魯科物理必修2 第3章第2節(jié)《豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng)》

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第2節(jié)豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng) 核心要點(diǎn)突破 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第2節(jié) 課前自主學(xué)案 課標(biāo)定位 課標(biāo)定位 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 理解豎直方向上拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律 2 會(huì)將豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng)分解為勻速運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)兩個(gè)過(guò)程 3 掌握對(duì)具體問(wèn)題分步處理和整體處理的方法 重點(diǎn)難點(diǎn) 豎直上拋運(yùn)動(dòng) 課前自主學(xué)案 一 豎直下拋運(yùn)動(dòng)1 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 1 初速度方向 2 只受 作用 2 運(yùn)動(dòng)性質(zhì) 豎直下拋運(yùn)動(dòng)是一種 運(yùn)動(dòng) 加速度是 3 運(yùn)動(dòng)規(guī)律 1 速度公式 豎直向下 重力 勻加速直線(xiàn) 重力加速度g vt v0 gt 2 位移公式 二 豎直上拋運(yùn)動(dòng)1 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 1 初速度方向 2 只受 作用 2 研究方法分段法 豎直上拋運(yùn)動(dòng)可分為 和 兩個(gè)階段 上升階段是 運(yùn)動(dòng) 下降階段是 運(yùn)動(dòng) 并且上升過(guò)程和下降過(guò)程具有 豎直向上 重力 上升 下降 勻減速直線(xiàn) 自由落體 對(duì)稱(chēng)性 3 運(yùn)動(dòng)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(diǎn)所用時(shí)間 4 物體能達(dá)到的最大高度 v0 gt gt 核心要點(diǎn)突破 一 對(duì)豎直下拋運(yùn)動(dòng)的理解1 條件 做豎直下拋運(yùn)動(dòng)的物體具有豎直向下的初速度v0 下落過(guò)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(shí) 阻力作用可以忽略 此時(shí)也可以把物體的運(yùn)動(dòng)看做是豎直下拋運(yùn)動(dòng) 2 從v t圖象也可直觀地看出 如圖3 2 1甲所示 在時(shí)間t內(nèi)圖象與坐標(biāo)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(jìn)行分析 下半部分為勻速運(yùn)動(dòng)圖乙的特點(diǎn)v0t 上半部分為自由落體運(yùn)動(dòng)圖丙的特點(diǎn)gt2 2 圖3 2 1 二 豎直上拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及處理方法1 豎直上拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)豎直上拋運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 1 上升階段 初速度與加速度方向相反 速度越來(lái)越小 是勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 2 在最高點(diǎn) 速度v 0 但加速度仍為重力加速度g 所以物體此時(shí)并不處于平衡狀態(tài) 3 下降階段 初速度為零 下降過(guò)程中只受重力作用 是自由落體運(yùn)動(dòng) 時(shí)間對(duì)稱(chēng) 圖3 2 2上升和下降經(jīng)過(guò)同一段高度的上升時(shí)間和下降時(shí)間相等 如圖3 2 2所示 物體以速度v0從A點(diǎn)豎直上拋 然后沿原路徑返回 上升到B點(diǎn)時(shí)速度vB與返回B點(diǎn)時(shí)的速度vB 大小相等 方向相反 從A到B的上升時(shí)間等于從B返回A的下降時(shí)間 3 處理豎直上拋運(yùn)動(dòng)的基本方法把豎直上拋運(yùn)動(dòng)作為一個(gè)連續(xù)的運(yùn)動(dòng)過(guò)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(yùn)動(dòng)分為上升和下降兩個(gè)過(guò)程 上升過(guò)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(xiàn)運(yùn)動(dòng) 取v0方向?yàn)檎较?則有 我們既可以采用 分段法 將豎直上拋運(yùn)動(dòng)隔離為上升階段與下降階段來(lái)分析 也可以將其作為整體 采用 整體法 對(duì)全過(guò)程分析 2 整體法 將豎直上拋運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程作為整體來(lái)看 它是以?huà)伋鳇c(diǎn)為原點(diǎn) 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(xiàn)運(yùn)動(dòng) 遵循勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)的公式 整體法 處理豎直上拋運(yùn)動(dòng)時(shí) 首先選定正方向 通常取初速度的方向?yàn)檎较?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(fù)值代入 得出的未知量為正值說(shuō)明與正方向相同 得出的未知量為負(fù)值說(shuō)明與正方向相反 三 豎直上拋 豎直下拋和自由落體運(yùn)動(dòng)的比較 課堂互動(dòng)講練 人站在30m高的樓頂豎直向下投石塊 石塊出手時(shí)的速度是5m s 假設(shè)石塊出手時(shí)的位置靠近樓頂 不計(jì)空氣阻力 求 1 石塊到達(dá)地面的時(shí)間 2 石塊到達(dá)地面時(shí)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(yùn)動(dòng)是加速度a g的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 所有勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的方法都可以用來(lái)解決豎直下拋運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題 變式訓(xùn)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(tái)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(diǎn)的時(shí)間為多少 2 石子拋出后通過(guò)距拋出點(diǎn)下方20m處所需的時(shí)間 3 石子經(jīng)過(guò)拋出點(diǎn)上方10m處的速度 不考慮空氣阻力 g取10m s2 思路點(diǎn)撥 根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 可以用分段法或整體法求解 方法總結(jié) 處理豎直上拋運(yùn)動(dòng)有兩種方法 第一種是分段法 將上拋運(yùn)動(dòng)分為上升和下落兩個(gè)過(guò)程考慮 第二種是整體法 將整個(gè)運(yùn)動(dòng)看成是有往返的勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)來(lái)處理 兩種方法應(yīng)用時(shí)都要注意速度和位移的正負(fù) 變式訓(xùn)練2一跳水運(yùn)動(dòng)員從離水面10m高的平臺(tái)上向上躍起 舉雙臂直體離開(kāi)臺(tái)面 此時(shí)其重心位于從手到腳全長(zhǎng)的中點(diǎn) 躍起后重心升高0 45m達(dá)到最高點(diǎn) 落水時(shí)身體豎直 手先入水 在此過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員水平方向的運(yùn)動(dòng)忽略不計(jì) 從離開(kāi)跳臺(tái)到手觸水面 他可用于完成空中動(dòng)作的時(shí)間是 s 計(jì)算時(shí) 可以把運(yùn)動(dòng)員看成全部質(zhì)量集中在重心的質(zhì)點(diǎn) 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(gè)質(zhì)點(diǎn) 此質(zhì)點(diǎn)做豎直上拋運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)示意圖如圖所示 運(yùn)動(dòng)員起跳到達(dá)最高點(diǎn)的時(shí)間 答案 1 7 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全