4.抛体运动的规律（教学课件）物理人教版必修第二册

该高中物理课件聚焦抛体运动规律，涵盖平抛运动的速度、位移、轨迹及斜抛运动规律。课堂导入结合排球比赛情境引发思考，通过复习平抛运动条件与“化曲为直”研究方法，搭建新旧知识衔接的学习支架。 其亮点在于以科学思维（运动合成与分解、等效替代）和科学探究（实验推导轨迹方程、分析斜抛射程等）为核心，融入无人机投弹、篮球投篮等实例，通过典例解析与分层练习深化理解。既助教师高效教学，又提升学生物理观念与解决实际问题的能力。

第五章 抛体运动 人教版（2019）必修 第二册 4. 抛体运动的规律 目录 学习目标 重点难点 课堂导入 探究新知 课堂小结 课堂练习 布置作业 1 2 3 4 5 6 7 2 01 02 03 04 物理观念 认识到抛体运动是匀变速曲线运动，理解其运动可分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的匀变速直线运动的合成。 科学思维 掌握并运用“运动的合成与分解”方法研究曲线运动，能通过逻辑推理和数学推导得出平抛、斜抛运动的轨迹和规律。 科学探究 能够通过实验（如斜面、平抛竖落仪等）探究平抛运动的规律，并学会分析处理实验数据，描绘运动轨迹。 科学态度与责任 体会物理学中“化曲为直”的研究方法之美，认识抛体运动规律在生活和科技中的广泛应用，培养理论联系实际的科学态度。 学习目标 教学内容 平抛运动的速度 01 平抛运动的位移与轨迹 02 平抛运动的推论 03 一般的抛体运动 04 教学重点 1 教学重点 2 教学难点 3 掌握和应用平抛运动的基本规律公式。 掌握和应用斜抛运动的基本规律公式。 能够应用平抛和斜抛的规律处理处理实际的物理问题 重点难点 1.什么是抛体运动？什么是平抛运动？ 2.用什么方法研究平抛运动？ 3.平抛运动在水平方向和竖直方向分别做什么运动？ 课堂导入——复习与回顾 6 在排球比赛中，运动员跳发球时，沿水平击出的排球，有时候出界，有时候压线，有时候擦网，如果你是排球队的技术指导，你认为从物理学的角度如何知道队员们发球呢？ 课堂导入——观察与思考 01 PART 01 第一部分 平抛运动的速度 探究新知 8 (1)物体做平抛运动时，水平方向和竖直方向所受的合外力各是多大？两个方向的的加速度各为多少？ (2)若物体以速度v0水平抛出，那么水平方向和竖直方向的速度随时间如何变化？ (3)经过时间t，做平抛运动物体的合速度大小为多少？方向如何？ (4)任意两个相等的时间间隔内速度的变化量为多少？方向如何？ 探究新知——思考与讨论 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： 能否用v＝v0＋gt求P点的速度? 探究新知——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. 探究新知——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。 探究新知——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° 探究新知——典例解析 02 PART 02 第二部分 平抛运动的位移与轨迹 探究新知 14 (1)以速度v0做平抛运动的物体，经过时间t，水平方向和竖直方向的位移为多大？ (2)经过时间t，做平抛运动的物体的合位移大小为多少？方向如何？ (3)你是否可以通过推导，证明平抛运动物体的轨迹是抛物线？ 探究新知——思考与讨论 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： 能否用v2-v02＝2gl 求P点的位移? 探究新知——平抛运动的位移与轨迹 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： 探究新知——平抛运动的位移与轨迹 (1)你认为做平抛运动物体在空中飞行的时间由哪些物理量决定？ (2)你认为做平抛运动物体水平距离由哪些物理量决定？ 探究新知——思考与讨论 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。 探究新知——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。 探究新知——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 探究新知——典例解析 03 PART 03 第三部分 平抛运动的推论 探究新知 22 (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？ 探究新知——思考与讨论 速度偏向角的正切值： 推导： 速度方向反向延长后： 所以： 探究新知——速度的反向延长线过水平位移的中点 24 速度偏向角的正切值： 推导： 位移偏向角的正切值： 所以：tanθ＝2tanα 探究新知——tanθ＝2tanα 25 【例题3】从同一点水平抛出三个小球分别撞在竖直墙壁上a点、b点、c点，三小球撞到竖直墙壁上的速度方向与竖直墙壁的夹角分别为60°、45°、30°，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．落在a点的小球撞在墙面的速度最小 B．三个小球撞在墙面的速度一定满足关系式va>vc>vb C．落在c点的小球飞行时间最短 D．a、b、c三点速度方向的反向延长线交于一点 探究新知——典例解析 D 探究新知——典例解析 【答案】D 【详解】C．三个小球的竖直位移大小关系为，根据可知，即落在a点的小球飞行时间最短，故C错误； D．三个小球的水平位移相同，a、b、c三点速度方向的反向延长线一定过水平位移的中点，即a、b、c三点速度方向的反向延长线交于一点，故D正确； AB．令表示小球撞到竖直墙壁上的速度方向与竖直墙壁的夹角，x和h分别表示水平位移和竖直位移，则小球撞在墙面的竖直分速度大小为合速度大小为联立可得三个小球水平位移相同，代入数据后解得故AB错误。 故选D。 【例4】如图所示，从倾角为θ的斜面上的M点水平抛出一个小球，小球的初速度为v0，最后小球落在斜面上的N点，下列说法正确的是（　　） A．可求出M、N之间的距离 B．小球从M到N的运动时间与v0无关 C．小球落到N点时的速度方向与斜面垂直 D．若初速度增大，小球落到斜面上时速度方向与斜面的夹角将变大。 探究新知——典例解析 A 探究新知——典例解析 【答案】A 【详解】B．落到N点，水平位移x与竖直位移y满足可求出飞行时间，B错误。 A．根据x=v0t可求出水平位移，根据可求出竖直位移，根据勾股定理，可求出MN之间的距离，A正确。 CD．速度与水平方向的夹角为α， 为常数，故速度与斜面夹角不变，CD错误。 故选A。 04 PART 04 第四部分 一般的抛体运动 探究新知 30 探究新知——观察与思考 标枪比赛 篮球比赛 铅球比赛 (1)在标枪、篮球和铅球比赛时，当标枪、篮球和铅球抛出后，它们各自运动的轨迹有何特点？ (2)如果忽略空气阻力的影响，那么标枪、篮球和铅球的分别受到哪些力的作用？ 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。 探究新知——斜抛运动 (1)根据你所学习的研究平抛运动的知识，你认为如何研究斜上抛运动？ (2)你是否可以大胆的猜测一下做斜上抛运动的物体，水平方向和竖直方向各做什么运动？你的依据是什么？ (3)根据你对斜上抛运动的分析和对平抛运动的认识，你是否可以写出斜上抛运动在水平和竖直方向上速度、位移随时间变化的关系式呢？ 探究新知——思考与讨论 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： 探究新知——斜上抛运动的规律 (1)对于做平抛运动的物体，任意两个相等的时间间隔内速度的变化相同，那么对于做斜上抛运动的物体是否也有类似的规律特点呢？ (2)做斜上抛运动的物体在最高点的速度等于零吗？如果不为零，那么应该是多大？竖直速度等于零吗？你是否可以算出它的最大高度？ (3)如何计算做斜上抛运动的物体从抛出点上升的到最高点用的时间？从最高点再此回到与抛出点等高的平面所用时间是否等于从抛出点到最高点的时间？为什么会有这样的结果？ 探究新知——思考与讨论 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： 4.最大高度： 探究新知——斜上抛运动的规律 【例5】在篮球比赛中，投篮的投出角度太大和太小，都会影响投篮的命中率。在某次投篮表演中，运动员在空中一个漂亮的投篮，篮球以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐，这次跳起投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上，设投球点到篮筐距离为10m，不考虑空气阻力。重力加速度g=10m/s2。关于这次投篮，下列说法正确的是（　　） A．篮球出手时的初速度大小为m/s B．篮球在最高点的速度大小为m/s C．篮球运动到最高点时距离地面的高度为2.45m D．篮球从出手到进筐的运动时间为1.4s 探究新知——典例解析 B 探究新知——典例解析 【答案】B 【详解】ABD．由题可知，篮球的运动可视为对称的斜抛运动，设初速度大小为，则在竖直方向上，运动总时间在水平方向上，有联立，解得运动时间为篮球在最高点的速度大小为，故B正确，AD错误； C．篮球上升的高度为由于篮球从一定高度抛出，则运动到最高点时距离地面的高度应大于，故C错误。 故选B。 抛体运动的规律 平抛运动 斜抛运动 速度 速度 位移 位移 轨迹 v0x＝v0cosθ；v0y＝v0sinθ-gt x＝v0cosθ·t 课堂小结 1．关于平抛运动的物体，下列说法中正确的是（　　） A．平抛运动是加速度不变的曲线运动 B．水平方向上的分运动是匀加速直线运动 C．初速度大的物体一定比初速度小的物体射程远 D．平抛运动飞行的时间由初速度和竖直高度共同决定 课堂练习 A 课堂练习 【答案】A 【详解】A．平抛运动的加速度为重力加速度，大小和方向均不变，且轨迹为曲线，故A正确； B．水平方向不受力，分运动为匀速直线运动，故B错误； C．水平射程，若高度不同，初速度大的物体射程未必更远，故C错误； D．飞行时间，仅由竖直高度决定，与初速度无关，故D错误。 故选A。 2．在只受重力作用的情况下以初速度水平抛出一物体，当其竖直分位移与水平分位移相等时，瞬时速度大小为（ ） A． B． C． D． 课堂练习 D 课堂练习 【答案】D 【详解】平抛运动中，水平位移为竖直位移为当时，有解得 此时竖直分速度总速度大小为 故选D。 3．“投圈”游戏中的投圈可以看成是平抛运动。一位同学第一次刚好投中了一件物品，第二次想投中一件稍远一点的物品，她应该（　　） A．在原投抛点增大一点投抛速度 B．在原投抛点减小一点投抛速度 C．在原投抛点下方保持原投抛速度 D．在原投抛点下方减小一点投抛速度 课堂练习 A 课堂练习 【答案】A 【详解】AB．平抛运动水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动，有x＝v0t，h＝gt2解得x＝v0，第二次想投中一件稍远一点物品，她应该在原投抛点增大一点投抛速度，故A正确，B错误； CD．第二次想投中一件稍远一点的物品，她应该在原投抛点下方增大投抛速度，故C、D错误。 故选A。 4．冬奥会跳台滑雪比赛简化模型如图所示，运动员穿着专用滑雪板，在助滑道上获得高速后从坡顶点以速度水平飞出，在空中飞行一段距离后恰好在坡底点着陆。已知之间的高度差为，与水平面夹角为37°，不计空气阻力，，，，下列选项正确的是（　　） A．运动员在空中飞行的时间 B．运动员在空中飞行的时间 C．运动员的初速度 D．运动员的初速度 课堂练习 C 课堂练习 【答案】C 【详解】AB．竖直方向，根据可得运动员在空中飞行的时间，选项AB错误； CD．运动员的初速度，选项C正确，D错误。 故选C。 5．如图所示，从距离墙壁为l的水平地面上的A点，以初速度、抛射角斜向上抛一球，球恰好在上升到最高点时与墙相碰，被水平反弹回来，落到地面上的C点，且，则小球被墙反弹的速度的大小与初速度的大小之比为（　　） A． B． C． D． 课堂练习 B 课堂练习 【答案】C 【详解】上升过程可看作逆向的平抛运动，根据可知上升过程和反弹过程的时间相等，可知上升过程的水平速度则反弹后的水平速度可知，故选C。 布置作业 1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”； 2.完成分层作业。 谢谢聆听 鼎力物理制作，盗版必究 谢谢聆听 $