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 物 理 思考与讨论 5.4 抛体运动的规律 思考与讨论 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？ 5.4 抛体运动的规律 旧知回顾 平抛运动在水平方向分运动是匀速直线运动，竖直方向分运动是自由落体运动 分析物体的速度与时间的关系的思路： 受力分析 mg v0 水平方向 合力为0，做匀速直线运动 竖直方向 合力重力，做自由落体运动 5.4 抛体运动的规律 一、平抛运动的性质和研究方法 1、物体做平抛运动的条件 初速度V0沿水平方向，只受重力作用 2、平抛运动的性质 平抛运动物体所受的重力恒定（加速度恒为重力加速度g），加速度与初速度方向不共线，所以平抛运动是一个匀变速曲线运动。 3、平抛运动的研究方法： 分解运动，化曲为直 5.4 抛体运动的规律 二、平抛运动的速度 4.速度方向： 1.水平方向： 2.竖直方向： 3.合速度： 能否用v＝v0＋gt求P点的速度? 5.4 抛体运动的规律 二、平抛运动的速度 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。 5.4 抛体运动的规律 二、平抛运动的速度 例：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：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。 5.4 抛体运动的规律 二、平抛运动的速度 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° 5.4 抛体运动的规律 三、平抛运动的位移 C O x y t v0 x = v0t 位移方向 α x y 合位移 水平分位移 竖直分位移 轨迹方程 x = v0t 能否用v2-v02＝2gl 求P点的位移? 5.4 抛体运动的规律 三、平抛运动的位移 物体在P 点的坐标 平抛运动的轨迹一条抛物线 平抛运动轨迹： O x y v0 P (x，y) 5.4 抛体运动的规律 四、平抛运动的推论 1.运动时间：由 ，得 ，即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。 2.落地的水平距离：由 , 得 ，即落地的水平距离与初速度v0和下落高度h有关，与其他因素无关。 3.落地速度: ，即落地速度也只与 初速度v0和下落高度h有关。 5.4 抛体运动的规律 四、平抛运动的推论 4.做平抛（或类平抛）运动的物体，设其位移偏向角为α，速度偏向角为θ，则在任意时刻、任意位置有tanθ=2tanα。 证明： （θ≠2α） 得： 5.4 抛体运动的规律 四、平抛运动的推论 5.做平抛（或类平抛）运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，如图。 证明： 5.4 抛体运动的规律 四、平抛运动的推论 例：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：（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。 5.4 抛体运动的规律 四、平抛运动的推论 （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 5.4 抛体运动的规律 五、与斜面相关的平抛运动 如果抛出物体的速度方向不是水平的，该如何处理？ 5.4 抛体运动的规律 六、一般的抛体运动 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？ 投掷标枪 急停跳投 投掷铅球 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什么样的共同特点？ 5.4 抛体运动的规律 六、一般的抛体运动 斜抛运动 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。 如何研究斜上抛运动？水平方向和竖直方向各做什么运动？ 运动的合成与分解。水平方向和竖直方向各做匀速直线运动、匀变速直线运动 斜抛运动的规律？？？ 5.4 抛体运动的规律 六、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-gt 2.位移大小： (1)水平方向：x＝v0cosθ·t (2)竖直方向： 5.4 抛体运动的规律 六、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。 5.飞行时间（回到初位置）： 4.最大高度： 5.4 抛体运动的规律 六、一般的抛体运动 6.对称性 （2）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。 （1）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。 （3）轨迹对称：其运动轨迹关于过最高点的竖直线对称。 5.4 抛体运动的规律 六、一般的抛体运动 7.水平射程： 当θ=45°时x最大， 5.4 抛体运动的规律 六、一般的抛体运动 类平抛运动 1.特点： （1）受力特点：物体所受的合外力为恒力，且与初速度的方向垂直； （2）运动特点：在初速度v0方向做匀速直线运动，在合力方向做初速度为 零的匀加速直线运动，且加速度为 2.分析方法 （1）常规分解：将类平抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向（即沿合力的方向）的匀加速直线运动，两分运动彼此独立、互不影响，且与合运动具有等时性。 （2）特殊分解：过抛点建立适当的直角坐标系，将加速度分解为ax、ay，初速度分解为v0x、v0y，然后分别在x、y轴方向列方程求解。 5.4 抛体运动的规律 课堂小结 平抛的速度 01 03 02 04 一般的抛体运动 平抛的规律 平抛的位移 vx=v0cos vy=v0sin - gt 做平抛（或类平抛）运动的物体，设其位移偏向角为α，速度偏向角为θ，则在任意时刻、任意位置有tanθ=2tanα。 5.4 抛体运动的规律 玩具轰炸机沿水平方向匀速飞行，到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹，并垂直击中山坡上的目标A。已知A点高度为h=3.6m，山坡倾角为37°，g取10m/s2，由此可算出( ) A. 炸弹的飞行时间为0.8s        B. 轰炸机的飞行速度是8m/s C. 轰炸机的飞行高度为5.2m D. 炸弹飞行的水平位移为3.6m A 5.4 抛体运动的规律 如图所示，从倾角为θ的足够长的斜面顶端P以速度v抛出一个小球，落在斜面上某处Q点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为α，若把初速度变为2v，则（ ） A．小球的水平位移和竖直位移之比变为原来的2倍 B．夹角α将变原来的2倍 C．PQ间距一定为原来问距的2倍 D．空中的运动时间变为原来的2倍 D 5.4 抛体运动的规律 C 5.4 抛体运动的规律 A 5.4 抛体运动的规律 谢谢！ 5.4 抛体运动的规律 方法 内容 斜面 总结 分解 速度 水平：vx＝v0 竖直：vy＝gt 合速度：v＝2,x)eq \r(v＋veq \o\al(2,y)) 分解速度，构建速度三角形 分解 位移 水平：x＝v0t 竖直：y＝eq \f(1,2)gt2 合位移：s＝eq \r(x2＋y2) 分解位移，构建位移三角形 $$