第二课时-平抛运动课件.ppt

1、第1页 第1页 共 56 页 基础知识基础知识一一 平抛运动平抛运动知识讲解知识讲解1.定义定义:将物体用一定的初速度沿水平方向抛出将物体用一定的初速度沿水平方向抛出,不考虑空气不考虑空气阻力阻力,物体只在重力作用下所做的运动物体只在重力作用下所做的运动,叫做平抛运动叫做平抛运动.第2页 第2页 共 56 页 2.性质性质:水平方向水平方向:以初速度以初速度v0做匀速直线运动做匀速直线运动.竖直方向竖直方向:以加速度以加速度a=g做初速度为零的匀变速直线运动做初速度为零的匀变速直线运动,即自由落体运动即自由落体运动.平抛运动是加速度为重力加速度平抛运动是加速度为重力加速度(a=g)的匀变速曲线

2、运动的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线轨迹是抛物线.第3页 第3页 共 56 页 3.速度位移方程速度位移方程以抛出点为坐标原点以抛出点为坐标原点,以初速度以初速度v0方向为方向为x正方向正方向,竖直向下为竖直向下为y正方向正方向,如图所示如图所示,则有则有:水平方向水平方向:vx=v0,x=v0t.竖直方向竖直方向:vy=gt,y= gt2.第4页 第4页 共 56 页 y2222000tanv / vgt / v ,stany/ xgt,/ 2v .,xyvvvsxy合速度合位移与水平方向夹角 为随着时间推移随着时间推移vy,逐渐增大逐渐增大,x位移和位移和y位移及合速度位移及合速度v,合位移

3、合位移s均逐渐增大均逐渐增大,并且夹角并且夹角、也随之改变也随之改变,且总有且总有.第5页 第5页 共 56 页 注意注意:合位移方向与合速度方向不一致合位移方向与合速度方向不一致.第6页 第6页 共 56 页 活学活用活学活用1.在在h=5 m的楼上的楼上,用枪水平瞄准树上的松鼠用枪水平瞄准树上的松鼠,设松鼠与枪口相设松鼠与枪口相距距100 m,当子弹飞离枪口时当子弹飞离枪口时,松鼠恰好自由下落松鼠恰好自由下落,不计空气不计空气的阻力的阻力,求求(1)子弹的初速度多大才能击中松鼠子弹的初速度多大才能击中松鼠?(2)若子弹的初速度为若子弹的初速度为500 m/s,松鼠下落多高被击中松鼠下落多高

4、被击中?第7页 第7页 共 56 页 解析解析:(1)子弹做平抛运动子弹做平抛运动,要击中松鼠要击中松鼠,必须在子弹落地前让子必须在子弹落地前让子弹与松鼠相遇弹与松鼠相遇,故为竖直方向受限故为竖直方向受限 max222ts1 s,v 2,th10 0.2 m0.2 m22 5100/ .1010010.2500212.maxhxm sgtxssgtv所以 松鼠未落地前被击中即子弹水平方向运动受限所以答案答案:(1)100 m/s (2)0.2 m第8页 第8页 共 56 页 二二 平抛运动的特点平抛运动的特点知识讲解知识讲解1.运动时间和水平射程运动时间和水平射程02220000t0:t,hg

5、,v.:xvvhg.:vvh.22,()2,hghgvgtvgh运动时间由 和 决定 与无关水平射程由 、 、 共同决定落地瞬时速度由水平初速度及高度 决定第9页 第9页 共 56 页 2.平抛运动中速度的变化规律平抛运动中速度的变化规律水平方向分速度保持水平方向分速度保持vx=v0;竖直方向竖直方向,加速度恒为加速度恒为g,速度速度vy=gt,从抛出点起从抛出点起,每隔每隔t时间的速度的矢量关系如图所示时间的速度的矢量关系如图所示,这一矢量关系有两个特点这一矢量关系有两个特点:任意时刻的速度水平分量均任意时刻的速度水平分量均等于初速度等于初速度v0;任意相等时间间隔任意相等时间间隔t内的速度

6、改变量均内的速度改变量均竖直向下竖直向下,且且v=vy=gt.第10页 第10页 共 56 页 3.水平、竖直方向的位移水平、竖直方向的位移在连续相等的时间间隔内在连续相等的时间间隔内,水平方向的位移水平方向的位移Ox1=x1x2=x2x3=,即位移不变即位移不变;在连续相等时间内在连续相等时间内,竖直方向上的位移竖直方向上的位移Oy1,y1y2,y2y3,据据y=aT2知知,竖直方向上竖直方向上:y=gt2,即位移差不变即位移差不变.第11页 第11页 共 56 页 4.平抛运动的两个重要推论平抛运动的两个重要推论推论推论:做平抛做平抛(或类平抛或类平抛)运动的物体在任意运动的物体在任意 一

7、时刻任一位置一时刻任一位置处处,设其末速度方向与水平方向的夹角为设其末速度方向与水平方向的夹角为,位移与水平方向位移与水平方向的夹角为的夹角为,则则tan=2tan.第12页 第12页 共 56 页 00200:,tantan,1,2tantan22.vgtvvygtgtxv tv证明 如图所示 由平抛运动规律得所以第13页 第13页 共 56 页 推论推论:做平抛做平抛(或类平抛或类平抛)运动的物体任意时刻的瞬时速度的运动的物体任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点反向延长线一定通过此时水平位移的中点.如图中如图中A点和点和B点点.第14页 第14页 共 56 页 证明证明

8、:设平抛物体的初速度为设平抛物体的初速度为v0,从原点从原点O到到A点的时间为点的时间为t,A点坐标为点坐标为(x,y),B点坐标为点坐标为(x,0),则则x=v0t,y= gt2,v=gt,即末状态速度方向反向延长线与即末状态速度方向反向延长线与x轴的交点轴的交点B必为此时水平位必为此时水平位移移x的中点的中点.0,.2vyxvxxtanx又解得第15页 第15页 共 56 页 活学活用活学活用第16页 第16页 共 56 页 2.从空中同一点沿水平方向同时抛出两个小球从空中同一点沿水平方向同时抛出两个小球,它们的初速度它们的初速度的大小分别为的大小分别为v1和和v2,初速度的方向相反初速度

9、的方向相反,求经过多长时间求经过多长时间两球速度之间的夹角为两球速度之间的夹角为90?第17页 第17页 共 56 页 解析解析:设两球抛出后经时间设两球抛出后经时间t它们速度之间的夹角为它们速度之间的夹角为90,与竖与竖直方向的夹角分别为直方向的夹角分别为和和,对两球分别构建速度矢量直角对两球分别构建速度矢量直角三角形如右图所示三角形如右图所示,由图可得由图可得第18页 第18页 共 56 页 1221 21cottan90cottan.t1,gtvvgtvgtv vvgtg由得由式得整理得1 2:1v vg答案第19页 第19页 共 56 页 第二关第二关:技法关技法关 解读高考解读高考第

10、20页 第20页 共 56 页 解题技法解题技法一一 平抛运动规律的运用平抛运动规律的运用技法讲解技法讲解处理平抛运动最基本的出发点处理平抛运动最基本的出发点,是将平抛运动分解为水平方向是将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动.第21页 第21页 共 56 页 02200202220:.12v ,.1vtan 2:tan (:).3:ygtty).212 /(2xyyxyxvvvgtvgvvtvvxv tsxysgtygtxvty g设平抛运动的初速度为建立坐标系如图所示速度合速度大小方向位移合位移大小方向注意 合位移与合速度方向不

11、同时间 由得由下落高度 决定第22页 第22页 共 56 页 (4)轨迹方程轨迹方程: (在未知时间情况下应用方便在未知时间情况下应用方便). 2202gyxv2202gyxv第23页 第23页 共 56 页 (5)可独立研究竖直方向的运动可独立研究竖直方向的运动.竖直方向为初速度为零的匀变速直线运动竖直方向为初速度为零的匀变速直线运动a=g.连续相等时间内竖直位移之比为连续相等时间内竖直位移之比为135(2n-1)(n=1,2,3)连续相等时间内竖直位移之差连续相等时间内竖直位移之差y=gt2. 第24页 第24页 共 56 页 (6)平抛运动是匀变速曲线运动平抛运动是匀变速曲线运动,故相等

12、时间内速度变化量相等故相等时间内速度变化量相等,且必沿竖直方向且必沿竖直方向如图所示如图所示.任意两时刻的速度与速度变化量任意两时刻的速度与速度变化量v构成直角三角形构成直角三角形,v沿竖直沿竖直方向方向.(),vgt第25页 第25页 共 56 页 注意注意:平抛运动的速度随时间是均匀变化的平抛运动的速度随时间是均匀变化的,但速率随时间并但速率随时间并不均匀变化不均匀变化.第26页 第26页 共 56 页 典例剖析典例剖析第27页 第27页 共 56 页 【例例1】 如图所示的是测量子弹离开枪口时速度的装置如图所示的是测量子弹离开枪口时速度的装置,子子弹从枪口水平射出弹从枪口水平射出,在飞行

13、途中穿过两块竖直平行放置的在飞行途中穿过两块竖直平行放置的薄木板薄木板P Q,两板相距为两板相距为L,P距枪口为距枪口为s,测出子弹穿过两块测出子弹穿过两块薄板时留下的弹孔薄板时留下的弹孔C D之间的高度差为之间的高度差为h,不计空气及薄不计空气及薄板的阻力板的阻力.根据以上数据根据以上数据,求得的子弹离开枪口时的速度是求得的子弹离开枪口时的速度是多大多大?第28页 第28页 共 56 页 解析解析 设子弹离开枪口时的速度为设子弹离开枪口时的速度为v0,子弹从射出到到达子弹从射出到到达C点的时间为点的时间为t1,从从C点到点到D点的时间为点的时间为t2,则则:y110202y 220C:vgt

14、CD:hv tgt:v 12().2stvLtvgLLsh子弹飞行到 点时的竖直分速度子弹从 点到 点竖直下降的高度将代入式得第29页 第29页 共 56 页 )2(gLLsh答案第30页 第30页 共 56 页 二二 类平抛运动类平抛运动技法讲解技法讲解类平抛运动的特点是物体所受的合力为恒力类平抛运动的特点是物体所受的合力为恒力,且与初速度方向且与初速度方向垂直垂直,可以理解为恒定外力方向初速度为零可以理解为恒定外力方向初速度为零,物体在此方向物体在此方向上做初速度为零的匀加速直线运动上做初速度为零的匀加速直线运动,处理类平抛运动的方处理类平抛运动的方法与处理平抛运动的方法类似法与处理平抛运

15、动的方法类似,但要分析清楚其加速度的但要分析清楚其加速度的大小和方向如何大小和方向如何.第31页 第31页 共 56 页 注意注意:类平抛运动的初速度类平抛运动的初速度v0的方向不一定是水平方向的方向不一定是水平方向,合力合力的方向也不一定是竖直方向的方向也不一定是竖直方向,加速度大小不一定等于重力加速度大小不一定等于重力加速度加速度g.第32页 第32页 共 56 页 典例剖析典例剖析第33页 第33页 共 56 页 【例例2】 光滑水平面上光滑水平面上,一个质量为一个质量为2 kg的物体从静止开始的物体从静止开始运动运动,在前在前5 s受到一个沿正东方向大小为受到一个沿正东方向大小为4 N

16、的水平恒力的水平恒力作用作用,从第从第5 s末开始改为正北方向大小为末开始改为正北方向大小为2 N的水平恒力的水平恒力作用作用10 s.求物体在求物体在15 s内的位移和内的位移和15 s末的速度及方向末的速度及方向.第34页 第34页 共 56 页 解析解析 如图所示如图所示,物体在前物体在前5 s内由坐标原点起向东沿内由坐标原点起向东沿x轴正方轴正方向做初速度为零的匀加速运动向做初速度为零的匀加速运动,其加速度为其加速度为: 第35页 第35页 共 56 页 122xam/s2 m/s ,42x.Fm方向沿 轴正方向第36页 第36页 共 56 页 5 s末物体沿末物体沿x轴方向的位移轴方

17、向的位移252 m=25 m,到达到达P点点,5 s末速度末速度vx=axt1=25 m/s=10 m/s.从第从第5 s末开始末开始,物体参与物体参与两个分运动两个分运动:一是沿一是沿x轴正方向做速度为轴正方向做速度为10 m/s的匀速运动的匀速运动,经经10 s其位移其位移:x2=vx5t2=1010 m=100 m.211122axt1x第37页 第37页 共 56 页 22222222y22yy212y(),:am/s1 m/s ,10 sy:y1 10 m50 m,y:va 5t1 10 m/s10 m/s,15 sQ221122()50(25 100)5012:QOm135 m5

18、Fmaytyxxarctan 二是沿 轴正方向 正北方向 做初速度为零的匀加速直线运动其加速度为经沿 轴正方向的位移沿 轴正方向的速度设末物体到达 点方向为东偏北12222,15 svarctan21.81010/10 2/ ,1045 .10 xyvvm sm s末的速度为方向为东偏北第38页 第38页 共 56 页 135m1m/s250,4 答案方向东偏北第39页 第39页 共 56 页 点评点评 处理类平抛运动时应注意在受力方向上做匀加速运处理类平抛运动时应注意在受力方向上做匀加速运动动,在垂直于力的方向上是做匀速直线运动在垂直于力的方向上是做匀速直线运动,类平抛运动在类平抛运动在电场

19、中经常会涉及电场中经常会涉及.第40页 第40页 共 56 页 第三关第三关:训练关训练关 笑对高考笑对高考第41页 第41页 共 56 页 随堂随堂训练训练第42页 第42页 共 56 页 1.在操场上在操场上,一同学从距地面一同学从距地面h处的处的A点点,以水平速度以水平速度v0抛出一抛出一个小球个小球,小球落地时的速度为小球落地时的速度为vt,竖直速度为竖直速度为vy,不计空气阻力不计空气阻力.关于小球在空中运动时间的表达式不正确的是关于小球在空中运动时间的表达式不正确的是( )2200.22.ttyvvvvABgghhCDgv第43页 第43页 共 56 页 222022y200122

20、,2:,xv tt .tC;hvt,tD;vgttA,B,.2,ytyythghgvthvvvvvvg解析 平抛运动可分解为水平向右的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 所以由以上两式解得小球在空中运动的时间选项 正确即小球在空中运动的时间选项 正确由得故选项 正确错误答案答案:B第44页 第44页 共 56 页 2.如图所示如图所示,在某次反恐演习中恐怖分子驾机在离地在某次反恐演习中恐怖分子驾机在离地H高处发高处发射一枚炸弹射一枚炸弹,炸弹以水平速度炸弹以水平速度v1飞出欲轰炸地面目标飞出欲轰炸地面目标P,反应反应灵敏的地面拦截系统同时以速度灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炸弹

21、进行竖直向上发射炸弹进行拦截拦截.设飞机发射炸弹时与拦截系统的水平距离为设飞机发射炸弹时与拦截系统的水平距离为s,若拦截若拦截成功成功,不计空气阻力不计空气阻力,则则v1 v2的关系应满足的关系应满足( )第45页 第45页 共 56 页 11211222.A.vv.B.vsvHHHC vvDvvss第46页 第46页 共 56 页 222211122:H,gtv tgtv t,t,v,1122.stvsHHvvsvH解析 当地面发射的拦截炮弹击中飞机上发射的炸弹时所用的时间在竖直方向上两个炮弹的位移之和为则所以即答案答案:B第47页 第47页 共 56 页 3.农民在精选谷种时农民在精选谷种

22、时,常用一种叫常用一种叫“风车风车”的农具进行分选的农具进行分选.在同一风力作用下在同一风力作用下,谷种和瘪谷谷种和瘪谷(空壳空壳)谷粒都从洞口水平飞谷粒都从洞口水平飞出出,结果谷种和瘪谷落地点不同结果谷种和瘪谷落地点不同,自然分开自然分开,如图所示如图所示.对这一对这一现象现象,下列分析正确的是下列分析正确的是( )第48页 第48页 共 56 页 A.N处是谷种处是谷种,M处是瘪谷处是瘪谷B.谷种质量大谷种质量大,惯性大惯性大,飞得远些飞得远些C.谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度小些谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度小些D.谷种和瘪谷在竖直方向做自由落体运动谷种和瘪谷在竖

23、直方向做自由落体运动解析解析:由于空气阻力的影响由于空气阻力的影响,谷种和瘪谷在竖直方向都不是自谷种和瘪谷在竖直方向都不是自由落体运动由落体运动,瘪谷落地所用时间较长瘪谷落地所用时间较长.瘪谷质量小瘪谷质量小,在同一风在同一风力作用下力作用下,从洞口水平飞出时的速度较大从洞口水平飞出时的速度较大,因而瘪谷飞得远因而瘪谷飞得远些些.正确选项为正确选项为C.答案答案:C第49页 第49页 共 56 页 4.如图所示如图所示,光滑斜面长为光滑斜面长为l1,宽为宽为l2,倾角为倾角为,一物体从斜面左一物体从斜面左上方上方P点水平射入点水平射入,从斜面右下方从斜面右下方Q点离开斜面点离开斜面,求入射初速

24、求入射初速度度.第50页 第50页 共 56 页 解析解析:物体的运动可分解为水平方向的速度为物体的运动可分解为水平方向的速度为v0的匀速直线运的匀速直线运动和沿斜面向下的初速度为零动和沿斜面向下的初速度为零 加速度加速度a=gsin的匀加速直的匀加速直线运动线运动.水平方向上有水平方向上有l2=v0t沿斜面向下的方向上有沿斜面向下的方向上有l1= at2210v2lgsinl求得212:lgsinl答案第51页 第51页 共 56 页 5.如图所示如图所示,排球场总长排球场总长18 m,设球网高度为设球网高度为2 m,运动员站在运动员站在离网离网3 m的线上的线上(图中虚线所示图中虚线所示)

25、正对网前跳起将球水平击正对网前跳起将球水平击出出.(球飞行中阻力不计球飞行中阻力不计,g取取10 m/s2)第52页 第52页 共 56 页 (1)设击球点在设击球点在3 m线正上方高度为线正上方高度为2.5 m,试问击球的速度在试问击球的速度在什么范围内才能使球既不触网也不出界什么范围内才能使球既不触网也不出界?(2)若击球点在若击球点在3 m线正上方的高度小于某个值线正上方的高度小于某个值,那么无论水平那么无论水平击球的速度多大击球的速度多大,球不是触网就是越界球不是触网就是越界,试求这个高度试求这个高度.第53页 第53页 共 56 页 21111122122222()13 10/ .1

26、021212 2/ .3 10/12 2: 1,s3 m,s.v,s12 m,/t.v,.hhstm sgthsgsm stm svm s解析如图 设球刚好触网而过 水平射程飞行时间下限速度设球恰好打在对方端线上 水平射程飞行时间上限速度要使球既不触网也不越界 则球初速度应满足第54页 第54页 共 56 页 112112122212H,vvvv ,;vv ,v,.vvHHm32()1223232.155,.1,sgtHhsgtHm设击球点高度为 时 临界状态为球恰能触网又压线 则有若则触网 若则无论 多大 球不是触网就最出界由及解得即无论水平击球的速度多大 球不是触网就是越界第55页 第55页 共 56 页 10/12 2/321: 1 2 H53m svm sm答案