4第2课时-平抛运动市公开课一等奖省赛课微课金奖课件

第2课时平抛运动一、平抛运动(1)定义:水平方向抛出物体只在

作用下运动.(2)性质:平抛运动是加速度为g

曲线运动,其运动轨迹是

.(3)平抛运动条件:①v0≠0,沿

;②只受

作用.重力匀加速抛物线水平方向重力1/45二、平抛运动试验探究(1)如图1所表示,用小锤打击弹性金属片C,金属片

C把A球沿水平方向抛出,同时B球松开,自由下落,

A、B两球

开始运动.观察到两球

落地,屡次改变小球距地面高度和打击力度,重复试验,观察到两球

落地,这说明了小球A在竖直方向上运动为

运动.同时同时仍同时自由落体图12/45(2)如图2所表示,将两个质量相等小钢球从斜面同一高度处由静止同时释放,滑道2与光滑水平板吻接,则将观察到现象是A、B两个小球在水平面上

,改变释放点高度和上面滑道对地高度,重复试验,A、B两球仍会在水平面上

,这说明平抛运动在水平方向上分运动是

运动.相遇相遇匀速直线图23/45三、平抛运动研究方法运动合成与分解是研究曲线运动基本方法.依据运动合成与分解,能够把平抛运动分解为水平方向

运动和竖直方向

运动,然后研究两分运动规律,必要时能够再用合成方法进行合成.四、平抛运动规律以抛出点为坐标原点,水平初速度v0方向为x轴正方向,竖直向下方向为y轴正方向,建立如图3所示坐标系,则平抛运动规律以下表.匀速自由落体4/45图3水平方向vx=v0

x=竖直方向vy=

y=合运动v0tgt

5/45名师点拨1.应用平抛运动上述规律时,零时刻对应位置一定是抛出点.2.当平抛物体落在水平面上时,物体在空中运动时间由高度h决定,与初速度v0无关,而物体水平射程由高度h及初速度v0二者共同决定.五、斜抛运动能够看成是水平方向速度为v0cosθ

和竖直方向初速度为v0sinθ、加速度为g

,其中v0为抛出时速度,θ为v0与水平方向夹角.匀速直线运动竖直上抛运动6/45热点一平抛运动速度改变和两个主要推理1.平抛运动是匀变速曲线运动——a=g,故相等时间内速度改变量相等,且必沿竖直方向如图4所表示.任意两时刻速度与速度改变量Δv

组成三角形,Δv沿竖直方向.图47/45由平抛运动规律能够得到速度大小表示式显然平抛运动速度大小并不均匀改变,所以我们所说匀变速运动只是说速度是随时间均匀改变,而速度大小并不随时间均匀改变,其原因是速度为矢量.8/452.物体从抛出点O出发,经历时间为t,做平抛运动轨迹如图5所表示.图59/45热点二类平抛运动分析1.类平抛运动受力特点物体所受协力为恒力,且与初速度方向垂直.2.类平抛运动运动特点在初速度v0方向做匀速直线运动,在合外力方向做初速度为零匀加速直线运动,加速度3.类平抛运动求解方法(1)常规分解法:将类平抛运动分解为沿初速度方向匀速直线运动和垂直于初速度方向(即沿协力方向)匀加速直线运动,两分运动彼此独立,互不影响,且与合运动含有等时性.10/45(2)特殊分解法:对于有些问题,能够过抛出点建立适当直角坐标系,将加速度分解为ax、ay,初速度v0分解为vx、vy,然后分别在x、y方向列方程求解.尤其提醒1.类平抛运动是对平抛运动研究方法迁移,是高考命题热点问题.2.高考考查该类问题常综合机械能守恒、动能定理等知识,以电场或复合场为背景考查学生利用所学知识处理综合问题能力.11/45题型探究题型1平抛运动规律基本应用

一名侦察兵躲在战壕里观察敌机情况,有一架敌机正在沿水平直线向他飞来,当侦察兵观察敌机视线与水平线间夹角为30°时,发现敌机丢下一枚炸弹,他在战壕内一直注视着飞机和炸弹运动情况并计时,他看到炸弹飞过他头顶后落地马上爆炸,测得从敌机投弹到看到炸弹爆炸时间为10s,从看到炸弹爆炸烟尘到听到爆炸声音之间时间间隔为1.0s.若已知爆炸声音在空气中传输速度为340m/s,重力加速度g取10m/s2.求敌机丢下炸弹时水平飞行速度大小(忽略炸弹受到空气阻力).12/45解析

设炸弹飞过侦察兵后在水平方向上位移为x1,如右图所表示,因声音在空气中匀速传输得x1=v声t1,t1=1.0s设敌机丢下炸弹时水平飞行速度大小为v机,由炸弹平抛运动得:x=v机t,设炸弹飞过侦察兵前水平位移为x2由几何关系得x2=htan60°x=x1+x2联立以上各式得:v机=120.6m/s答案

120.6m/s13/45变式练习1如图6所表示,从地面上方D点沿相同方向水平抛出三个小球分别击中对面墙上A、B、C三点,图中O点与D点在同一水平线上,知O、A、B、C四点在同一竖直线上,且OA=AB=BC,三球水平速度之比vA∶vB∶vC为 ()A. B.C. D.图614/45解析

设D点到墙水平距离为x,则x=v0t,对落在A点小球,同理,对落在B、C两点小球有:答案

D15/45题型2平抛运动与斜面结合应用如图7所表示,在倾角θ=37°斜面底端正上方H处,平抛一个物体,该物体落到斜面上速度方向恰好与斜面垂直,求物体抛出时初速度.图716/45思绪导图17/45解析如右图所表示,设水平分位移为x,末速度竖直分速度为vy,由题意知vy、v夹角与斜面倾角θ相等,①由平抛运动规律得:vy=gt②x=v0t ③ ④答案18/45规律总结研究平抛运动基本思绪是:1.突出落点问题普通要建立水平位移和竖直位移之间关系.2.突出末速度大小和方向问题,普通要建立水平速度和竖直速度之间关系.3.要注意挖掘和利用好合运动、分运动及题设情景之间几何关系.19/45变式练习2如图8所表示,AB为斜面,倾角为30°,小球从A点以初速度v0水平抛出,恰好落到B点.求:(1)物体在空中飞行时间.(2)从抛出开始经多长时间小球与斜面间距离最大?最大距离为多少?图820/45(2)当小球速度方向与斜面平行时,小球与斜面间距离最大.由速度合成与分解得小球在空中运动时间此过程中小球水平位移小球竖直位移最大距离答案21/45题型3类平抛问题在光滑水平面内,一质量m=1kg质点以速度

v0=10m/s沿x轴正方向运动,经过原点后受一沿y轴正方向(竖直方向)恒力F=15N作用,直线OA与x轴成α=37°,如图9所表示曲线为质点轨迹图(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:(1)假如质点运动轨迹与直线OA相交于P点,质点从O点到P点所经历时间以及P点坐标.(2)质点经过P点速度大小.图922/45思绪点拨求解此题应把握以下三点:(1)判断出质点做类平抛运动,求得加速度.(2)写出水平位移x,竖直位移y表示式.(3)利用求解.解析

(1)质点在水平方向上无外力作用做匀速直线运动,竖直方向受恒力F和重力mg作用做匀加速直线运动.由牛顿第二定律得设质点从O点到P点经历时间为t,P点坐标为(xP,yP),则xP=v0t,23/45联立解得:t=3s,xP=30m,yP=22.5m(2)质点经过P点时沿y方向速度vy=at=15m/s故P点速度大小答案(1)3s(30m,22.5m)(2)规律总结类平抛运动问题求解思绪依据物体受力特点和运动特点判断该问题属于类平抛运动问题求出物体运动加速度依据详细问题选择用常规分解法还是特殊分解法求解24/45变式练习3

如图10所表示,光滑斜面长为a,宽为b,倾角为θ,一物块A沿斜面左上方顶点P水平射入,恰好从下方顶点Q离开斜面,求入射初速度.图1025/45在发生交通事故中,碰撞占了相当大百分比,事故发生时,车体上部分物体(比如油漆碎片、车灯、玻璃等)会因碰撞而脱离车体,位于车辆上不一样高度两个物体散落在地面上位置是不一样,如图11所表示,据此能够测定碰撞瞬间汽车速度,这对于事故责任认定含有主要作用,《中国汽车驾驶员》杂志第163期发表一篇文章中给出了一个计算碰撞瞬间车辆速度公式,在式中ΔL是事故现场散落在路面上两物体沿公路方向上水平距离,h1、题型4“平抛运动模型”应用26/45h2是散落物在车上时离地高度.只要用米尺测量出事故现场ΔL、h1、h2三个量,依据上述公式就能计算出碰撞瞬间车辆速度.(g取9.8m/s2)你认为上述公式正确吗?若正确,请说明正确理由;若不正确,请说明不正确原因.图1127/45解析据平抛运动知识散落物A落地时间①散落物B落地时间 ②散落物A水平位移 ③散落物B水平位移 ④据以上各式可得 ⑤故上述公式正确. ⑥答案看法析28/45

本题共16分.其中①②③④式各3分,⑤式2分,得出结论⑥2分.【名师导析】本题创新是在传统平抛问题基础上联络交通事故处理,从而构建了一个新情景,让学生依据实际问题构建出物理模型来进行解题.这类试题在近年高考中常有出现,以考查学生灵活应用知识来处理实际问题能力,使考题愈加贴近实际,更有生活气息.处理这类题目就要求同学们在平时深刻领会基础知识、基础方法等,这么在考场上才可以以不变应万变.【评分标准】29/45自我批阅(16分)如图12所表示,水平屋顶高H=5m,墙高h=3.2m,墙到房子距离L=3m,墙外马路宽x=10m,小球从房顶水平飞出,落在墙外马路上,求小球离开房顶时速度v0.(取g=10m/s2)图1230/45解析

设小球恰好越过墙边缘时水平初速度为v1,由平抛运动规律可知:①(3分)L=v1t1②(3分)由①②得又设小球恰落到路沿时初速度为v2由平抛运动规律得:(2分)③(2分)④(3分)31/45由③④得:所以球抛出时速度为5m/s≤v0≤13m/s答案

5m/s≤v0≤13m/s(2分)32/451.从一定高度以初速度v0水平抛出一个物体,物体落地时速度为v,则物体从抛出到落地所用时间为()A. B.C. D.

解析将v分解成水平分速度v0和竖直分速度vy,则由C素能提升33/452.在同一平台上O点抛出3个物体,做平抛运动轨迹如图13所表示,则3个物体做平抛运动初速度vA、vB、vc

关系及落地时间tA、tB、tC关系分别是()A.vA>vB>vC,tA>tB>tCB.vA=vB=vC,tA=tB=tCC.vA<vB<vC,tA>tB>tCD.vA<vB<vC,tA<tB<tC

解析

竖直方向上物体做自由落体运动由图可知hA>hB>hC,又,所以tA>tB>tC;水平方向上做匀速直线运动,由图可知xA<xB<xC所以vA<vB<vC,所以选项C正确.图13C34/453.如图14所表示,某一小球以v0=10m/s速度水平抛出,在落地之前经过空中A、B两点,在A点小球速度方向与水平方向夹角为45°,在B点小球速度方向与水平方向夹角为60°(空气阻力忽略不计,g取10m/s2).以下判断中正确是()A.小球经过A、B两点间时间t=(-1)sB.小球经过A、B两点间时间t=sC.A、B两点间高度差h=10mD.A、B两点间高度差h=15m图1435/45解析

vyA=v0·tan45°=10m/svyB=v0·tan60°=10m/s∴由v2=2gh可知∴h=hB-hA=10m,选项C对,D错.又由v=gt可知∴t=tB-tA=(-1)s,选项A对,B错.答案

AC36/454.如图15所表示,在一次空地演练中,离地H高处飞机以水平速度v1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标P,反应灵敏地面拦截系统同时以速度

v2竖直向上发射炮弹拦截.设拦截系统与飞机水平距离为x,若拦截成功,不计空气阻力,则v1、v2关系应满足()A.v1=v2B.C.D.

解析

由水平方向分运动,炮弹运动时间由竖直方向分运动,可见,图15D37/455.一个人水平抛出一小球,球离手时初速度为v0,落地时速度是vt,空气阻力忽略不计,以下哪个图象正确表示了速度矢量改变过程()

解析

平抛运动各时刻速度水平分量均相同,等于v0,又由Δv=g·Δt知,速度改变方向总是与重力加速度方向相同,即竖直向下,结合平行四边形定则知,B正确.B38/456.如图16所表示,跳台滑雪是一项勇敢者运动,它是在依靠山体建造跳台进行滑行.比赛时运动员要穿着专业用滑雪板,不带雪杖在水平助滑路A上取得初速度v0后高速水平飞出,在空中飞行一段距离后在B点着陆.假如在运动员飞行时,经过时间t后速度大小为vt,那么,经过时间2t(运动员仍在空中飞行)后速度大小为 ()A.v0+2gt B.vt+gt

C.D.图1639/45解析

运动员在空中做平抛运动,水平方向匀速,vx=v0,竖直方向做自由落体运动,vy=gt.故在t时刻速度从而求得D项正确.

答案D40/457.如图17所表示,水平地面上有P、Q两点,A点和B点分别在P点和Q点正上方,距离地面高度分别为h1和h