5.4 抛体运动的规律 课件-2025-2026学年高一下学期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，系统讲解平抛与斜抛运动的处理方法、速度位移规律及推论，以“化曲为直”的运动分解为核心，通过建立坐标系、分解运动联系匀速直线与自由落体知识，搭建清晰学习支架。 其亮点在于突出科学思维中的模型建构与科学推理，如平抛速度与位移偏向角关系、斜抛对称性等推论，结合无人机投弹、飞镖问题等实例培养应用能力。课堂小结系统梳理规律，助力学生形成运动与相互作用的物理观念，教师使用可提升教学效率，帮助学生掌握解题方法。

5.4 抛体运动的规律 平抛运动可分解为 如何处理平抛运动 处理方法： 思路：化曲为直 方法：运动的分解 竖直方向的自由落体运动. 水平方向的匀速直线运动. 如图：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？ 第一步：建立直角坐系标 以抛出点为原点，以初速度v0作为x的方向，竖直方向为y轴方向。 第二步：将速度沿x轴方向和y轴方向分解。 一、平抛运动的速度 θ vx vy v O x y v0 P (x,y) 第三步：根据矢量法则，求出速度大小以及方向 水平方向：匀速直线运动 竖直方向：自由落体运动 速 度 大小： 方向： 一、平抛运动的速度 θ vx vy v O x y v0 P (x,y) θ叫速度偏转角 规律：平抛运动任意相等时间 Δt 内的速度变化量相同。 Δv = gΔt 方向恒为竖直向下 B O x y Δt v0 v1 A v2 v3 Δt C O x y Δv v0 v1 v2 v3 Δv vy1 vy3 vy2 Δv 一、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。 【分析】物体的水平分速度已知，竖直分速度可以由自由落体运动的高度求出。两者相比，即可求得tanθ，进而求出夹角θ。 【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。 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° (4)位移的方向： (2)平抛运动在竖直方向分位移： (1)平抛运动在水平方向分位移： (3)合位移: 1.平抛运动的位移 二、平抛运动的位移和轨迹 l O x y P (x,y) B A v0 α α叫位移偏转角 (3)结论：平抛运动的轨迹是一条抛物线。 (1)水平方向：匀速直线运动 (2)竖直方向：自由落体运动 消去 t 得： 2.平抛运动的轨迹 二、平抛运动的位移和轨迹 B A 【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。 （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 【解析】 一只质量为2kg的小球，从距水平地面20m高处以10m/s的初速度水平抛出。不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。求： （1）小球在空中飞行的时间； （2）小球抛出的水平距离； （3）小球落地的速度大小。    【答案】（1）2s；（2）20m；（3） 将某个物体水平抛出，经时间t，速度方向与水平方向夹角为45°，再经过1s，速度方向与水平方向夹角为60°，不计空气阻力，求t。 答案： 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。 三、平抛运动的推论 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。 （多选）在平坦的垒球运动场上，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．垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定 B．垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定 C．垒球落地时瞬时速度的方向由初速度和击球点离地面的高度决定 D．垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定 BC 平抛运动轨迹比较 （1）下落时间t1 t2 （2）水平初速度v1 v2 （1）下落时间t1 t2 （2）水平初速度v1 v2 = > > < B 4.速度偏向角正切值等于位移偏向角正切值的2倍。（如图，tanθ=2tanα） 证明： （θ≠2α） 得： α vx vy v O x y v0 P (x,y) 三、平抛运动的推论 A 三、平抛运动的推论 5.速度反向延长线必交水平位移的中点。 证明： O y B x A P (x,y) v0 位移偏向角θ： 速度偏向角α： l θ α vx α v vy O′ α θ θ 在电视剧里，我们经常看到这样的画面：屋外刺客向屋里投来两支飞镖，落在墙上，如图所示。现设飞镖是从同一位置做平抛运动射出来的，飞镖A与竖直墙壁成53°角，飞镖B与竖直墙壁成37°角，两落点相距为d，那么刺客离墙壁有多远(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8)（ ） A.d B.2d C.d D.d C 1.斜抛运动： (1)受力特点：在水平方向不受力，加速度为0；在竖直方向只受重力，加速度为g。 2.斜抛运动的特点 四、一般的抛体运动 如果物体被抛出时的速度v0不沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方，这种抛体运动叫斜抛运动。 （3）速度变化特点：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。 (2)初速度特点：以斜上抛运动为例，把斜向上方的初速度分解到水平方向和竖直方向，如图所示，水平方向以vx=v0cosθ 做匀速直线运动；竖直方向以v0sinθ为初速度做竖直上抛运动。 四、一般的抛体运动 （4）对称性特点(斜上抛) 四、一般的抛体运动 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。 位移:x=voxt= v0tcosθ 位移: 速度:vy=v0y-gt=v0sin θ-gt 速度:vx=v0x=v0cosθ 匀速直线运动 竖直上抛运动 X轴: Y轴: v0y v0 x v0x y 0 v vx vy 合速度大小: 合速度方向: 合位移大小: s y x 合位移方向: 分 解 3.斜抛运动的规律 四、一般的抛体运动 4.斜抛运动的结论 （1）从抛出点到最高点时间t（vy=0） 由v=v0+at得 （2）从抛出点回落到等高点时间T（对称性分析） 四、一般的抛体运动 （3）上升最大高度（射高）H 由V2-V02=2ax得 （4）水平方向的位移（射程） 即θ=45°时X最大 四、一般的抛体运动 4.斜抛运动的结论 【答案】（1）11.25m；（2）60m 平抛 课堂小结 斜抛 抛体运动的规律 思路：化曲为直 方法：运动的分解 水平方向： 竖直方向： 速度 位移 x=v0tcos vx=v0cos vy=v0sin - gt $