资源简介

(共38张PPT)
5.4 抛体运动的规律
第五章 抛体运动
人教版（2019）
01
02
平抛运动的位移与轨迹
平抛运动的速度
目录
03
平抛运动的推论
04
一般的抛体运动
在排球比赛中，你是否曾为排球下网或者出界而感到惋惜？如果运动员沿水平方向击球，在不计空气阻力的情况下，要使排球既能过网，又不出界，需要考虑哪些因素？如何估算球落地时速度大小？
观察与思考
1.平抛运动：初速度沿水平方向的抛体运动就叫作平抛运动。
①条件: 初速度沿水平方向；忽略空气阻力，只受重力。
②性质：匀变速曲线运动。
2.研究方法：化曲为直。
①水平方向：匀速直线运动；
②竖直方向：自由落体运动。
复习与回顾
第一部分 平抛运动的速度
思考与讨论
(1)对于平抛运动，水平方向合外力多大？竖直方向合外力多大？竖直方向的加速度等于多少？
(2)根据研究平抛运动的方式，若一个物体以速度v0水平抛出，那么水平方向的速度和竖直方向的速度随时间如何变化？
(3)某个时刻做平抛运动的物体的合速度为多大？这个速度与水平方向的夹角为多大？
(4)任意两个相等的时间间隔内速度的变化是否相同？
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：
一、平抛运动的速度
能否用v＝v0＋gt求P点的速度
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.
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。
【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。
二、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°
新课讲授
二、典例解析
第二部分 平抛运动的位移与轨迹
思考与讨论
(1)根据研究平抛运动的方式，若一个物体以速度v0水平抛出，那么水平方向的位移和竖直方向的位移随时间如何变化？
(2)某个时刻做平抛运动的物体的合位移为多大？这个位移与水平方向的夹角为多大？
(3)你是否可以根据水平位移和竖直位移，通过推导的方式得到平抛运动的轨迹方程呢？
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：
一、平抛运动的位移与轨迹
能否用v2-v02＝2gl
求P点的位移
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：
一、平抛运动的位移与轨迹
思考与讨论
(1)根据平抛运动的位移公式，你认为平抛运动的物体空中飞行的时间哪些物理量决定，请计算说明？
(2)根据平抛运动的位移公式，你认为平抛运动的物体落地的水平位移由哪些物理量决定，请计算说明？
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。
一、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。
二、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
二、典例解析
第三部分 平抛运动的推论
思考与讨论
(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？
速度偏向角的正切值：
推导：
速度方向反向延长后：
所以：
推论一：速度的反向延长线过水平位移的中点
速度偏向角的正切值：
推导：
位移偏向角的正切值：
所以：tanθ＝2tanα
推论二：tanθ＝2tanα
第四部分 一般的抛体运动
投掷标枪
急停跳投
投掷铅球
(1)观察下面几项运动，标枪、篮球和铅球投掷出时，速度方向是否还是水平方向？投出后它们的轨迹直线还是曲线？
(2)如果忽略空气阻力的影响，那么标枪、篮球和铅球的受力又有什么样的共同特点？
观察与思考
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。
一、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？
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：
二、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？
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：
二、斜上抛运动的规律
6.对称性
（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。
二、斜上抛运动的规律
(1)做斜上抛运动的物体水平射程如何计算？
(2)如何计算做斜上抛运动的物体水平射程最大值？如果你从事标枪、铅球等体育项目的比赛，想要取得好成绩，根据计算的结果，对你有什么启示？
(3)根据斜上抛运动物体水平和竖直位移与时间的方程，你是否可以计算证明斜上抛运动的运动轨迹是抛物线？（计算类比平抛运动）
思考与讨论
7.水平射程：
二、斜上抛运动的规律
当θ=45°时x最大，
课堂小结
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
1．如图所示，x轴在水平地面上，y轴沿竖直方向，图中画出了从y轴上沿x轴正方向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则（　　）
A．a的运动时间比b的长
B．b和c的运动时间相同
C．a的初速度与b的初速度可能相等
D．b的初速度比c的小
课堂练习
B
2．如图所示，某同学为了找出平抛运动的物体初速度之间的关系，用一个小球在O点对准前方一块竖直挡板上的A点抛出。O与A在同一高度，小球的水平初速度分别为v1、v2、v3，不计空气阻力，打在挡板上的相应位置分别是B、C、D，且AB：AC：AD=1:4:9，则v1、v2、v3之间的正确关系是（　　）A．v1:v2:v3=3:2:1 B．v1:v2:v3=9:4:1C．v1:v2:v3=5:3:1 D．v1:v2:v3=6:3:2
课堂练习
D
课堂练习
3．如图所示，AB为半圆环ACB的水平直径，C为环上的最低点，一个小球从A点以速度v0水平抛出，经一段时间t与半圆环相撞，不计空气阻力。则下列判断正确的是（　　）
A．v0越大，运动时间越长
B．要使小球掉到环上时的竖直分速度最大，小球应该落在C点
C．发现小球有两次运动时间相同，则这两次抛出的初速度一定相同
D．适当选取v0值，可使t时刻速度方向的反向延长线过半圆的圆心
B
课堂练习
4．如图所示，“跳一跳”游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度，使其能跳到旁边等高平台上。棋子在某次跳跃过程中的轨迹为抛物线，经最高点时速度为v0，此时离平台的高度为h。棋子质量为m，空气阻力不计，重力加速度为g。则此跳跃过程（　　）
A．所用时间
B．水平位移大小
C．初速度的竖直分量大小为
D．初速度大小为
B
THANKS
THANKS
感谢观看

展开更多......

收起↑