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定 D．垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定 D 课堂练习 例3 在离地面高3.2m处，将小球以3m/s的速度水平抛出，求：（1）小球在空中运动的时间； （2）小球水平方向的位移； （3）落地时小球的速度； ( 取 ，不计空气阻力） 解：（1）由自由落体公式 得 （2）小球水平方向位移为： （3）落地时小球在竖直方向的分速度： 落地时小球的速度： 小球在空中运动时间： $$