内容正文:
第一章 抛体运动
Physics
通过实验探究斜抛运动的射高和射程跟初速度和抛射角的关系
知道什么是斜抛运动,会用运动的合成和分解的方法,分析斜抛运动
02
01
重点
重难点
一般的抛体运动
01
观察扣杀排球和篮球投球时出手速度有何区别?
水平抛出
倾斜抛出
公司logo
公司logo
情境导入
我们以运动员投掷铅球为例,分析并回答以下问题:
(1)铅球离开手后,若不考虑空气阻力,其受力情况、速度有何特点?
答案
①铅球在水平方向不受力,在竖直方向只受重力②初速度方向斜向上方
公司logo
公司logo
观察与思考
(2)将铅球的运动进行分解,铅球在水平方向和竖直方向分别做什么运动?
答案 铅球在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做匀变速直线运动。
(3)铅球在最高点的速度是零吗?请说明理由。
答案 不是。由于铅球在水平方向做匀速直线运动,所以铅球在最高点的速度等于水平方向的分速度。
公司logo
公司logo
观察与思考
1.斜抛运动:将物体以一定的初速度斜向抛出,不考虑空气的阻力,物体只在重力作用下所做的运动。
2.斜抛运动的轨迹是一条抛物线。
公司logo
公司logo
核心知识
a=g
4.研究方法:
3.斜抛运动的性质:斜抛运动是匀变速曲线运动。
化曲为直
水平方向:匀速直线运动
竖直方向:竖直上抛运动
mg
公司logo
公司logo
核心知识
1.一位滑板选手在比赛时的一段运动轨迹如图所示,其中a、c在同一水平线上,b为最高点,不计空气阻力,将选手视为质点,则在空中运动过程中
A.选手做的是变加速曲线运动
B.从a到b与从b到c的过程中速度的变化量大小相同
C.在最高点时选手的速度为零
D.从a到b的过程中,选手处于超重状态
√
例题
在空中运动过程中,选手只受重力作用,加速度恒为重力加速度,做的是匀变速曲线运动,故A错误;
根据运动的对称性可知Δtab=Δtbc,由Δv=g·Δt知,从a到b与从b到c的过程中速度的变化量大小相同,故B正确;
在最高点时选手速度等于水平方向的分速度,不为零,故C错误;
从a到b的过程中,选手加速度为重力加速度,方向向下,处于失重状态,故D错误。
斜抛运动的规律
02
3.射程:
1.抛射角:
2.射高:
射高
射程
抛射角
物体初速度方向与水平方向的夹角叫作抛射角。
物体能达到的最大高度叫作射高。
物体从抛出点到落回同一高度的水平位移大小叫作射程。
公司logo
公司logo
核心知识
斜抛运动的规律
x=v0xt= v0tcosθ
位移:
vy=v0y-gt=v0sinθ-gt
vx=v0x=v0cosθ
匀速直线运动
竖直上抛运动
x轴:
y轴:
分
解
速度:
位移:
速度:
v0
x
v0x
y
0
v
vx
vy
s
y
x
y=v0tsinθ-gt2
飞行时间:t=t上+t下=
射高:ym==
射程:xm=v0x·t=v0cos θ·=
v0y
公司logo
公司logo
核心知识
当θ=90°时,射程为零,射高最大。
射高、射程与抛射角的关系(初速度大小一定)
当0<θ<45°时,随着抛射角的增大,射程增大,射高也增大;
当θ=45°时,射程最大;
当45°<θ<90°时,随着抛射角的增大,射程减小,射高增大;
公司logo
公司logo
核心知识
(1)速度对称:从抛出点A运动到最高点时间后又返回到与A等高的B点时有
(大小相等)
此时,A、B两点水平方向的速度相等,竖直方向的速度相反.
斜抛运动的对称性特点
公司logo
公司logo
核心知识
(2)时间对称:从抛出点到最高点时间t (vy=0)
由v=v0+at得
从抛出到落回抛出点时间T
斜抛运动的对称性特点
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。
公司logo
公司logo
核心知识
(3)轨迹对称:其运动轨迹关于过最高点的竖直线对称。
注意:由抛出点到最高点的过程可逆向看作平抛运动,由最高点到落地点的过程也可用平抛运动规律分析。
斜抛运动的对称性特点
公司logo
公司logo
核心知识
2.(2024·雅安市高一期中)如图所示,由水平地面同一点抛出的甲、乙两个小球的飞行路径分别为曲线1和曲线2,且两曲线的最高点等高。不计空气阻力。下列说法正确的是
A.两小球在空中运动时均处于超重状态
B.两小球在空中飞行的时间相同
C.甲的初速度的水平分量大于乙的初速度的水平分量
D.甲的初速度的竖直分量小于乙的初速度的竖直分量
√
例题
两小球在空中运动过程中只受重力,加速度为重力加速度,处于完全失重状态,故A错误;
由斜上抛运动的特点可知,运动的时间由高度决定,所以两球的运动时间相等,故B正确;
由题图可知,甲球的水平位移小于乙球的水平位移,而两球的运动时间相等,所以甲的初速度的水平分量小于乙的初速度的水平分量,故C错误;
由于两球运动时间相等,甲的初速度的竖直分量等于乙球的初速度的竖直分量,故D错误。
3.某人在离地面1.4 m的高度,将质量0.4 kg的小球以v0=10 m/s的速度斜向上抛出,小球的初速度方向与水平方向之间的夹角为37°,不计空气阻力,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,求:
(1)小球从抛出点上升的最大高度;
(2)小球在空中运动的时间;
(3)小球落地点与抛出点的水平距离。
答案 (1) 1.8 m (2) 1.4 s (3) 11.2 m
例题
(1)小球做斜抛运动,小球从抛出点上升的最大高度为
hm== m =1.8 m
(2)方法一 小球从抛出点上升到最高点所用的时间为t1==0.6 s,小球从最高点到落地的过程,有hm+h=g,解得t2=0.8 s,
小球在空中运动的时间为t=t1+t2=1.4 s
方法二 在竖直方向上,有-h=v0sin 37°·t-gt2 ,代入数据得t=1.4 s
(3)小球落地点与抛出点的水平距离为x=v0cos 37°·t=8×1.4 m=11.2 m。
4.(2025·成都市天府新区校考)2025年1月7日,中国航天实现开门红,实践25号双机械臂的在轨服务卫星成功发射,标志我国在该领域技术水平居于世界前列。研发过程中,实验室测试机械臂抛投物体,把质量为m的小球从同一高度的A、B两点抛出,均能垂直击中竖直墙壁上的目标点P,轨迹如图。忽略空气阻力,下列说法正确的是
A.B点抛出的运动时间更短
B.B点抛出的运动时间更长
C.A点抛出的初速度的水平分量更小
D.A点抛出的初速度的水平分量更大
√
例题
小球做斜抛运动,两次抛体运动均垂直击中P点,说明竖直方向分运动的末速度为零,利用逆向思维,将小球从P到A、B看为平抛运动,根据h=gt2,解得t=,可知小球从A、B两点抛出,击中目标点P的时间相等,故A、B错误;
小球水平方向做匀速直线运动,则初速度的水平分量vx=,A点抛出的水平分位移大于B点抛出的水平分位移,结合上述可知,运动时间相等,则A点抛出的初速度的水平分量更大,故C错误,D正确。
用逆向思维法分析斜抛运动
物体从抛出点斜抛出去,至最高点的过程
从最高点至抛出点的平抛运动
看成
逆向思维法
公司logo
公司logo
总结提升
一般的抛体运动(斜向上抛)
初速度斜向上,只受重力-----匀变速曲线运动
运动分解
化曲为直
水平方向:匀速直线运动
竖直方向:竖直上抛运动
运动的对称性:时间、速度、轨迹对称
课堂小结
本课结束
Keep Thinking!
FormatFactory : www.pcfreetime.com
FormatFactory : www.pcfreetime.com
FormatFactory : www.pcfreetime.com
$null大家。
null