高中物理《抛体运动的规律》课件二（24张PPT）（新人教版必修2）

欢迎进入物理课堂 知识复习 上一节我们已经通过实验探究出平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律 对平抛运动的特点有了感性认识 这一节我们将从理论上对抛体运动的规律作进一步分析 学习和体会在水平面上应用牛顿定律的方法 并通过应用此方法去分析没有感性认识的抛体运动的规律 竖直方向 自由落体 水平方向 匀速运动 只受重力G 不受力 F 0 抛体位置 我们以平抛运动为例来研究抛体的位置 如右图 小球以初速度v0离开桌面做平抛运动 如何确定小球在空中的位置随时间的变化规律 我们用函数表示小球的水平位移随时间变化的规律将如何表示 理论分析 水平方向位移变化规律 x vt 竖直方向位移变化规律 根据运动学规律 请大家说出小球在竖直方向的坐标随时间变化的规律 如何确定小球的实际位置 建立平面二维直角坐标系 x vt 小球的位置坐标是 x y 抛体位置 如何确定小球的实际位置 小球的运动就可以看成是水平和竖直两个方向上运动的合成 t时间内小球合位移是多大 s 抛体位置 合位移的方向 讨论以速度v水平抛出的物体的运动轨迹 分析 在初中数学中已经学过 直角坐标系中的一条曲线可以用包含x y两个变量的一个关系式来代表 如图 研究这个关系式可以得知曲线的性质 x vt y gt2 2 平抛运动的轨迹是抛物线 解 消去t可得 令 则 说明 二次函数的图象叫抛物线 就是来源于此 抛体的速度 我们以平抛运动为例来研究抛体的速度 水平方向 vx v0 竖直方向 vy gt 合速度 方向 tan gt v0 2tan 若知道的是h则 一个物体以l0m s的速度从10m的高度水平抛出 落地时速度与地面的夹角 是多少 不计空气阻力 分析按题意作图6 4 5 在例题2中如何计算物体在空中运动的时间 以及水平位移是多少 解 小球在空中运动的时间 竖直方向 得 1 4s 可见时间是由高度决定的 与初速度无关 水平位移x v0t 14m 可见水平位移是由初速度和高度共同决定的 做平抛运动的物体从开始运动到某时刻的位移方向与这一时刻的速度方向相同吗 如果不同 你能找出它们之间的关系吗 速度方向 位移方向 速度方向反向延长线过水平位移中点 斜抛运动 物体抛出时的速度不是沿水平方向 水平速度 vx v0cos 竖直速度 vy v0sin gt 水平位移 x v0cos t 竖直位移 y v0sin t 1 2gt2 射高射程 射高只与竖直方向的竖直分速度有关 分速度越大 射得也就越高 射程与水平方向的水平分速度和时间有关 飞行时间 上升与下降过程对称t 2v0sin g 射程x v0cos t 2v02sin cos g 当 450时 射程最大 信息窗 铅球出手时的仰角应该是450吗 把在某一水平面上的某一物体以一定的初速度斜向上抛出 如果空气阻力可以忽略 则它落回同一水平面时 其水平位移以仰角450时最大 但是 推铅球时抛掷点不在地面上 而是离地面有一段高度h 以大小相同的初速度分别按450及400仰角抛掷 当落回抛掷点所在的水平面是 水平位移以450的较大 但是 当落到地面时 水平位移却以400时较大 说一说 空气阻力对轨迹的影响 1 尝试导出表达斜抛运动轨迹的关系式 讨论在这个关系式中物理量之间的关系 看看能够得出什么结论 2 以上讨论都有一个前提 即空气的阻力都可以忽略 如果速度不大 例如用手抛出一个石块 这样处理的误差不大 但是物体在空气中运动时 速度越大阻力就越大 所以 研究炮弹的运动时就不能会略空气的阻力 炮弹运动的实际轨迹大致是怎样的 说一说 空气阻力对轨迹的影响 如果用200抛射角射出的初速度为600m s的炮弹 假设没有空气阻力 射程可以达到24km 由于空气阻力的影响 实际射程只有7km 小结 通过本节课学习我们知道了 速度等于水平速度和竖直速度的矢量和 通过本节课学习我们知道了 速度方向 速度方向反向延长线过水平位移中点 三 平抛运动的加速度 平抛运动加速度a g是一种匀变速曲线运动 课堂练习P43问题与练习3作业P43问题与练习1 2 6 4问题与练习参考解答 1 解 1 摩托车能越过壕沟 摩托车做平抛运动 在竖直方向位移为 y 1 5m gt2 2 经历时间t 0 55s在水平方向位移为x vt 40 0 55 22m 20m所以摩托车能越过壕沟 一般情况下 摩托车在空中飞行时 总是前轮高于后轮 在着地时 后轮先着地 2 摩托车落地时在竖直方向的速度为 Vy gt 5 39m s摩托车落地时在水平方向的速度为 Vx V 40m s摩托车落地时的速度为 V 40 36m s摩托车落地时的速度与竖直方向的夹角为 tan Vy Vx 7 422 解 该车已经超速 零件做平抛运动 在竖直方向位移为 y 2 45m gt2 2t 0 71s在水平方向位移为 x vt 13 3m零件做平抛运动的初速度为 v x t 18 7m s 67 4km h 60km h所以该车已超速 3 答 1 让小球从斜面上某一位置A无初速释放 测量小球在地面上的落点P与桌子边沿的水平距离X 测量小球在地面上的落点P与小球静止在桌面上时时球心的竖直距离y 小球离开桌面的初速度为V X 2 答 测量钢球在斜面上开始滚下的位置相对桌面的高度h 钢球开始的重力势能为mgh 如认为滚到桌面的动能为mv2 2 由机械能守恒定律mgh mv2 2 所以钢球速度V2 对比这两个速度发现V1 V2 这是因为钢球滚到桌面时的动能除有向前运动的动能外 还有转动的动能 钢球的重力势能有一部分转化成钢球转动的动能 不计算这部分动能而认为mv2 2 mgh 使V2值偏大 下面列举我们对本题所作的实验和数据做参考 实验仪器 平抛实验器 小球参数 钢球直径17 486mm 用千分尺测量 钢球质量21 8g实验方法 1 描绘平抛曲线 用平抛曲线求出小球水平抛出的初速度 2 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