人教版高中物理必修二平抛运动精品课件

第五章曲线运动第五章第二节平抛运动课堂情景切入方法警示探究知识自主梳理重点难点突破易错案例剖析课后强化作业考点题型设计学习目标定位*知道平抛运动的概念及受力特点**掌握平抛运动的规律*会用平抛运动的知识处理实际问题课堂情景切入解放军空军在军事演习中，常需进行投弹演练，如图，飞机沿水平方向飞行时，要使投下的“炸弹”准确地命中地面的目标，飞行员应在何时投弹？有的同学说：当飞机飞到目标的正上方时投弹，才能命中目标。有的同学说：当飞机在离目标一定水平距离时投弹，才能命中目标。哪位同学说的对呢？学习了本节内容你就会知道答案了。知识自主梳理知识点1抛体运动1.定义：以一定的速度将物体抛出，在空气阻力_____的情况下，物体只受________的作用，它的运动叫做抛体运动。2．受力特征：做抛体运动的物体在运动过程中只受_____作用。3．运动特征：做抛体运动的物体加速度始终为__________，所以抛体运动为匀变速曲线运动。可以忽略重力重力重力加速度g知识点2平抛运动1.定义：如果抛体运动的初速度是沿________方向的，这个运动叫做平抛运动。2．性质：(1)物体做平抛运动时，由于只受____作用，所以物体的加速度是____________，而物体的初速度v0沿水平方向，故平抛运动是____________运动。轨迹是抛物线。(2)平抛运动可分解为水平方向的______________和竖直方向的________________，且两个分运动互不影响。水平重力重力加速度g匀变速曲线匀速直线运动自由落体运动知识点3平抛运动的速度1.水平方向不受力，为运动。vx＝v0。2．竖直方向只受重力，为运动。vy＝gt。3．合速度大小：v＝v2x＋v2y＝方向：tanθ＝vyvx＝θ是v与水平方向的夹角匀速直线gtv0v20＋gt2自由落体知识点4平抛运动的位移1.水平方向x＝。2．竖直方向y＝。3．合位移大小s＝。v0t12gt2x2＋y24．合位移方向tanα＝yx＝。5．轨迹平抛运动的轨迹是一条线。gt2v0抛物知识点5斜抛运动1.定义初速度沿_________或_________方向的抛体运动。2．斜抛运动的特点：水平方向速度________，竖直方向仅受_________，加速度为g。3．性质斜抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的_________或_________运动的合运动。斜向上斜向下重力竖直上抛不变竖直下抛重点难点突破一、对平抛运动的理解1．物体做平抛运动的条件(1)物体的初速度v0水平(2)只受重力作用2．平抛运动的性质：加速度为g的匀变速曲线运动。3．平抛运动的特点(1)理想化特点：物理上提出的平抛运动是一种理想化的模型，即把物体看成质点，抛出后只考虑重力作用，忽略空气阻力。(2)匀变速特点：平抛运动的加速度恒定，始终等于重力加速度，这是平抛运动的特点。4．速度的变化特点(1)任意时刻的速度水平分量均等于初速度v0。(2)任意相等时间间隔Δt内的速度变化量均竖直向下，且Δv＝Δvy＝gΔt。5．位移变化的特点(1)任意相等时间间隔内，水平位移不变，即Δx＝v0Δt。(2)连续相等的时间间隔Δt内，竖直方向上的位移差不变，即Δy＝gΔt2。(2012·青州质检)从2011年3月份开始，北约组织不断对利比亚政府控制地区进行空袭，造成不少平民伤亡。假设从飞机上投下的炸弹在着地前近似做平抛运动，则关于其运动参量随时间变化的描述，正确的有()答案：B二、平抛运动的规律平抛运动是曲线运动化曲为直运动分解水平方向的匀速直线运动竖直方向的自由落体运动1．分运动水平方向上：匀速直线运动，vx＝v0和x＝v0t；竖直方向上：自由落体运动，vy＝gt和y＝12gt2，v2y＝2gy。2．合运动(1)瞬时速度：是该时刻的水平分速度v0与竖直分速度vy的合成，如图所示，v＝v20＋v2y＝v20＋gt2v的方向为tanθ＝vyv0＝gtv0(2)位移：平抛运动的总位移s由时间t内的水平位移x及竖直位移y合成，即s＝x2＋y2，如图所示，位移的方向：tanα＝yx＝gt2v0＝12tanθ(3)平抛物体的运动轨迹由方程x＝v0t得t＝xv0，代入方程y＝12gt2，得到：y＝g2v20x2这就是平抛物体的轨迹方程，平抛物体的运动轨迹是一条抛物线。特别提醒：1研究平抛运动时要先分析物体在水平和竖直两个方向上的运动情况，根据运动的等时性和矢量关系列方程。2研究竖直方向的运动时，利用自由落体运动的一些推论会起到事半功倍的效果。如图所示，2012年4月中俄海上联合军事演习中，某轰炸机在一次执行作战任务时，在某一高度沿直线匀速飞行时，一共释放3颗炸弹，若相邻两颗炸弹释放的时间间隔相同，不计空气阻力，某一时刻，这3颗炸弹在空中分布的情形为下图中哪一幅图所示()答案：C解析：三颗炸弹被释放后均做平抛运动，由于飞机是水平匀速飞行，所以三颗炸弹平抛的初速度相等，三颗炸弹相对于飞机的水平速度为零，在竖直方向上，三颗炸弹相对于飞机的加速度都为重力加速度g，且每颗炸弹在被释放前，都随飞机一起运动，所以每次释放炸弹时，飞机都在已放炸弹的正上方，设想自己坐在飞机上，三颗炸弹间隔相等时间先后释放，则三颗炸弹相对于飞机做的是先后开始的自由落体运动，因此选飞机为参考系，三颗炸弹相对于飞机在空中做自由落体运动。且三颗炸弹释放的时间间隔相等，故某一时刻三颗炸弹在空中分布的情景应为C图所示，故选C。三、平抛运动的推论1．平抛运动的时间由y＝12gt2得t＝2yg，知做平抛运动的物体在空中运动的时间只与下落的高度有关，与初速度的大小无关。2．平抛运动的水平位移由x＝v0t＝v02yg知，做平抛运动的物体的水平位移由初速度v0和下落的高度y共同决定。3．落地速度：v＝v20＋v2y＝v20＋2gy即落地速度由初速度v0和下落的高度y共同决定。4．平抛运动的速度偏向角为θ，如图所示，则tanθ＝vyvx＝gtv0。平抛运动的位移偏向角为α，则tanα＝yx＝12gt2v0t＝gt2v0＝12tanθ可见位移偏向角与速度偏向角的正切值的比值为1∶2。5．如图所示，从O点抛出的物体经时间t到达P点，速度的反向延长线交OB于A点。则OB＝v0t，AB＝PBtanθ＝12gt2·vxvy＝12gt2·v0gt＝12v0t。可见AB＝12OB，所以A为OB的中点。(杭州市12～13学年高一下学期五校联考)如图所示，一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上。物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足()A．tanφ＝sinθB．tanφ＝cosθC．tanφ＝tanθD．tanφ＝2tanθ答案：D解析：根据平抛运动的推论可判D选项正确。考点题型设计题型1对平抛运动的理解关于平抛运动，下列说法中正确的是()A．平抛运动是匀变速运动B．做平抛运动的物体，在任何相等的时间内速度的变化量都是相等的C．可以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D．落地时间和落地时的速度只与抛出点的高度有关解析：做平抛运动的物体只受重力，加速度恒定，它是一个匀变速曲线运动，因此A正确。又由速度的变化量Δv与时间Δt的关系可得：Δv＝gΔt，即在任何相等的时间内速度的变化量相等，故B正确。平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动及竖直方向的自由落体运动，且落地时间t＝2hg，落地速度为v＝v2x＋v2y＝v20＋2gh，所以C对，D错，故应选A、B、C。答案：ABC点评：对平抛运动的特点和基本规律要有正确的把握。首先，平抛运动是匀变速曲线运动，加速度为g，竖直向下；其次，平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。(成都六校协作体11～12学年高一上学期期中)关于平抛物体的运动，以下说法正确的是()A．做平抛运动的物体，速度和加速度随时间的增加而增大B．平抛物体的运动是变加速曲线运动C．做平抛运动的物体仅受到重力的作用，所以相同时间内速度变化量必相同D．做平抛运动的物体某时刻的速度方向可能竖直向下答案：C平抛运动规律的应用(襄州一中、曾都一中、宜城一中、枣阳一中12～13学年高一期中联考)如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为α＝53°的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h＝0.2m，重力加速度g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，求：题型2(1)小球水平抛出的初速度v0是多少？(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离x是多少？解析：(1)由题意可知，小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，否则小球会弹起，则vy＝v0tan53°v2y＝2gh代入数据，得vy＝2m/s，v0＝1.5m/s(2)由vy＝gt1得t1＝0.2sx＝v0t1＝1.5×0.2m＝0.3m答案：(1)1.5m/s(2)0.3m人在距地面高h、离靶面距离L处，将质量为m的飞镖以速度v0水平投出，落在靶心正下方，如图所示。只改变m、h、L、v0四个量中的一个，可使飞镖投中靶心的是()A．适当减小v0B．适当提高hC．适当减小mD．适当减小L答案：BD解析：适当提高h，可使飞镖投中靶心，选项B正确；由Δh＝12gt2，L＝v0t，联立得Δh＝gL22v20(与飞镖的质量无关)，适当增大v0，或适当减小L，使飞镖在竖直方向下落的距离减小，也可以使飞镖投中靶心，选项A、C错而D对。平抛运动中的临界问题如图所示，排球场总长为18m，设网的高度为2m，运动员站在离网3m远的线上正对球网竖直跳起把球水平击出(g取10m/s2)：题型3(1)设击球点的高度为2.5m，问球被水平击出时的速度在什么范围内才能使球既不触网也不出界？(2)若击球点的高度等于某个值，那么无论球被水平击出时的速度多大，球不是触网就是出界，试求出此高度。解析：(1)如图所示排球恰不触网时其运动轨迹为Ⅰ.排球恰不出界时其运动轨迹为Ⅱ，根据平抛运动的规律：s＝v0t和h＝12gt2，可得当排球恰不触网时有：s1＝3m＝v1t1，h1＝2.5m－2m＝0.5m＝12gt21可解得：v1＝310m/s≈9.5m/s当排球恰不出界时有s2＝3m＋9m＝v2t2，h＝2.5m＝12gt22可解得：v2＝122m/s≈17m/s所以既不触网也不出界的速度范围是9．5m/sv17m/s(2)如图所示为排球恰不触网也恰不出界的临界轨迹．设击球点高度为h′，根据平抛运动的规律有：s1＝3m＝vt′1，h′1＝h′－2m＝12gt′21s2＝3m＋9m＝vt′2h2＝h′＝12gt′22联立以上四式可得：h′≈2.13m.答案：(1)9.5m/sv17m/s(2)2.13m如图所示，滑板运动员从倾角为53°的斜坡顶端滑下，滑下的过程中他突然发现在斜面底端有一个高h＝1.4m、宽L＝1.2m的长方体障碍物，为了不触及这个障碍物，他必须在距水平地面高度H＝3.2m的A点沿水平方向跳起离开斜面。忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。(已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)，求：(1)若运动员不触及障碍物，他从A点起跳后落至水平面的过程所经历的时间；(2)运动员为了不触及障碍物，他从A点沿水平方向起跳的最小速度。答案：(1)0.8s(2)6.0m/s解析：(1)运动员从斜面上起跳后沿竖直方向做自由落体运动，根据自由落体公式H＝12gt2解得：t＝2Hg＝0.8s。(2)为了不触及障碍物，运动员以速度v沿水平方向起跳后竖直下落高度为H－h时，他沿水平方向运动的距离为Hcot53°＋L，设他在这段时间内运动的时间为t′，则：H－h＝12gt′2，Hcot53°＋L＝vt′，解得v＝6.0m/s。题型4开放·探究在发生的交通事故中，碰撞占了相当大的比例，事故发生时，车体上的部分物体(例如油漆碎片、车灯、玻璃等)会因碰撞而脱离车体，位于车辆上不同高度的两个物体散落在地面上的位置是不同的，如图，据此可以测定碰撞瞬间汽车的速