鲁科物理必修2 第3章第2节《竖直方向上的抛体运动》

欢迎进入物理课堂 第2节竖直方向上的抛体运动 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第2节 课前自主学案 课标定位 课标定位 学习目标 1 理解竖直方向上抛体运动的特点和规律 2 会将竖直方向上的抛体运动分解为匀速运动和自由落体运动两个过程 3 掌握对具体问题分步处理和整体处理的方法 重点难点 竖直上抛运动 课前自主学案 一 竖直下抛运动1 运动特点 1 初速度方向 2 只受 作用 2 运动性质 竖直下抛运动是一种 运动 加速度是 3 运动规律 1 速度公式 竖直向下 重力 匀加速直线 重力加速度g vt v0 gt 2 位移公式 二 竖直上抛运动1 运动特点 1 初速度方向 2 只受 作用 2 研究方法分段法 竖直上抛运动可分为 和 两个阶段 上升阶段是 运动 下降阶段是 运动 并且上升过程和下降过程具有 竖直向上 重力 上升 下降 匀减速直线 自由落体 对称性 3 运动规律 1 速度公式上升阶段 vt 下降阶段 vt 2 位移公式上升阶段 h 下降阶段 h 3 物体上升到最高点所用时间 4 物体能达到的最大高度 v0 gt gt 核心要点突破 一 对竖直下抛运动的理解1 条件 做竖直下抛运动的物体具有竖直向下的初速度v0 下落过程中只受重力作用 竖直向下抛出的物体 如果空气阻力与物体重力相比较很小时 阻力作用可以忽略 此时也可以把物体的运动看做是竖直下抛运动 2 从v t图象也可直观地看出 如图3 2 1甲所示 在时间t内图象与坐标轴所围成的图形面积代表物体位移大小 显然可以分成两部分进行分析 下半部分为匀速运动图乙的特点v0t 上半部分为自由落体运动图丙的特点gt2 2 图3 2 1 二 竖直上抛运动的特点及处理方法1 竖直上抛运动的特点竖直上抛运动的物体由于仅受重力作用 故其加速度始终为重力加速度g 方向竖直向下 所以竖直上抛运动是匀变速直线运动 1 上升阶段 初速度与加速度方向相反 速度越来越小 是匀减速直线运动 2 在最高点 速度v 0 但加速度仍为重力加速度g 所以物体此时并不处于平衡状态 3 下降阶段 初速度为零 下降过程中只受重力作用 是自由落体运动 时间对称 图3 2 2上升和下降经过同一段高度的上升时间和下降时间相等 如图3 2 2所示 物体以速度v0从A点竖直上抛 然后沿原路径返回 上升到B点时速度vB与返回B点时的速度vB 大小相等 方向相反 从A到B的上升时间等于从B返回A的下降时间 3 处理竖直上抛运动的基本方法把竖直上抛运动作为一个连续的运动过程分析 整体法 与将其分段分析 分段法 是常用的两种方法 1 分段法 可将竖直上抛运动分为上升和下降两个过程 上升过程v0与g反向 且g恒定 故上升阶段是初速度不为零的匀减速直线运动 取v0方向为正方向 则有 我们既可以采用 分段法 将竖直上抛运动隔离为上升阶段与下降阶段来分析 也可以将其作为整体 采用 整体法 对全过程分析 2 整体法 将竖直上抛运动的全过程作为整体来看 它是以抛出点为原点 以竖直向上的初速度v0为正方向 加速度方向向下 大小为g的匀减速直线运动 遵循匀减速直线运动的规律 其中 速度规律 vt v0 gt 特别提醒 具体用匀变速直线运动的公式 整体法 处理竖直上抛运动时 首先选定正方向 通常取初速度的方向为正方向 与正方向相同的已知量取正值代入 与正方向相反的已知量取负值代入 得出的未知量为正值说明与正方向相同 得出的未知量为负值说明与正方向相反 三 竖直上抛 竖直下抛和自由落体运动的比较 课堂互动讲练 人站在30m高的楼顶竖直向下投石块 石块出手时的速度是5m s 假设石块出手时的位置靠近楼顶 不计空气阻力 求 1 石块到达地面的时间 2 石块到达地面时速度的大小 g取10m s2 答案 1 2s 2 25m s 方法总结 竖直下抛运动是加速度a g的匀加速直线运动 所有匀变速直线运动的方法都可以用来解决竖直下抛运动的问题 变式训练1从足够高处 以某一速度竖直向下抛出一物体 在忽略空气阻力的前提下 求物体在第9s内和第4s内的位移之差 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 某人站在高楼的平台边缘 以20m s的初速度竖直向上抛出一石子 求 1 石子上升的最大高度是多少 回到抛出点的时间为多少 2 石子抛出后通过距抛出点下方20m处所需的时间 3 石子经过抛出点上方10m处的速度 不考虑空气阻力 g取10m s2 思路点拨 根据竖直上抛运动是匀变速直线运动的特点 可以用分段法或整体法求解 方法总结 处理竖直上抛运动有两种方法 第一种是分段法 将上抛运动分为上升和下落两个过程考虑 第二种是整体法 将整个运动看成是有往返的匀减速直线运动来处理 两种方法应用时都要注意速度和位移的正负 变式训练2一跳水运动员从离水面10m高的平台上向上跃起 举双臂直体离开台面 此时其重心位于从手到脚全长的中点 跃起后重心升高0 45m达到最高点 落水时身体竖直 手先入水 在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计 从离开跳台到手触水面 他可用于完成空中动作的时间是 s 计算时 可以把运动员看成全部质量集中在重心的质点 g取10m s2 结果保留两位有效数字 解析 把人等效为一个质点 此质点做竖直上抛运动 运动示意图如图所示 运动员起跳到达最高点的时间 答案 1 7 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全