2018-2019高中物理 第五章 曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 5.2 平拋運(yùn)動(dòng)課件 新人教版必修2.ppt

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2.平拋運(yùn)動(dòng),一、拋體運(yùn)動(dòng),1.拋體運(yùn)動(dòng):以一定的速度將物體拋出,物體______________的運(yùn)動(dòng)。2.平拋運(yùn)動(dòng):初速度沿_________的拋體運(yùn)動(dòng)。,只受重,力作用,水平方向,二、平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,1.平拋運(yùn)動(dòng)的速度:(1)水平方向:不受力,為_(kāi)________運(yùn)動(dòng),vx=v0。(2)豎直方向:只受重力,為_(kāi)________運(yùn)動(dòng),vy=gt。,勻速直線(xiàn),自由落體,(3)合速度:大小:v=。方向:tanθ=(θ是v與水平方向的夾角)。,2.平拋運(yùn)動(dòng)的位移:(1)水平位移:x=___。(2)豎直位移:y=_____。(3)軌跡:y=_____,平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條_____線(xiàn)。,gt2,x2,拋物,v0t,三、一般的拋體運(yùn)動(dòng),1.定義:初速度沿_______或_______方向的拋體運(yùn)動(dòng)。2.初速度:vx=v0______,vy=v0______。3.性質(zhì):斜拋運(yùn)動(dòng)可以看成是水平方向的_________運(yùn)動(dòng)和豎直方向的__________或_________運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。,斜向上,斜向下,cosθ,sinθ,勻速直線(xiàn),豎直上,拋,豎直下拋,【思考辨析】(1)拋體運(yùn)動(dòng)一定是變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。()(2)物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),其運(yùn)動(dòng)時(shí)間由水平速度決定。()(3)物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),時(shí)間越長(zhǎng),速度越大。()(4)物體做平拋運(yùn)動(dòng)的速度方向與水平方向的夾角越來(lái)越大,若足夠高,速度方向最終可能豎直向下。(),(5)物體做平拋運(yùn)動(dòng)的速度偏向角是位移偏向角的二倍。()(6)斜向上拋運(yùn)動(dòng)的物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),速度為零。()(7)斜拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。(),提示:(1)。做拋體運(yùn)動(dòng)的物體只受重力,加速度不變;豎直上拋或豎直下拋運(yùn)動(dòng)是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。(2)。由h=可知物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)其運(yùn)動(dòng)時(shí)間由豎直高度決定。(3)。由v=可知物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度由初速度和豎直高度決定。,(4)。平拋運(yùn)動(dòng)物體的速度在任何時(shí)候都是沿水平方向的初速度與豎直分速度的合速度,故平拋運(yùn)動(dòng)的速度方向不可能豎直向下。(5)。物體做平拋運(yùn)動(dòng)的速度偏向角的正切值是位移偏向角正切值的二倍。,(6)。斜向上拋運(yùn)動(dòng)的物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)樗?豎直分速度為零。(7)√。斜拋運(yùn)動(dòng)的合力豎直向下,水平方向上沒(méi)有作用力,故水平方向上的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。,一對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的理解【典例】(2018石家莊高一檢測(cè))關(guān)于平拋物體的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法不正確的是()A.平拋運(yùn)動(dòng)是加速度恒定的勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B.初速度越大,在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng),C.物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,在相等的時(shí)間間隔內(nèi)水平位移相等D.物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,在相等的時(shí)間間隔內(nèi)速度變化量相等,【解析】選B。平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用,加速度為g,恒定不變,所以平拋運(yùn)動(dòng)是加速度恒定的勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故A項(xiàng)正確;平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng),由h=gt2得t=,則知物體在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間由下落高度決定,與初速度無(wú)關(guān),故B項(xiàng)錯(cuò)誤;平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向?yàn)閯蛩僦本€(xiàn)運(yùn)動(dòng),則在相等的時(shí),間間隔內(nèi)水平位移相等,故C項(xiàng)正確;速度變化量為Δv=gΔt,g一定,則Δt相等時(shí)速度變化量Δv相同,故D項(xiàng)正確。,【核心歸納】平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),【易錯(cuò)提醒】(1)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)也是斜拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),斜拋運(yùn)動(dòng)的速度、加速度、速度變化也具有同樣的特點(diǎn)。(2)現(xiàn)實(shí)中踢出去的足球、擲出去的鐵餅都不做拋體運(yùn)動(dòng),原因就是它們受到的阻力太大,不能夠忽略。,【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】1.(2018沈陽(yáng)高一檢測(cè))關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是()A.平拋運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)B.平拋運(yùn)動(dòng)是加速度不斷變化的運(yùn)動(dòng)C.平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體落地時(shí)速度方向可能是豎直向下的,【解析】選C。平拋運(yùn)動(dòng)的加速度不變,為勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;平拋運(yùn)動(dòng)落地的速度是水平分速度和豎直分速度的合成,不可能豎直向下,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。,2.(2018宜昌高一檢測(cè))物體在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,在相等的時(shí)間內(nèi),下列哪些量的變化量相等()A.位移B.加速度C.平均速度D.速度,【解析】選D。平拋運(yùn)動(dòng)在相等時(shí)間內(nèi)水平位移相等,豎直位移不等,根據(jù)平行四邊形定則知,相等時(shí)間內(nèi)位移不等,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)平均速度的定義式知,平均速度不等,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;平拋運(yùn)動(dòng)的加速度不變,始終豎直向下,根據(jù)Δv=gΔt得,相等時(shí)間內(nèi)速度的變化量相同,故B項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.(多選)在空氣阻力可忽略的情況下,下列物體的運(yùn)動(dòng)可視為平拋運(yùn)動(dòng)的是()A.沿水平方向扣出的排球B.沿斜向上方投出的籃球C.沿水平方向拋出的小石子D.沿豎直方向向上拋出的橡皮,【解析】選A、C。沿水平方向扣出的排球,相對(duì)地面有水平初速度,且只受重力,故是平拋運(yùn)動(dòng),故A項(xiàng)正確;沿斜向上方投出的籃球的初速度不是沿水平方向,所以不是平拋運(yùn)動(dòng),故B項(xiàng)錯(cuò)誤;沿水平方向拋出的小石子相對(duì)地面有水平初速度,且只受重力,故是平拋運(yùn)動(dòng),故C項(xiàng)正確;沿豎直方向向上拋出的橡皮的初速度沿豎直方向,故不是平拋運(yùn)動(dòng),故D項(xiàng)錯(cuò)誤。,2.人站在平臺(tái)上水平拋出一球,球離手的初速度為v0,落地時(shí)速度為v1,空氣阻力不計(jì)。圖中正確地表示了速度的變化過(guò)程的是(),【解析】選B。因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)在水平方向上為勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),豎直方向上為自由落體運(yùn)動(dòng),水平分速度不變,所以速度的變化量等于豎直方向上速度的變化量,根據(jù)Δv=gΔt,知球的速度變化量的方向與g的方向相同,總是豎直向下,故B項(xiàng)正確,A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。,二平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律考查角度1平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律【典例1】(2018天水高一檢測(cè))以初速度v0水平拋出一物體,當(dāng)物體的水平分位移與豎直分位移相等時(shí),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(),A.瞬時(shí)速度的大小是B.運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是C.豎直分速度的大小是水平分速度的2倍D.運(yùn)動(dòng)的位移是,【解題探究】(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解,如何分解平拋運(yùn)動(dòng)?提示:平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向上的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)。,(2)如何利用題目條件“水平分位移與豎直分位移相等”?提示:通過(guò)豎直分位移與水平分位移大小相等,求出時(shí)間,根據(jù)時(shí)間可求出豎直方向的分速度以及速度的大小;根據(jù)時(shí)間求出水平位移,根據(jù)平行四邊形定則求出運(yùn)動(dòng)的位移。,【解析】選D。根據(jù)題意有:v0t=gt2得,t=,則豎直分速度vy=gt=2v0,此時(shí)物體的瞬時(shí)速度v=,故A、B、C項(xiàng)正確;水平位移x=v0t=,根據(jù)平行四邊形定則知,運(yùn)動(dòng)的位移s=,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。,【核心歸納】1.平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法:研究平拋運(yùn)動(dòng)通常采用“化曲為直”的方法,即將平拋運(yùn)動(dòng)分解為豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)和水平方向上的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。,2.平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:,3.平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間的求解方法:(1)利用水平位移或豎直位移求解時(shí)間:根據(jù)水平方向x=v0t或豎直方向y=gt2可求解時(shí)間。(2)利用豎直分速度可求解時(shí)間:先求出豎直分速度,再根據(jù)vy=gt可求解時(shí)間。(3)利用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論Δy=gT2可求解時(shí)間。,考查角度2平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用【典例2】(2018黃岡高一檢測(cè))子謙同學(xué)進(jìn)行投球練習(xí)時(shí)將籃球從P點(diǎn)固定在水平地面上的圓柱形木桶,小球沿著木桶的直徑方向恰好從木桶的左側(cè)上邊沿進(jìn)入桶內(nèi)并打在木桶的底角,如圖所示,已知P點(diǎn)到木桶左邊沿的水平距離,木桶的高度,h0=0.45m,直徑d=0.20m,木桶底和木桶壁的厚度不計(jì),重力加速度g取10m/s2,求:,(1)和小球拋出時(shí)的速度大小v0。(2)小球經(jīng)過(guò)木桶的左側(cè)上邊沿時(shí)的速度大小及速度方向與水平方向的夾角正切值(結(jié)果可以帶根號(hào))。,【審答規(guī)范】第一步:規(guī)范審題,第二步:規(guī)范解答,(1)設(shè)小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到木桶左上沿的時(shí)間為t1、運(yùn)動(dòng)到桶的底角的總時(shí)間為t2,由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有:從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到木桶上沿過(guò)程中有:h1-h0=g①x=v0t1②,從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到桶的底角過(guò)程中有h1=③由幾何知識(shí)有x+d=v0t2④由①～④式并代入數(shù)據(jù)可得h1=1.25m,v0=2.0m/s。,(2)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到桶的左側(cè)上沿時(shí)速度大小為v1,與水平方向的夾角為θ,由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有:豎直方向的速度v⊥=gt1⑤此時(shí)小球的速度v1=⑥tanθ=⑦,由⑤⑥⑦式及(1)中的計(jì)算結(jié)果可得v1=2m/s,tanθ=2答案:(1)1.25m2.0m/s(2)2m/s2,【核心歸納】平拋運(yùn)動(dòng)中的兩個(gè)推論(1)速度與位移兩方向間的關(guān)系。①做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,其末速度與水平方向的夾角為θ,位移與水平方向的夾角為α,則tanθ=2tanα。,②推導(dǎo):由前面分析可知:合速度與水平方向夾角的正切值:tanθ=;合位移與水平方向夾角的正切值:tanα=。所以速度偏向角與位移偏向角的正切值的比值為:tanθ∶tanα=2∶1。,(2)平拋物體速度反向延長(zhǎng)線(xiàn)的特點(diǎn)。①做平拋運(yùn)動(dòng)的物體任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線(xiàn)一定通過(guò)此時(shí)水平位移的中點(diǎn)。,②推導(dǎo):如圖所示,從O點(diǎn)水平拋出的物體經(jīng)時(shí)間t到達(dá)P點(diǎn),此時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線(xiàn)交OB于A點(diǎn)。則OB=v0t,AB==gt2=gt2=v0t?？梢?jiàn)AB=OB,所以A為OB的中點(diǎn)。,【易錯(cuò)提醒】(1)平拋運(yùn)動(dòng)中,速度偏向角是指過(guò)該點(diǎn)軌跡的切線(xiàn)與水平方向的夾角;位移偏向角是指該點(diǎn)與起點(diǎn)的連線(xiàn)與水平方向的夾角,不要將兩者混淆。(2)平拋運(yùn)動(dòng)中,某時(shí)刻速度、位移與初速度方向的夾角θ、α的關(guān)系為tanθ=2tanα,而不要誤記為“θ=2α”。,【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】1.(2018北京高一檢測(cè))物體做平拋運(yùn)動(dòng),軌跡如圖所示,O為拋出點(diǎn),物體經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(x1,y1)時(shí)的速度方向與水平方向的夾角為θ,則(),A.tanθ=B.tanθ=C.物體拋出時(shí)速度v0=x1D.物體經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度vP=,【解析】選C。根據(jù)y1=gt2,則t=。水平速度v0==x1,則tanθ===,故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;物體經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度vP==,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。,2.(2018洛陽(yáng)高一檢測(cè))跳臺(tái)滑雪是勇敢者的運(yùn)動(dòng)。如圖所示,一位運(yùn)動(dòng)員由A點(diǎn)沿水平方向躍起,到山坡B點(diǎn)著陸。測(cè)得A、B間距離L=40m,山坡傾角θ=30,山坡可以看成一個(gè)斜面。試計(jì)算:,(1)運(yùn)動(dòng)員起跳后他在空中飛行的時(shí)間。(2)運(yùn)動(dòng)員在A點(diǎn)的起跳速度大小。(不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2),【解析】(1)運(yùn)動(dòng)員做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)Lsinθ=gt2得運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:t==s=2s。(2)水平方向上有Lcosθ=vt,解得起跳速度為:v=m/s=10m/s。答案:(1)2s(2)10m/s,【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.(2018通化高一檢測(cè))以速度v0水平拋出一小球,忽略空氣阻力,當(dāng)小球的水平速度與豎直速度大小相等時(shí),水平位移與豎直位移的比值是()A.1∶1B.2∶1C.1∶2D.1∶4,【解析】選B。根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,且水平速度與豎直速度大小相等,即:v0=gt,得下落時(shí)間t=,水平方向,勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)位移x=v0t=;豎直方向,自由落體運(yùn)動(dòng)位移y=,則水平位移與豎直位移之比x∶y=2∶1,故A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。,2.(2018長(zhǎng)春高一檢測(cè))從某一高度平拋一物體,拋出2s后落地,落地時(shí)速度方向與水平方向成45角,求:(1)拋出時(shí)的速度。(2)落地時(shí)的速度(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。(3)拋出點(diǎn)距地面的高度。(4)水平位移。(g取10m/s2),【解析】(1)物體落地時(shí)豎直分速度為:vy=gt=102m/s=20m/s根據(jù)tan45=得:v0=vy=20m/s。,(2)落地時(shí)的速度為:v=m/s≈28.3m/s。(3)拋出點(diǎn)與地面的高度為:h=gt2=1022m=20m。,(4)水平方向位移為:x=v0t=202m=40m答案:(1)20m/s(2)28.3m/s(3)20m(4)40m,【拓展例題】考查內(nèi)容:平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題【典例】如圖所示,在網(wǎng)球的網(wǎng)前截?fù)艟毩?xí)中,若練習(xí)者在球網(wǎng)正上方距地面H處,將球以速度v沿垂直球網(wǎng)的方向擊出,球剛好落在底線(xiàn)上。已知底線(xiàn)到網(wǎng)的距離為L(zhǎng),重力加速度取g,將球的運(yùn)動(dòng)視為平拋運(yùn)動(dòng),下列表述正確的是(),A.球的速度v等于LB.球從擊出至落地所用時(shí)間為C.球從擊球點(diǎn)至落地點(diǎn)的位移等于LD.球從擊球點(diǎn)至落地點(diǎn)的位移與球的質(zhì)量有關(guān),【正確解答】選A。根據(jù)H=gt2得,網(wǎng)球平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=,則球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v=,故A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;擊球點(diǎn)與落地點(diǎn)的水平位移為L(zhǎng),下落的高度為H,則球從擊球點(diǎn)至落地點(diǎn)的位移為x=>L,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;球平拋運(yùn)動(dòng)的加速度為g,,與球的質(zhì)量無(wú)關(guān),則球落地點(diǎn)與擊球點(diǎn)的位移與球的質(zhì)量無(wú)關(guān),故D項(xiàng)錯(cuò)誤。,