2019-2020学年高中物理 第5章 曲线运动 2 平抛运动课件 新人教版必修2

2平抛运动同学们，上一节我们学习了曲线运动，首先请大家回顾一下有关知识，然后回答下面的几个问题：1．(2018兰州名校月考)曲线运动中：①物体的位移大小与路程一般是不相等的②物体的速度方向跟轨迹的切线方向一致③物体的加速度方向跟速度方向在一直线上④物体所受的合外力方向跟速度方向不一致以上说法正确的是()A．①②④B．③④C．①③D．②③【答案】A【解析】曲线运动的轨迹是曲线，故曲线运动的路程肯定大于位移大小，故①正确．曲线运动的速度方向时刻改变，轨迹上某一点的速度方向为该点的切线方向，故②正确．物体做曲线运动的条件是物体所受的合外力的方向即加速度的方向与速度方向不在同一直线上，故③错误，④正确．故A正确，B、C、D错误．2．竖直放置两端封闭的玻璃管内注满清水和一个用红蜡做成的圆柱体，玻璃管倒置时圆柱体能匀速运动．现将玻璃管倒置，在圆柱体匀速上升的同时让玻璃管匀速向右运动．已知圆柱体运动的速度是5cm/s，与水平方向夹角为30°，如图所示，则玻璃管水平运动的速度是()A．5cm/sB．4.33cm/sC．2.5cm/sD．无法确定【答案】B【解析】圆柱体参与了两个分运动：水平方向随玻璃管的匀速运动和竖直方向的匀速直线运动，则玻璃管水平运动的速度vx＝vcos30°＝5×32cm/s＝4.33cm/s．一、抛体运动1．抛体运动：以一定的______将物体抛出，如果物体只受______的作用，这种运动叫做抛体运动．2．平抛运动：以一定的__________将物体抛出，如果物体只受______的作用，这种运动叫做平抛运动．速度重力水平速度重力弹头飞行时其重心所经过的路线谓之“弹道曲线”．由于重力作用和空气阻力的影响，使弹道形成不均等的弧形．弹头在空中的运动是抛体运动吗？【答案】不是．弹头在空中运动时受到重力和空气阻力的作用，故弹头的运动不是抛体运动．二、平抛运动的规律1．平抛运动的速度(1)水平方向：__________；竖直方向：__________．(2)速度大小：___________；速度方向：____________．2．平抛运动的位移(1)水平方向：__________；竖直方向：____________．(2)位移大小：___________；位移方向：____________．(3)运动轨迹：________________________．vx＝v0vy＝gtv＝v2x＋v2ytanθ＝vyvxs＝x2＋y2tanα＝yxy＝g2v20x2x＝v0ty＝12gt2三、斜抛运动1．定义：初速度沿__________或___________方向的抛体运动．2．速度：vx＝__________，vy＝__________．3．斜抛运动的处理方法：斜抛运动可以看作水平方向的__________运动和竖直方向的______________或______________的合运动．斜抛运动是___________曲线运动．斜向上斜向下v0cosθv0sinθ匀速直线竖直上抛运动竖直下抛运动匀变速1．平抛运动的条件(1)只受重力；(2)初速度沿水平方向．2．平抛运动的性质平抛运动是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动．对平抛运动的理解3．平抛运动的规律比较速度位移水平分运动水平速度vx＝v0水平位移x＝v0t竖直分运动竖直速度vy＝gt竖直位移y＝12gt2合运动大小：v＝v20＋gt2方向：与水平方向夹角为θ，tanθ＝vyvx＝gtv0大小：s＝x2＋y2方向：与水平方向夹角为α，tanα＝yx＝gt2v0图示4．平抛运动的研究方法平抛运动可分解为两个分运动：水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动．应用时主要有两种方法．(1)分解速度法若已知末速度的方向，则将末速度分解为水平方向的速度和竖直方向的速度，结合几何关系求解．(2)分解位移法若已知初末位置，即已知位移，则将位移分解为水平方向的位移和竖直方向的位移，结合几何关系求解．例1跳台滑雪是勇敢者的运动，场地是利用山势特点建造的特殊跳台．一运动员穿着专用滑雪板，不带雪杖，在助滑路上获得高速后从A点水平飞出，在空中飞行一段距离后在山坡上B点着陆，如图所示．已知可视为质点的运动员水平飞出的速度v0＝20m/s，山坡看成倾角为37°的斜面，不考虑空气阻力，则运动员(g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)()A．在空中飞行的时间为3sB．落到斜面上时的位移为60mC．在空中飞行的平均速度为20m/sD．落到斜面上时的速度大小为50m/s解析：设A到B的竖直高度为h，有h＝12gt2，A到B的水平距离为x，有x＝v0t，由几何关系得tanθ＝hx，联立三式，解得t＝3s，A正确；落到斜面上时的位移为从A到B，在水平方向有x＝v0t＝60m，故xAB＝xcosθ＝75m，B错误；过程中的平均速度为v＝xABt＝25m/s，C错误；落到斜面上时的速度大小为v＝v20＋gt2＝202＋302m/s＝1013m/s，D错误．答案：A1．“套圈圈”是老少皆宜的游戏，如图，大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以水平速度v1、v2抛出铁丝圈，都能套中地面上同一目标．设铁丝圈在空中运动时间分别为t1、t2，则()A．t1＝t2，v1＞v2B．t1＞t2，v1＞v2C．t1＞t2，v1＝v2D．t1＞t2，v1＜v2【答案】D【解析】根据平抛运动的规律知h＝12gt2，运动的时间由下落的高度决定，故t1t2；由图知，两圈水平位移相同，再根据x＝vt，可得v1＜v2，故A、B、C错误，D正确．1．平抛运动的时间平抛运动的物体运动时间只与物体下落的高度有关．2．平抛运动的水平位移平抛运动的物体的水平位移由物体下落的高度和水平初速度共同决定．3．物体落地的速度物体落地速度与初速度和物体下落的高度有关．平抛运动的推论4．速度的变化量在平抛运动中，任意一段时间内速度的变化量Δv＝gΔt，方向恒为竖直向下(与g同向)．任意相同时间内的Δv都相同(包括大小、方向)，如图所示．5．做平抛运动的物体在任一时刻任一位置处，设其速度方向与水平方向的夹角为θ，位移与水平方向的夹角为α，则tanα＝tanθ2．6．做平抛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．如图所示，AB＝12OB，即A为OB的中点．例2一物体做平抛运动，下列说法错误的是()A．任意相等时间，速度的变化量相同B．任意相等时间，竖直位移相等C．任意相等时间，水平位移相等D．任一时刻，速度反向延长线交于其水平位移中点解析：做平抛运动的物体的加速度恒为g，故根据Δv＝gt可得任意相等时间，速度的变化量相同，A正确；因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，即匀加速直线运动，任意相等时间，竖直位移不相等，B错误；在水平方向上做匀速直线运动，所以在任意相等时间内的水平位移相等，C正确；在竖直方向上有y＝12at2，vy＝gt，偏转角为θ，在水平方向上有x＝v0t，则tanθ＝vyv0＝gtv0，水平位移与竖直位移夹角的正切值为tanα＝yx＝12gt2v0t＝gt2v0，即tanθ＝2tanα，根据几何知识可得速度反向延长线交于其水平位移中点，D正确．答案：B2．(2018新课标Ⅲ卷)在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以v和v2的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上．甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的()A．2倍B．4倍C．6倍D．8倍【答案】A【解析】设斜面倾角为α，小球落在斜面上速度方向偏向角为θ，根据平抛运动的推论可得tanθ＝2tanα，所以甲、乙两个小球落在斜面上时速度偏向角相等，故对甲有v甲末＝vcosθ，对乙有v乙末＝v2cosθ，所以v甲末v乙末＝21.故A正确，B、C、D错误．