魯科物理必修2 第3章第2節(jié)《豎直方向上的拋體運動》

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歡迎進入物理課堂 第2節(jié)豎直方向上的拋體運動 核心要點突破 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓練 第2節(jié) 課前自主學案 課標定位 課標定位 學習目標 1 理解豎直方向上拋體運動的特點和規(guī)律 2 會將豎直方向上的拋體運動分解為勻速運動和自由落體運動兩個過程 3 掌握對具體問題分步處理和整體處理的方法 重點難點 豎直上拋運動 課前自主學案 一 豎直下拋運動1 運動特點 1 初速度方向 2 只受 作用 2 運動性質(zhì) 豎直下拋運動是一種 運動 加速度是 3 運動規(guī)律 1 速度公式 豎直向下 重力 勻加速直線 重力加速度g vt v0 gt 2 位移公式 二 豎直上拋運動1 運動特點 1 初速度方向 2 只受 作用 2 研究方法分段法 豎直上拋運動可分為 和 兩個階段 上升階段是 運動 下降階段是 運動 并且上升過程和下降過程具有 豎直向上 重力 上升 下降 勻減速直線 自由落體 對稱性 3 運動規(guī)律 1 速度公式上升階段 vt 下降階段 vt 2 位移公式上升階段 h 下降階段 h 3 物體上升到最高點所用時間 4 物體能達到的最大高度 v0 gt gt 核心要點突破 一 對豎直下拋運動的理解1 條件 做豎直下拋運動的物體具有豎直向下的初速度v0 下落過程中只受重力作用 豎直向下拋出的物體 如果空氣阻力與物體重力相比較很小時 阻力作用可以忽略 此時也可以把物體的運動看做是豎直下拋運動 2 從v t圖象也可直觀地看出 如圖3 2 1甲所示 在時間t內(nèi)圖象與坐標軸所圍成的圖形面積代表物體位移大小 顯然可以分成兩部分進行分析 下半部分為勻速運動圖乙的特點v0t 上半部分為自由落體運動圖丙的特點gt2 2 圖3 2 1 二 豎直上拋運動的特點及處理方法1 豎直上拋運動的特點豎直上拋運動的物體由于僅受重力作用 故其加速度始終為重力加速度g 方向豎直向下 所以豎直上拋運動是勻變速直線運動 1 上升階段 初速度與加速度方向相反 速度越來越小 是勻減速直線運動 2 在最高點 速度v 0 但加速度仍為重力加速度g 所以物體此時并不處于平衡狀態(tài) 3 下降階段 初速度為零 下降過程中只受重力作用 是自由落體運動 時間對稱 圖3 2 2上升和下降經(jīng)過同一段高度的上升時間和下降時間相等 如圖3 2 2所示 物體以速度v0從A點豎直上拋 然后沿原路徑返回 上升到B點時速度vB與返回B點時的速度vB 大小相等 方向相反 從A到B的上升時間等于從B返回A的下降時間 3 處理豎直上拋運動的基本方法把豎直上拋運動作為一個連續(xù)的運動過程分析 整體法 與將其分段分析 分段法 是常用的兩種方法 1 分段法 可將豎直上拋運動分為上升和下降兩個過程 上升過程v0與g反向 且g恒定 故上升階段是初速度不為零的勻減速直線運動 取v0方向為正方向 則有 我們既可以采用 分段法 將豎直上拋運動隔離為上升階段與下降階段來分析 也可以將其作為整體 采用 整體法 對全過程分析 2 整體法 將豎直上拋運動的全過程作為整體來看 它是以拋出點為原點 以豎直向上的初速度v0為正方向 加速度方向向下 大小為g的勻減速直線運動 遵循勻減速直線運動的規(guī)律 其中 速度規(guī)律 vt v0 gt 特別提醒 具體用勻變速直線運動的公式 整體法 處理豎直上拋運動時 首先選定正方向 通常取初速度的方向為正方向 與正方向相同的已知量取正值代入 與正方向相反的已知量取負值代入 得出的未知量為正值說明與正方向相同 得出的未知量為負值說明與正方向相反 三 豎直上拋 豎直下拋和自由落體運動的比較 課堂互動講練 人站在30m高的樓頂豎直向下投石塊 石塊出手時的速度是5m s 假設(shè)石塊出手時的位置靠近樓頂 不計空氣阻力 求 1 石塊到達地面的時間 2 石塊到達地面時速度的大小 g取10m s2 答案 1 2s 2 25m s 方法總結(jié) 豎直下拋運動是加速度a g的勻加速直線運動 所有勻變速直線運動的方法都可以用來解決豎直下拋運動的問題 變式訓練1從足夠高處 以某一速度豎直向下拋出一物體 在忽略空氣阻力的前提下 求物體在第9s內(nèi)和第4s內(nèi)的位移之差 g取10m s2 解析 由sn 1 sn at2 sn 5 sn 5at2得s9 s4 5 gt2 s9 s4 5 10 12m 50m 答案 50m 某人站在高樓的平臺邊緣 以20m s的初速度豎直向上拋出一石子 求 1 石子上升的最大高度是多少 回到拋出點的時間為多少 2 石子拋出后通過距拋出點下方20m處所需的時間 3 石子經(jīng)過拋出點上方10m處的速度 不考慮空氣阻力 g取10m s2 思路點撥 根據(jù)豎直上拋運動是勻變速直線運動的特點 可以用分段法或整體法求解 方法總結(jié) 處理豎直上拋運動有兩種方法 第一種是分段法 將上拋運動分為上升和下落兩個過程考慮 第二種是整體法 將整個運動看成是有往返的勻減速直線運動來處理 兩種方法應用時都要注意速度和位移的正負 變式訓練2一跳水運動員從離水面10m高的平臺上向上躍起 舉雙臂直體離開臺面 此時其重心位于從手到腳全長的中點 躍起后重心升高0 45m達到最高點 落水時身體豎直 手先入水 在此過程中運動員水平方向的運動忽略不計 從離開跳臺到手觸水面 他可用于完成空中動作的時間是 s 計算時 可以把運動員看成全部質(zhì)量集中在重心的質(zhì)點 g取10m s2 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 解析 把人等效為一個質(zhì)點 此質(zhì)點做豎直上拋運動 運動示意圖如圖所示 運動員起跳到達最高點的時間 答案 1 7 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全