生活中的抛体运动(最新课件)

大,小,生活中的抛体运动,一、抛体运动,【,思考,】,（,1,）抛出的标枪在最高点的速度为零吗？,（,2,）标枪在竖直方向上的运动情况是怎样的？,提示：（,1,）最高点速度不为零，但竖直速度为零。,（,2,）在竖直方向的运动为上抛运动。,1.,抛体运动的概念：以一定的初速度将物体抛出，物体,仅在,_,作用下所做的运动。,2.,抛体运动的分类：根据物体抛出的初速度的方向，抛,体运动可分为,_,、竖直上抛运动、竖直下抛运,动、,_,。,重力,平抛运动,斜抛运动,3.,运动的分解：,（,1,）水平方向以初速度,v,0,x,做,_,运动，,v,0,x=_,。,匀速直线,v,0,cos,（,2,）竖直方向以初速度,v,0,y,做,_,运动，,v,0,y=_,。,竖直上抛,v,0,sin,二、射程与射高,【,思考,】,提示：初速度越大，射程和射高都越大；,水流的初速度大小不变时，竖直向上射水时射高最大；方向与水平方向夹角为,45,时，射程最大。,1.,定义：,（,1,）射高：在斜抛运动中，物体能到达的,_,。,（,2,）射程：物体从抛出点到落地点的,_,。,2.,射高和射程与初速度和抛射角的关系：,（,1,）射高和射程与初速度的关系：抛射角一定，初速度,增大时，射程和射高都,_,。,最大高度,水平距离,增大,（,2,）射高和射程与抛射角的关系。,初速度大小一定，当抛射角为,45,时，射程,_,，当抛,射角为,_,时，射高最大。,最大,90,一、抛体运动的特点,1.,受力特点：斜抛运动是忽略了空气阻力的理想化运动，因此物体仅受重力，其加速度为重力加速度,g,。,2.,运动特点：物体具有与水平方向存在夹角的初速度，仅受重力，因此斜抛运动是匀变速曲线运动，其轨迹为抛物线。,3.,速度变化特点：由于斜抛运动的加速度为定值，因此，在相等的时间内速度的变化大小相等，方向均竖直向下，故相等的时间内速度的变化相同，即,v=gt,。,4.,对称性特点：,（,1,）速度对称：相对于轨道最高点两侧,对称的两点速度大小相等或水平方向速度,相等，竖直方向速度等大反向。（如图所示）,（,2,）时间对称：相对于轨道最高点两侧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。,（,3,）轨迹对称：其运动轨迹关于过最高点的竖直线对称。,【,思考,讨论,】,如图所示，烟花可以增添欢乐气氛，当然烟,花也蕴含着许多物理知识。假设在高空中,有四个小球，在同一位置同时以速率,v,竖直,向上、竖直向下、水平向左、水平向右被抛出，不考虑空气的阻力，经过,3 s,后四个小球在空中的位置构成的图形可能什么形状？（物理观念）,提示：四个小球所在位置为顶点所构成的图形应该是正方形。,【,典例示范,】,关于抛体运动，下列说法正确的是（）,A.,抛体运动是一种不受任何外力作用的运动,B.,抛体运动是曲线运动，它的速度方向不断改变，不可能是匀变速运动,C.,任意两段相等时间内的速度变化量相等,D.,任意两段相等时间内的速度大小变化相等,【,解析,】,选,C,。抛体运动是一种匀变速运动，受重力,mg,，故,A,错；斜抛运动的物体只受重力，因此由牛顿第二定律可知,F=ma,，解得,a=g,；由,a=,得,v=at,可知，只要加速度不变就是匀变速运动，因此抛体运动是匀变速运动，相等时间内速度变化量相等，故,B,错,C,对；速度的变化量是矢量，满足矢量的合成法则，而速度的大小变化为代数求和，因此不满足此法则，因此相等时间内速度大小变化不相等，故,D,错。,【,误区警示,】,抛体运动的两点注意,（,1,）抛体运动是变速运动，也是匀变速运动。,（,2,）抛体运动的速度时刻在变化，而加速度保持不变。,【,素养训练,】,1.,运动会上，铅球从运动员手中被斜向上推出后在空中飞行的过程中，若不计空气阻力，下列说法正确的是（）,A.,铅球的加速度的大小和方向均不变,B.,铅球的加速度的大小不变，方向改变,C.,铅球的运动是匀变速直线运动,D.,铅球的运动是非匀变速曲线运动,【,解析,】,选,A,。铅球只受重力，根据牛顿第二定律，加速度为重力加速度，保持不变，即铅球的加速度的大小和方向均不变，故,A,正确，,B,错误；铅球的运动加速度恒定，但加速度与速度方向不共线，故其做匀变速曲线运动，故,C,、,D,错误；故选,A,。,2.,斜抛运动可分解为（）,A.,水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,B.,水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动,C.,水平方向的匀变速直线运动和竖直方向的自由落体运动,D.,沿初速度方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动,【,解析,】,选,B,。若将斜抛运动按水平方向和竖直方向正交分解，两分运动分别为匀速直线运动和竖直上抛运动，故,A,、,C,错误，,B,正确；若沿初速度方向分解出一匀速直线运动，则另一分运动为竖直方向的自由落体运动，故,D,错误。,【,补偿训练,】,（多选）关于斜抛运动，下列说法正确的是（）,A.,斜抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动,B.,斜抛运动中物体经过最高点时的速度为零,C.,斜抛运动中物体经过最高点时的动能最小,D.,斜抛运动中物体上升过程中速度逐渐减小,【,解析,】,选,A,、,C,、,D,。斜抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动的合成，在经过最高点时物体的速度最小，但不为零，故,B,错误；,A,、,C,、,D,正确。,二、抛体运动的规律及应用,1.,斜抛运动的规律：,（,1,）速度规律。,水平速度：,v,x,=v,0,cos,。,竖直速度：,v,y,=v,0,sin-gt,。,t,时刻的速度大小为,v=,。,（,2,）位移规律。,水平位移：,x=v,x,t=v,0,tcos,。,竖直位移：,y=v,0,tsin-gt,2,。,t,时间内的位移大小为,s=,，与水平方向成,角，且,tan=,。,2.,射高和射程：,（,1,）斜抛运动的飞行时间：,t=,。,（,2,）射高：,h=,。,（,3,）射程：,s=v,0,cost=,，,对于给定的,v,0,，当,=45,时，射程达到最大值，,s,max,=,。,【,思考,讨论,】,在某次跳投表演中，篮球以与水平面成,45,的倾角落入篮筐，设投球点和篮筐正好在同一水平面上，如图所示。已知投球点到篮筐距离为,10 m,，不考虑空气阻力，则篮球投出后的最高点相对篮筐的竖直高度为多少？（物理观念）,提示：篮球抛出后做斜上抛运动，根据对称性可知，出手时的速度方向与水平方向成,45,角，设初速度为,v,0,，则水平方向,x=v,0,cos45t,；竖直方向设能到达的最大高度为,h,，则,h=,，解得,h=2.5 m,。,【,典例示范,】,以与水平方向成,角的初速度,v,0,从水平地面上抛出一个小球，不计空气阻力和浮力。若,v,0,一定，则当,为多大时，射高最大，且求最大的射高；当,为多大时，射程最大，且求最大的射程。,【,解析,】,如图所示，将,v,0,沿水平方向和竖直方向分解，,得,v,1,=v,0,sin,，,v,2,=v,0,cos,。,小球在竖直方向上以初速度,v,1,做竖直上抛运动，从抛出点到最高点，有,02,-=2,（,-g,）,h,。,从抛出点到落地点，有,v,1,t-gt,2,=0,由、式得,h=,。,由式可知，当,=90,时，射高最大，最大的射高,Hm=,。,小球在水平方向上以速度,v,2,做匀速运动，有,x=v,2,t,由、式得,t=,（,t=0,舍去）,由、式得,x=,由式可知，当,=45,时，射程最大，最大的射程为,x,m,=,。,答案：见解析,【,误区警示,】,斜抛运动的两点注意事项,（,1,）做斜抛运动的物体，水平方向不受外力，故做匀速直线运动，竖直方向只受重力且有初速度，故做竖直上抛运动。,（,2,）在斜抛运动的最高点速度不等于零，等于,v,0,cos,，加速度也不等于零，而是,g,。,【,母题追问,】,1.,在,【,典例示范,】,情境中，当射高最大时，射程是（）（物理观念）,【,解析,】,选,A,。当射高最大时，,为,90,，实际为竖直上抛运动，射程为,0,，故选,A,。,2.,在,【,典例示范,】,情境中，当射程最大时，射高是（）（物理观念）,【,解析,】,选,D,。当射程最大时，,为,45,，根据,【,典例示范,】,的图示,02-,（,v,0,sin,）,2=2,（,-g,）,h,，所以,h=,；故选,D,。,【,拓展例题,】,考查内容：斜抛运动在生活中的应用,【,典例,】,如图所示，打高尔夫球的人,在发球处（该处比球洞所在处低,4 m,）,击球，该球初速度为,35 m/s,，方向与,水平方向成,37,角。问：把球打向球洞处时，球在水平,方向上前进多远？（忽略空气阻力，,g,取,10 m/s,2,）,【,解析,】,该球初速度的水平分量和竖直分量分别为,v,0,x=v,0,cos37=350.8 m/s=28 m/s,v,0,y=v,0,sin37=350.6 m/s=21 m/s,在竖直方向上，,y=v,0,yt-gt,2,代入已知量，整理可得,5t,2,-21t+4=0,，解得,t=0.2s,或,4s,，其中,t=0.2s,是对应图中,B,点的解，表示该球自由飞行至,B,点所需时间。因此本题中，应选解,t=4s,。在此飞行时间内，该球的水平初速度不变，可得水平位移为,x=v,0,xt=284 m=112 m,。,答案：,112 m,【,课堂回眸,】,谢 谢,