5.2平抛运动 课件-2024-2025学年高一下学期物理沪科版（2019）必修第二册

5.2 平抛运动 观察下面物体的运动，说一说它们具有什么共同特点？ 1抛体运动:以一定的初速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用，这时的运动叫抛体运动。 标枪的运动 篮球的运动 铅球的运动 v0 v0 v0 竖直上抛 平抛运动 斜抛运动 竖直下抛 v0 2、抛体运动的类型 二、平抛运动 1、定义：以一定的初速度将物体水平抛出，物体只受重力作用，这样的运动叫平抛运动。 2、平抛运动的条件及性质： ①初速度沿水平方向 ②只受重力作用 ③性质：匀变速曲线运动 三 、 实验：探究平抛运动的特点 1.研究方法：(1)建立平面直角坐标系； (2)化曲为直，将运动进行分解。 2.实验原理： 将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动，分别研究物体在这两个方向的运动特点。 3.理论猜想： 初速度 受力情况 运动情况 水平方向 竖直方向 0 G 自由落体运动 V0 不受力 匀速直线运动 【方案一】：分别研究水平方向和竖直方向分运动规律 步骤1：探究平抛运动竖直分运动的特点 (1)如图所示，用小锤击打弹性金属片后，A球做 运动；同时B球被释放，做 运动。观察两球的运动轨迹，听它们落地的声音。 (2)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，即改变A球的初速度，发现两球 ， 平抛 自由落体 仍同时落地 结论：平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动。 平抛竖落仪 【方案一】：分别研究水平方向和竖直方向分运动规律 步骤2：探究平抛运动水平方向分运动的特点 如图所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球A,B，将两个小球拿到相同高度，同时释放，使两小球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端。实验可观察到的现象应是 。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象。 小球AB撞击到一起 结论：平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动。 双轨平抛运动仪 频闪照相：每隔固定时间间隔进行拍照，形成最终的图象 【方案二】：频闪照相 通过作图得到T，2T，3T，...时间内小球做平抛运动的水平位移和竖直位移 【方案二】：频闪照相 x4 x3 x2 x1 h 5h 3h 7h 在误差允许的范围内， 各段水平位移近似相等； 竖直方向位移比满足1:3:5:7...... 且根据Δh=aT2测得加速度为重力加速度 【方案二】：频闪照相 （1）用实验的方法描出平抛运动的轨迹。 （2）判断水平方向和竖直方向的运动情况 （3）判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。 （4）根据平抛运动的轨迹求其初速度。 1：实验目的 【方案三】：描轨迹法 斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、复写纸、图钉、铅垂线、刻度尺、铅笔等。 2、实验器材 1 2 3 4 5 6 (1)调整木板竖直（利用重锤线） 利用重垂线，调节背板，使其与重垂线平行，这样就保证背板平面与小球下落的竖直面平行，然后把重垂线方向记录到固定在背板的白纸上。 3、实验步骤 (2)、利用平衡法调整斜槽末端水平: 将小球轻放在斜槽平直部分的末端附近，调整斜槽，若小球能在平直轨道上水平部分任意位置静止，就表明斜槽末端已调水平。 (3)、安装白纸和复写纸 (4)、确定坐标原点O： 把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O（为坐标原点），并在水平和竖直方向上建立直角坐标系 安装斜槽有何要求？为什么这样要求？ （5）让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使小球的轨迹与背板平行。钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹。 （6）上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。 （7）取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹。 数据处理 取下白纸，以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。 竖直方向：截取四段位移OE、OF、OG、OH分别为h、4h、9h、16h 在轨迹曲线上找到相对应的位置，并在水平方向上标出对应的点 水平方向：测量四段位移OA、AB、BC、CD的长度。 数据处理：运动情况 X4 X3 X2 X1 y h 5h 3h 7h x O 因此平抛运动可分解为： 水平方向的匀速直线运动 竖直方向的自由落体运动。 1.平抛运动的速度 速度 大小 方向 时间为时，物体运动到点处 水平方向：匀速直线运动 竖直方向：自由落体运动 vx vy v O x y v0 P (x,y) h 随着物体的下落，偏角θ越来越大。 位移 大小： 方向： 时间为时，物体运动到点处 水平方向：匀速直线运动 竖直方向：自由落体运动 l O x y P (x,y) B A v0 2.平抛运动的位移 3.抛体的轨迹 水平方向：匀速直线运动 竖直方向：自由落体运动 消去t 得： x y vx vy ( x,y) v0 v （1）速度与水平方向上的夹角和位移与水平方向上的夹角的关系： 4.平抛运动的两个推论： 经过时间t后运动到P点 速度偏转角正弦值是位移偏转角的两倍 （2）速度方向的反向延长线与x轴的交点 经过时间t后运动到P点 速度方向的反向延长线过水平位移的中点 P9.如 图 5-17 所 示， 一 架 小 型 运 输 机 以v0 = 180 km/h 的速度水平飞行，在 h = 320 m 高空向灾区投放救灾物资包。（不计空气阻力，g 取 10 m/s2） （1）为了将物资包准确投到目标位置，应当在离该位置的水平距离多远处释放物资包？ P9.如 图 5-17 所 示， 一 架 小 型 运 输 机 以v0 = 180 km/h 的速度水平飞行，在 h = 320 m 高空向灾区投放救灾物资包。（不计空气阻力，g 取 10 m/s2） （2）物资包落地时，速度的大小和方向如何？ 例2 从某一高度处水平抛出一物体,它落地时速度是50 m/s,方向与水平方向成53°。(g取10 m/s2,cos 53°=0.6,sin 53°=0.8)求: (1)抛出点的高度和水平射程。(2)抛出后3 s末的速度。(3)抛出后3 s内的位移。 例2 从某一高度处水平抛出一物体,它落地时速度是50 m/s,方向与水平方向成53°。(g取10 m/s2,cos 53°=0.6,sin 53°=0.8)求: (1)抛出点的高度和水平射程。(2)抛出后3 s末的速度。(3)抛出后3 s内的位移。 例2 从某一高度处水平抛出一物体,它落地时速度是50 m/s,方向与水平方向成53°。(g取10 m/s2,cos 53°=0.6,sin 53°=0.8)求: (1)抛出点的高度和水平射程。(2)抛出后3 s末的速度。(3)抛出后3 s内的位移。 位移与水平方向的夹角为26.6度 Lavf58.20.100 Lavf58.12.100 Lavf58.29.100 $$