高中物理必修课件：1.3《竖直方向的抛体运动》（粤教必修2）

欢迎进入物理课堂 一 对竖直下抛运动的理解 1 做竖直下抛运动的条件 1 具有竖直向下的初速度 2 只受重力作用 2 规律竖直下抛运动是初速度v0向下 加速度为g的匀加速直线运动 其规律如下 3 竖直下抛运动与自由落体运动的联系与区别 竖直向下抛出的物体 若空气阻力与物体的重力相比很小 阻力可以忽略时 此时可以把物体的运动看做竖直下抛运动 典例1 一人站在30m高的楼顶竖直向下投石块 假设石块出手时的位置靠近楼顶 石块到达地面所用的时间为2s 不计空气阻力 g取10m s2 求 1 石块出手时速度的大小 2 石块到达地面时速度的大小 解题指导 1 石块做竖直下抛运动 2 确定位移时间公式 速度时间公式 标准解答 1 由题意知s 30m t 2s 由位移公式得 2 由速度公式vt v0 gt 得石块落地时速度的大小为vt 5 10 2 m s 25m s 答案 1 5m s 2 25m s 变式训练 2011 惠州高一检测 从离地45m处自由下落一个小球 1s后再从同一位置竖直向下抛出另一个小球 要使两个小球同时落地 第二个小球抛出时的初速度必须多大 不计空气阻力 g取10m s2 解析 设自由下落的小球运动时间为t 则设下抛小球的初速度为v0 则运动时间为t1 2s由位移公式得答案 12 5m s 二 对竖直上抛运动的理解 1 运动条件 物体具有向上的初速度v0 且只受重力作用 竖直上抛运动是一种匀变速直线运动 2 两种分析方法 1 分段法 上升过程 匀减速直线运动 取向上为正方向 下降过程 自由落体运动 2 整体法 匀变速直线运动 取向上的方向为正方向 则v0 0 a g 3 竖直上抛运动的对称性 1 竖直上抛运动可分解为向上的速度为v0的匀速直线运动和自由落体运动的合运动 2 对空气阻力不可忽略的情况 只能用分段处理法 此时上升过程匀减速运动的a g 下降过程中a g 典例2 一个人站在一座很高的楼顶的边缘 将一物体以10m s的初速度竖直向上抛出 忽略空气阻力 重力加速度g 10m s2 求t 3s时物体的速度和位移 使用两种方法求解 解题指导 解答本题应注意以下两点 标准解答 解法一 分阶段处理 上升阶段 最大高度下降阶段 t下 t t上 3 1 s 2s vt gt下 10 2m s 20m s 方向竖直向下 方向竖直向下 由以上数据可看出 t 3s时 物体已经处于下降过程中 且3s时的速度大小为20m s 比较s 5m和h 20m可知 t 3s时物体运动到抛出点下方距抛出点 h h s 15m处 如图所示 解法二 整体处理 设竖直向上为正方向 将t 3s代入速度公式得 vt v0 gt 10 10 3 m s 20m s 表明速度大小为20m s 方向竖直向下 且s v0t gt2 10 3 10 32 m 15m 表明此过程发生的位移大小是15m 且在抛出点的下方 规律方法 竖直上抛运动的求解技巧 1 正方向与各矢量正 负号的确定使用整体法处理竖直上抛运动时 要特别注意公式中各矢量的方向 一般以向上的方向为正方向 2 求解竖直上抛运动的基本方法分段法 上升过程用初速度不为零的匀减速直线运动规律计算 下降过程用自由落体运动的公式计算 整体法 加速度方向与初速度的方向相反 把竖直上抛运动看做匀变速直线运动 3 竖直上抛运动的上升阶段和下降阶段具有对称性 互动探究 本例中物体处于抛出点上方4 2m时的速度和时间分别为多少 解析 由公式得由vt v0 gt得代入数据得t1 0 6s t2 1 4s答案 4m s 方向向上或向下0 6s或1 4s 变式备选 一物体做竖直上抛运动 从抛出时刻算起 上升到最大高度一半的时间为t1 速度减为抛出时速度的一半的时间为t2 则t1与t2比较 其大小关系为 A t1 t2B t1 t2C t1 t2D 不能确定 解析 选C 竖直上抛运动上升过程为匀减速直线运动 上升前一半高度时速度大 用时t1 t为上升到最高点用的时间 而速度减为一半用时为t2 故t1 t2 所以选项C正确 典例 如图所示 A B两棒长均为L 1m A的下端和B的上端相距h 20m 若A B同时运动 A做自由落体运动 B做竖直上抛运动 初速度v0 40m s 求 1 A B两棒何时相遇 2 从相遇开始到分离所需的时间 解题指导 解答本题应注意以下两点 标准解答 1 设经时间t两棒相遇 A做自由落体运动B做竖直上抛运动又s1 s2 h即gt2 v0t gt2 h得 2 从相遇开始到两棒分离的过程中 A棒做初速度不为零的匀加速运动 B棒做匀减速直线运动 设从相遇开始到分离所需的时间为 t 则 vA t g t2 vB t g t2 2LvA gt vB v0 gt代入数据解得答案 1 0 5s 2 0 05s 审题不清导致错误 某人站在高楼的阳台上以20m s的初速度竖直上抛一石子 忽略空气阻力 求石子经多长时间到达距抛出点15m的位置 g取10m s2 正确解答 石子经过距抛出点15m的位置有两个 分别在抛出点的上 下方 在抛出点上方15m处时s 15m 则s v0t gt215 20t 10t2解得t1 1st2 3st1 t2分别为上升和下降阶段经过该位置所用的时间 在抛出点下方15m时 s 15m 则 15 20t 10t2解得 易错分析 解答本题时易犯错误具体分析如下 1 一物体自空中的A点以一定的初速度向上抛出 1s后物体的速率变为10m s 则此时物体的位置和速度方向可能是 不计空气阻力 g 10m s2 A 在A点上方 速度方向向下B 在A点下方 速度方向向下C 正在A点 速度方向向下D 在A点上方 速度方向向上 解析 选D 1s后物体的速度方向暂不明确 若向下 则由vt v0 gt得v0 vt gt 10 10 1 m s 0m s不符合题意 故1s后物体速度方向向上 初速度方向向上 抛出点在A点上方 选D 2 关于竖直下抛运动 下列说法正确的是 A 下落过程是加速运动 加速度越来越大B 下落过程是匀速直线运动C 在下抛时 由于给物体一定的作用力 所以在下落过程中的加速度大于重力加速度D 下落过程中 物体的运动是匀变速直线运动 解析 选D 竖直下抛的物体只受重力 故其加速度为g恒定不变 物体的运动是匀加速直线运动 故A B C错误 D正确 3 做竖直上抛运动的物体在上升和下降过程中通过同一位置时 不相同的物理量是 A 速度B 速率C 加速度D 位移 解析 选A 做竖直上抛运动的物体在上升和下降过程中通过同一位置时 位移大小 方向均相同 速度大小相等 方向相反 加速度均为g 故A正确 4 2011 厦门高一检测 物体以20m s的初速度做竖直上抛运动 g取10m s2 物体能上升的最大高度是 A 10mB 20mC 30mD 40m 解析 选B 物体上升的最大高度为故B正确 5 气球以10m s的速度匀速上升 当它上升到离地面40m高处时 从气球上落下一个物体 不计空气阻力 g 10m s2 求 1 物体落到地面需要的时间 2 物体落到地面时速度的大小 解析 1 设竖直向下为正方向 则s v0t gt2将s 40m v0 10m s代入上式解得 t 4s 2 由公式vt v0 gt得vt 10 40 m s 30m s 方向向下 速度大小为30m s答案 1 4s 2 30m s Thankyou 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