5.4.1 抛体运动的规律-平抛运动 课件-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

必修二 4.1 抛体运动的规律 —平抛运动 第五章 抛体运动 授课教师：YANG 1 世界女排总决赛 ：中国 vs 意大利 新课引入 在排球比赛中，如果运动员沿水平方向击球，在不计空气阻力的情况下，我们该如何研究平抛运动，平抛运动又有哪些规律呢？ 问题与思考 新课引入 2. 条件：初速度沿水平方向，只有重力作用。 3. 性质：由于速度方向与受力方向不在一条直线上，故平抛运动是曲线运动，又受力恒定，所以是匀变速曲线运动。 水平抛出的石子 水平喷出的水柱 沿桌面飞出的小球 1. 定义：物体有水平方向的初速度，并且在运动过程中只受重力作用。 知识回顾 思路与方法 平抛运动可分解为 如何处理曲线运动 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. 那么，该如何求平抛运动的速度呢？ 研究方法 1.水平方向：匀速直线运动 2.竖直方向：自由落体运动 3.合速度 大小： 方向： θ vx vy v O x y v0 P (x,y) θ叫速度偏转角 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？ 一、平抛运动的速度—规律(P14) 4.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。 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—规律(P14) 【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。 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° 一、平抛运动的速度—练习 物体被抛出后，它对于抛出点 O 的位移的大小、方向都在变化。这种情况下我们就要分别研究它在水平和竖直两个方向上的分位移x和y。 研究方法 二、平抛运动的位移与轨迹—研究方法 4.位移的方向： 2.竖直方向分位移： 1.水平方向分位移： 3.合位移: l O x y P (x,y) B A v0 α α叫位移偏转角 二、平抛运动的位移与轨迹—位移规律 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： B A 如何利用平抛运动的规律解决生活中的实际问题？ 二、平抛运动的位移与轨迹—轨迹 （1）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。 （2）落地的水平距离（射程）： 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。 O v0 h x 二、平抛运动的位移与轨迹—时间与射程 1、平抛运动的物体在某一点的速度方向与水平的夹角的正切值是这段时间内位移与水平方向夹角正切值的两倍： 　 二、平抛运动的位移与轨迹—两个推论 　 2、做平抛运动的物体，任意时刻的速度的 反向延长线交于这一过程水平位移的中点。 二、平抛运动的位移与轨迹—两个推论 【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】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： 二、平抛运动的位移与轨迹—练习 【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】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。 （2）因此，小球落地点与释放点之间的水平距离 二、平抛运动的位移与轨迹—练习 抛体运动的规律 平抛运动的速度 平抛运动的位移 水平速度： vx＝v0 ；竖直速度： vy＝gt 合速度大小： v＝＝ 合速度方向：速度偏向角θ tan θ＝＝ 水平位移：x＝v0t ；竖直位移：y＝gt2 合位移大小：l＝＝ 合位移方向：位移偏向角α tan α＝＝ 平抛运动的轨迹 平抛运动的轨迹：y＝x2，轨迹是一条抛物线 课堂总结 1．关于平抛运动，下列说法中不正确的是 (　　) A．平抛运动的下落时间由下落高度决定 B．平抛运动的轨迹是曲线，所以平抛运动不可能是匀变速运动 C．平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小 D．平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 课堂练习 目录 2．斜抛运动与平抛运动相比较，正确的是 (　　) A．斜抛运动是曲线运动，它的速度方向不断改变，不可能是匀变速运动 B．平抛运动是速度一直增大的运动，而斜抛运动是速度一直减小的运动 C．做变速直线运动的物体，加速度方向与运动方向相同，当加速度减小时，它的速度也减小 D．无论是平抛运动还是斜抛运动，在任意相等时间内的速度变化量都相等 课堂练习 目录 解析：斜抛运动和平抛运动都是只受重力作用，都是加速度恒为g的匀变速曲线运动，故A错误。平抛运动的速度一直增大，斜抛运动的速度是增大还是减小，要看速度与重力的夹角，成锐角，速度增大；成钝角，速度减小；斜下抛运动也是速度增大的运动，故B错误。做变速直线运动的物体，加速度和运动方向相同时，物体做加速直线运动，当加速度减小时，物体仍然加速，故C错误。根据加速度的定义式知，平抛运动与斜抛运动的加速度都为g一定，所以在相等的时间内速度的变化量都相等，故D正确。 课堂练习 目录 3．如图所示，下面关于物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角θ的正切值tan θ随时间t的变化图像正确的是 (　　) 课堂练习 目录 4.如图所示，在水平路面上一运动员驾驶摩托车跨越壕沟，运动员跨过壕沟所用的时间为1 s，取g＝10 m/s2，则壕沟两侧的高度差h为 (　　) A．10 m　　　　　　 B．5 m C．0.8 m D．0.4 m 课堂练习 目录 5．一物体在离水平地面高H处水平抛出，经过一段时间t(未知)落到地面上，不计空气阻力。现已通过测量得到了物体在水平方向(x方向)和竖直方向(y方向)的速度—时间图像，如图所示，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)物体下落的高度H； 解析：根据vy2＝2gH 代入数据解得H＝0.8 m。 答案：0.8 m 课堂练习 目录 (2)物体落到地面时的速度v的大小和方向。 课堂练习 目录 解析：平抛运动的下落时间由下落的高度决定，A正确；平抛运动的轨迹是曲线，它的速度方向沿轨迹的切线方向，方向不断改变，所以平抛运动是变速运动，由于其加速度为g，保持不变，所以平抛运动是匀变速曲线运动，B错误；平抛运动的速度方向和加速度方向的夹角θ满足tan θ＝ eq \f(vx,vy) ＝ eq \f(v0,gt) ，因为t一直增大，所以tan θ变小，θ变小，C正确；平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，D正确。 B　 D　 解析：设物体平抛的初速度为v0，经过时间t，物体在竖直方向的速度vy＝gt，故tan θ＝ eq \f(gt,v0) ，故tan θ与t成正比，选项B正确。 B　 B　 解析：运动员跨过壕沟做平抛运动，则有h＝ eq \f(1,2) gt2＝ eq \f(1,2) ×10×12 m＝5 m，故B正确。 答案：5 m/s，与水平方向成53°角斜向下 解析：物体落到地面时的速度v＝ eq \r(vx2＋vy2) ＝5 m/s 物体落到地面时的速度的方向与水平方向的夹角满足tan α＝ eq \f(vy,vx) ＝ eq \f(4,3) ，则α＝53°。 $