广东物理一轮抛体运动的规律及应用实用教案

1、一、平抛运动一、平抛运动(yndng)的特点和性质的特点和性质1特点特点(1)运动运动(yndng)特点：初速度方向水平特点：初速度方向水平(2)受力特点：只受重力作用受力特点：只受重力作用2性质：平抛运动性质：平抛运动(yndng)是加速度恒为重力加速度的匀是加速度恒为重力加速度的匀变速曲变速曲线运动线运动(yndng)，轨迹为抛物线，轨迹为抛物线第1页/共66页第一页，共67页。二、平抛运动的研究方法和基本规律二、平抛运动的研究方法和基本规律1研究方法：用运动的合成研究方法：用运动的合成(hchng)与分解方法研究平抛运与分解方法研究平抛运动动水平方向：匀速直线运动水平方向：匀速直线运动竖

2、直方向：自由落体运动竖直方向：自由落体运动第2页/共66页第二页，共67页。2.运动规律运动规律(gul)(如下表所示如下表所示)v0tgt第3页/共66页第三页，共67页。特别提醒特别提醒(t xng)在平抛运动中，速度与水平方向的夹角与在平抛运动中，速度与水平方向的夹角与位移与水平方向的夹角永远不相等位移与水平方向的夹角永远不相等第4页/共66页第四页，共67页。三、斜抛运动三、斜抛运动(yndng)1概念：以一定的初速度将物体沿与水平方向概念：以一定的初速度将物体沿与水平方向斜向抛出，物体仅在斜向抛出，物体仅在 所做的曲线运动所做的曲线运动(yndng)2性质：斜抛运动是加速度恒为性质：

3、斜抛运动是加速度恒为 的匀变速的匀变速(bin s)曲线曲线运动，轨迹是运动，轨迹是 成一定(ydng)角度重力作用下重力加速度g抛物线第5页/共66页第五页，共67页。3基本规律基本规律(以斜向上抛为例说明，如图以斜向上抛为例说明，如图421所示所示)(1)水平方向：水平方向：v0 x ，F合合x0.(2)竖直方向：竖直方向：v0y ，F合合ymg.因此因此(ync)斜抛运动可以看做是水平方斜抛运动可以看做是水平方向的向的 和竖直方向的和竖直方向的竖直上抛运动的合运动竖直上抛运动的合运动v0cosv0sin匀速直线运动(yndng)第6页/共66页第六页，共67页。1.关于平抛运动关于平抛运

4、动(yndng)，下列说法中不正确的是，下列说法中不正确的是 ()A平抛运动平抛运动(yndng)是匀变速运动是匀变速运动(yndng)B平抛运动平抛运动(yndng)是变加速运动是变加速运动(yndng)C任意两段时间内加速度相同任意两段时间内加速度相同D任意两段相等时间内速度变化相同任意两段相等时间内速度变化相同.第7页/共66页第七页，共67页。解析：由于做平抛运动的物体只受重力作用，所以，平抛运解析：由于做平抛运动的物体只受重力作用，所以，平抛运动为匀变速运动，动为匀变速运动，A、C正确，正确，B错误；因为错误；因为vgt，平抛，平抛运动在任意相等时间运动在任意相等时间(shjin)内

5、速度变化量大小相等，方向内速度变化量大小相等，方向相同，相同，D正确故本题应选正确故本题应选B.答案答案(d n)：B第8页/共66页第八页，共67页。2如图如图422所示，火车车厢在水平轨道上以速度所示，火车车厢在水平轨道上以速度v向西做匀速直线运动，车上有人以相对车厢为向西做匀速直线运动，车上有人以相对车厢为u的速度向东水的速度向东水平抛出一小球，已知平抛出一小球，已知vu，站在地面上的人看到小球的运动轨，站在地面上的人看到小球的运动轨迹迹(guj)应是应是(图中箭头表示列车运动的方向图中箭头表示列车运动的方向) ()第9页/共66页第九页，共67页。图图422第10页/共66页第十页，共

6、67页。解析：本题应以地面为参考系，火车车厢速度水平向西为正，解析：本题应以地面为参考系，火车车厢速度水平向西为正，以人相对车厢向东抛出的方向以人相对车厢向东抛出的方向(fngxing)为负，由于为负，由于vu，故抛出后小球对地的速度为故抛出后小球对地的速度为vu，方向，方向(fngxing)是向西是向西的站在地面上看到的小球运动轨迹应是的站在地面上看到的小球运动轨迹应是D图所表示的图所表示的答案答案(d n)：D第11页/共66页第十一页，共67页。3滑雪运动员以滑雪运动员以20 m/s的速度从一平台水平飞出，落地的速度从一平台水平飞出，落地点与飞出点的高度点与飞出点的高度(god)差差3.

7、2 m，不计空气阻力，不计空气阻力，g取取10 m/s2，运动员飞过的水平距离为，运动员飞过的水平距离为x，所用时间为，所用时间为t，则下列，则下列结果正确的是结果正确的是 ()A. x16 m，t0.50 sB. x16 m，t0.80 sC. x20 m，t0.50 s D. x20 m，t0.80 s第12页/共66页第十二页，共67页。答案(d n)：B第13页/共66页第十三页，共67页。4一个人水平抛出一小球一个人水平抛出一小球(xio qi)，球离手时的初速度为，球离手时的初速度为v0，落，落地时的速度为地时的速度为vt，空气阻力忽略不计，下图，空气阻力忽略不计，下图423中中正

8、确表示了速度矢量变化过程的图象是正确表示了速度矢量变化过程的图象是 () 图图423第14页/共66页第十四页，共67页。解析：由于做平抛运动解析：由于做平抛运动(yndng)的小球只受重力作用，其的小球只受重力作用，其加速度恒为加速度恒为g，则由，则由vgt，在任意相等时间内，在任意相等时间内，v均大均大小相等，方向均竖直向下，故选项小相等，方向均竖直向下，故选项B正确正确答案答案(d n)：B第15页/共66页第十五页，共67页。5质点从同一高度水平抛出，不计空气阻力，下列说法质点从同一高度水平抛出，不计空气阻力，下列说法正确的是正确的是 ()A质量越大，水平位移质量越大，水平位移(wiy

9、)越大越大B初速度越大，落地时竖直方向速度越大初速度越大，落地时竖直方向速度越大C初速度越大，空中运动时间越长初速度越大，空中运动时间越长D初速度越大，落地速度越大初速度越大，落地速度越大第16页/共66页第十六页，共67页。答案(d n)：D第17页/共66页第十七页，共67页。第18页/共66页第十八页，共67页。典例启迪典例启迪例例1如图如图424所示，一小球所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为平台的一倾角为53的光滑的光滑(gung hu)斜面斜面顶端，并刚好沿光滑顶端，并刚好沿光滑(gung hu)斜面下滑，已斜面下滑，已知斜面顶端与

10、平台的高度差知斜面顶端与平台的高度差h0.8 图图424 m，重力加速度，重力加速度g10 m/s2，sin530.8，cos530.6，求：，求：第19页/共66页第十九页，共67页。(1)小球水平抛出的初速度小球水平抛出的初速度v0是多少？是多少？(2)斜面顶端与平台斜面顶端与平台(pngti)边缘的水平距离边缘的水平距离x是多少？是多少？(3)若斜面顶端高若斜面顶端高H20.8 m，则小球离开平台，则小球离开平台(pngti)后经多后经多长时间长时间t到达斜面底端？到达斜面底端？第20页/共66页第二十页，共67页。思路点拨思路点拨解答解答(jid)本题时应注意以下三个方面：本题时应注意

11、以下三个方面：(1)小球到达斜面前做平抛运动；小球到达斜面前做平抛运动；(2)小球到斜面顶端的合速度沿斜面向下；小球到斜面顶端的合速度沿斜面向下；(3)小球沿斜面做匀加速直线运动小球沿斜面做匀加速直线运动第21页/共66页第二十一页，共67页。解析解析(1)由题意可知：小球落到斜面由题意可知：小球落到斜面(ximin)上并沿斜面上并沿斜面(ximin)下滑，说明此时小球速度方向与斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面(ximin)平平行，否则小球会弹起，如图所示，行，否则小球会弹起，如图所示，vyv0tan53，vy22gh代入数据代入数据(shj)，得，得vy4 m/s，v03 m/s.第22

12、页/共66页第二十二页，共67页。答案答案(d n)(1)3 m/s(2)1.2 m(3)2.4 s第23页/共66页第二十三页，共67页。归纳领悟归纳领悟 (1)解答平抛运动问题时，一般的方法是将平抛运动沿解答平抛运动问题时，一般的方法是将平抛运动沿水平和竖直两个方向分解，这样分解的优点水平和竖直两个方向分解，这样分解的优点(yudin)是不用分解初速度，也不用分解加速度有些情况下，是不用分解初速度，也不用分解加速度有些情况下，如果沿另外两个互相垂直的方向分解平抛运动会使问题如果沿另外两个互相垂直的方向分解平抛运动会使问题更易于分析更易于分析(2)分析平抛运动时，要充分利用平抛运动中的两个矢

13、分析平抛运动时，要充分利用平抛运动中的两个矢量量三角形找各量的关系三角形找各量的关系第24页/共66页第二十四页，共67页。题组突破题组突破(tp)1如图如图425所示，甲、乙、丙三所示，甲、乙、丙三小球分别位于如图所示的竖直平小球分别位于如图所示的竖直平面内，甲、乙在同一条竖直线上，面内，甲、乙在同一条竖直线上，甲、丙在同一条水平线上，甲、丙在同一条水平线上，P点在点在 图图425丙球正下方某时刻，甲、乙、丙同时开始运动，甲以水平丙球正下方某时刻，甲、乙、丙同时开始运动，甲以水平速度速度v0平抛，乙以水平速度平抛，乙以水平速度v0沿水平面向右做匀速直线运动，沿水平面向右做匀速直线运动，丙做自

14、由落体运动，则下列说法错误的是丙做自由落体运动，则下列说法错误的是 ()第25页/共66页第二十五页，共67页。A无论初速度无论初速度v0大小如何，甲、乙、丙三球一定会同时大小如何，甲、乙、丙三球一定会同时(tngsh)在在P点相遇点相遇B若甲、乙、丙三球同时若甲、乙、丙三球同时(tngsh)相遇，则一定发生在相遇，则一定发生在P点点C若甲、丙两球在空中相遇，此时乙球一定在若甲、丙两球在空中相遇，此时乙球一定在P点点D若甲、乙两球在水平面上相遇，此时丙球一定在若甲、乙两球在水平面上相遇，此时丙球一定在P点点第26页/共66页第二十六页，共67页。解析：甲在水平方向上做速度为解析：甲在水平方向上

15、做速度为v0的匀速运动，在竖直的匀速运动，在竖直方向上做自由落体运动，因此方向上做自由落体运动，因此(ync)，甲与乙总是在同，甲与乙总是在同一竖直线上，甲与丙总是在同一水平线上，选项一竖直线上，甲与丙总是在同一水平线上，选项A错错误误答案答案(d n)：A第27页/共66页第二十七页，共67页。第28页/共66页第二十八页，共67页。答案答案(d n)：D第29页/共66页第二十九页，共67页。3如图如图426所示，以所示，以10 m/s的水平初速度的水平初速度v0抛出的物抛出的物体，飞行体，飞行(fixng)一段时间后，垂直撞在倾角为一段时间后，垂直撞在倾角为30的的斜面上，可知物体完成这

16、段飞行斜面上，可知物体完成这段飞行(fixng)的时间是的时间是 () 图图426第30页/共66页第三十页，共67页。答案答案(d n)：C第31页/共66页第三十一页，共67页。典例启迪典例启迪例例2抛体运动在各类体育运动项目中很常见，如乒乓球运抛体运动在各类体育运动项目中很常见，如乒乓球运动现讨论乒乓球发球问题动现讨论乒乓球发球问题(wnt)，设球台长，设球台长2L、网高、网高h，乒乓，乒乓球反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，球反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力(设重力加速度为设重力加速度

17、为g)第32页/共66页第三十二页，共67页。(1)若球在球台边缘若球在球台边缘O点正上方高度为点正上方高度为h1处以速度处以速度v1水平水平(shupng)发出，落在球台的发出，落在球台的P1点点(如图如图427实线所示实线所示)，求，求P1点距点距O点的点的距离距离x1； 图图427第33页/共66页第三十三页，共67页。(2)若球在若球在O点正上方以速度点正上方以速度v2水平发出水平发出(fch)，恰好在最，恰好在最高点时越过球网落在球台的高点时越过球网落在球台的P2点点(如图如图428虚线所示虚线所示)，求求v2的大小；的大小； 图图428第34页/共66页第三十四页，共67页。(3)

18、若球在若球在O点正上方水平发出后，球经反弹恰好点正上方水平发出后，球经反弹恰好(qiho)越过球网且刚好落在对方球台边缘越过球网且刚好落在对方球台边缘P3处，求发球点距处，求发球点距O点的高度点的高度h3.第35页/共66页第三十五页，共67页。思路思路(sl)点拨点拨小球平抛运动的轨迹，与反弹后飞小球平抛运动的轨迹，与反弹后飞行到最高点的轨迹是对称的，画出轨迹图，找出水平行到最高点的轨迹是对称的，画出轨迹图，找出水平位移与位移与L的关系的关系第36页/共66页第三十六页，共67页。第37页/共66页第三十七页，共67页。(3)如图所示，发球高度为如图所示，发球高度为h3，飞行时间为，飞行时间

19、为t3，同理根，同理根据据(gnj)平抛运动得，平抛运动得，第38页/共66页第三十八页，共67页。第39页/共66页第三十九页，共67页。 归纳领悟归纳领悟 求解平抛运动中的临界问题的关键有三点：其一是求解平抛运动中的临界问题的关键有三点：其一是确定运动性质确定运动性质平抛运动；其二是确定临界状态平抛运动；其二是确定临界状态恰不触网或恰不出界恰不触网或恰不出界(ch ji)(ch ji)；其三是确定临界轨迹，；其三是确定临界轨迹，并画出轨迹示意图并画出轨迹示意图第40页/共66页第四十页，共67页。题组突破题组突破4如图如图429所示，在一次空所示，在一次空地演习中，离地地演习中，离地H高处

20、的飞机高处的飞机以水平速度以水平速度v1发射发射(fsh)一颗炮弹欲一颗炮弹欲轰炸地面目标轰炸地面目标P，设地面同时，设地面同时以速度以速度v2竖直向上发射竖直向上发射(fsh)炮弹拦炮弹拦 图图429截，拦截系统与飞机的水平距截，拦截系统与飞机的水平距离为离为s，若拦截成功，不计空气阻力，则，若拦截成功，不计空气阻力，则v1、v2的关系应满的关系应满足足 ()第41页/共66页第四十一页，共67页。第42页/共66页第四十二页，共67页。答案答案(d n)：D第43页/共66页第四十三页，共67页。5如图如图4210所示，小朋友在玩所示，小朋友在玩一种运动中投掷的游戏，目的是一种运动中投掷的

21、游戏，目的是在运动中将手中的球投进离地面在运动中将手中的球投进离地面高高H3 m的吊环他在车上和车的吊环他在车上和车一起以一起以v车车2 m/s的速度向吊环运的速度向吊环运 图图4210动，小朋友抛球时手离地面动，小朋友抛球时手离地面h1.2 m，当他在离吊环的水平距，当他在离吊环的水平距离为离为x2 m时将球相对于自己竖直上抛，球刚好进入吊环，他时将球相对于自己竖直上抛，球刚好进入吊环，他将球竖直向上将球竖直向上(xingshng)抛出的速度抛出的速度v0是是(g取取10 m/s2) ()A1.8 m/sB3.2 m/sC6.8 m/s D3.6 m/s第44页/共66页第四十四页，共67页

22、。答案答案(d n)：C第45页/共66页第四十五页，共67页。6排球排球(piqi)场总长场总长18 m，网高，网高2.25 m，如图如图4211所示，设对方飞所示，设对方飞来一球，刚好在来一球，刚好在3 m线正上方线正上方 图图4211被我方运动员后排强攻击回假设排球被我方运动员后排强攻击回假设排球(piqi)被击回的初速被击回的初速度方向是水平的，那么可以认为排球度方向是水平的，那么可以认为排球(piqi)被击回时做平抛被击回时做平抛运动，运动，g取取10 m/s2.击球的高度击球的高度h2.5 m，球击回的水平速度与，球击回的水平速度与底线垂直，球既不能触网又不能出底线，则球被击回的水

23、平速底线垂直，球既不能触网又不能出底线，则球被击回的水平速度在什么范围内？度在什么范围内？第46页/共66页第四十六页，共67页。第47页/共66页第四十七页，共67页。典例启迪典例启迪例例3(2011合肥模拟合肥模拟)如图如图4212所示，一个质量所示，一个质量为为1 kg的物体静止在粗糙的物体静止在粗糙(cco)的水平面上，的水平面上，物体与地面之间的动摩擦因数物体与地面之间的动摩擦因数0.4. 图图4212现对物体施加一水平向右的恒力现对物体施加一水平向右的恒力F12 N，经过，经过t11 s后，后，迅速将该力的方向改为竖直向上，大小不变，则再经迅速将该力的方向改为竖直向上，大小不变，则

24、再经t22 s，物体相对于地面的高度及物体的速度的大小和方向各为多少？物体相对于地面的高度及物体的速度的大小和方向各为多少？第48页/共66页第四十八页，共67页。思路点拨思路点拨解答本题时应注意以下两个方面：解答本题时应注意以下两个方面：(1)物体物体(wt)在前在前1 s内做匀加速直线运动；内做匀加速直线运动；(2)物体物体(wt)在在1 s后离开地面做类平抛运动后离开地面做类平抛运动第49页/共66页第四十九页，共67页。解析解析(ji x)在改变恒力在改变恒力F方向之前，物体做匀加速直线运方向之前，物体做匀加速直线运动，设加速度为动，设加速度为a1，经，经t11 s后的速度为后的速度为

25、v1，分析物体受力，分析物体受力如图甲所示，由牛顿第二定律得如图甲所示，由牛顿第二定律得FFfma1，且，且Ffmg，解得解得a18 m/s2第50页/共66页第五十页，共67页。第51页/共66页第五十一页，共67页。第52页/共66页第五十二页，共67页。 归纳领悟归纳领悟 类平抛运动类平抛运动(yndng)(yndng)的求解方法的求解方法(1)(1)常规分解法：将类平抛运动常规分解法：将类平抛运动(yndng)(yndng)分解为沿初速度方向分解为沿初速度方向的匀的匀速直线运动速直线运动(yndng)(yndng)和垂直于初速度方向和垂直于初速度方向( (即沿合力的方向即沿合力的方向)

26、 )的的匀加速直线运动匀加速直线运动(yndng)(yndng)，两分运动，两分运动(yndng)(yndng)彼此独立，互彼此独立，互不影响，且与合运动不影响，且与合运动(yndng)(yndng)具有等时性具有等时性(2)(2)特殊分解法：对于有些问题，可以过抛出点建立适当特殊分解法：对于有些问题，可以过抛出点建立适当的直角坐标系，将加速度分解为的直角坐标系，将加速度分解为axax、ayay，初速度，初速度v0v0分解为分解为vxvx、vyvy，然后分别在，然后分别在x x、y y方向列方程求解方向列方程求解第53页/共66页第五十三页，共67页。题组突破题组突破7如图如图4213所示，两

27、个倾角所示，两个倾角分别为分别为30、45的光滑斜面的光滑斜面放在同一水平面上，两斜面间放在同一水平面上，两斜面间距大于小球直径，斜面高度相距大于小球直径，斜面高度相 图图4213等有三个完全相同的小球等有三个完全相同的小球a、b、c，开始均静止于同一，开始均静止于同一高度处，其中高度处，其中b小球在两斜面之间，小球在两斜面之间，a、c两小球在斜面顶两小球在斜面顶端若同时释放，小球端若同时释放，小球a、b、c到达到达(dod)该水平面的该水平面的时间分别为时间分别为t1、t2、t3.若同时沿水平方向抛出，若同时沿水平方向抛出，第54页/共66页第五十四页，共67页。初速度方向如图初速度方向如图

28、7所示，小球所示，小球a、b、c到达到达(dod)该水该水平面的时间分别为平面的时间分别为t1、t2、t3.下列关于时间的关系错下列关于时间的关系错误的是误的是 ()At1t3t2Bt1t1、t2t2、t3t3C. t1t3t2 Dt1t1、t2t2、t3t3第55页/共66页第五十五页，共67页。第56页/共66页第五十六页，共67页。当平抛三小球时：小球当平抛三小球时：小球b做平抛运动，竖直方向运动情做平抛运动，竖直方向运动情况同第一种情况；小球况同第一种情况；小球a、c在斜面在斜面(ximin)内做类平抛内做类平抛运动，沿斜面运动，沿斜面(ximin)向下方向的运动同第一种情况，向下方向的运动同第一种情况，所以所以t1t1、