《高三物理拋體運(yùn)動(dòng)》ppt課件

1、 以拋出點(diǎn)為原點(diǎn)，取水平初速度以拋出點(diǎn)為原點(diǎn)，取水平初速度v0方向?yàn)榉较驗(yàn)閤軸正方向，豎直向下為軸正方向，豎直向下為y軸正方向，軸正方向，建立建立xOy坐標(biāo)系，在某一時(shí)刻坐標(biāo)系，在某一時(shí)刻t的位置坐標(biāo)的位置坐標(biāo)P(x,y)，位移，位移s，速度，速度v/t（如圖（如圖4-2-2所示）所示）的關(guān)系為：的關(guān)系為： 1.速度矢量三角形：由合速度速度矢量三角形：由合速度vt、分速度、分速度vx、vy構(gòu)成構(gòu)成 其中其中vx=v0,vy=gt 所以所以vt= tan=vy/vx=gt/v0。 2.位移矢量三角形：由合位移位移矢量三角形：由合位移s，分位移，分位移x、y構(gòu)成，其中構(gòu)成，其中x=v0t,y=1/

2、2gt2， 所以所以s= tan=y/x=gt/(2v0)。 3.速度的偏角速度的偏角與位移的偏角與位移的偏角的關(guān)系：的關(guān)系：tan=2tan 此結(jié)論也可表述為，平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任一位置的瞬時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線過此結(jié)論也可表述為，平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任一位置的瞬時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線過水平位移的中點(diǎn)。水平位移的中點(diǎn)。圖圖4-2-222220()xyvvvgt22222012xyv tgt要點(diǎn)一要點(diǎn)一 平拋運(yùn)動(dòng)中的兩個(gè)矢量三角形平拋運(yùn)動(dòng)中的兩個(gè)矢量三角形1體驗(yàn)應(yīng)用體驗(yàn)應(yīng)用試證明：做平拋（或類平拋）運(yùn)動(dòng)的物體任意時(shí)刻的瞬時(shí)試證明：做平拋（或類平拋）運(yùn)動(dòng)的物體任意時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線一定通過此時(shí)水平位移

3、的中點(diǎn)。速度的反向延長(zhǎng)線一定通過此時(shí)水平位移的中點(diǎn)。 【答案答案】如圖所示，物體到達(dá)如圖所示，物體到達(dá)A點(diǎn)的水平分速度為點(diǎn)的水平分速度為vx=v0，豎直方向的，豎直方向的分速度分速度vy=gt。方向。方向tan=vy/vx=gt/v0 而而tan=y/x=gt2/v0 所以所以tan=y/(x/2)得證。得證。 2 2.從速度變化量從速度變化量v=v2-v1(矢量減矢量減法法)同樣可以得出相同的結(jié)論。如圖同樣可以得出相同的結(jié)論。如圖4-2-3所示，設(shè)拋出所示，設(shè)拋出T，2T，3T后的速后的速度為度為v1、v2、v3，由于，由于v1、v2、v3水平水平方向分速度相等，故方向分速度相等，故v1-v

4、0=v2-v1=v3-v2，且方向都是豎，且方向都是豎直向下的。直向下的。圖圖4-2-3要點(diǎn)二要點(diǎn)二 平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng) 1.由加速度與速度變化量之間的關(guān)系來說明，即由加速度與速度變化量之間的關(guān)系來說明，即v=gt，由于，由于v的方向與重力加速度方向相同，且的方向與重力加速度方向相同，且重力加速度大小不變，故相同時(shí)間內(nèi)速度變化量相重力加速度大小不變，故相同時(shí)間內(nèi)速度變化量相同。同。3【例例1】利用單擺驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖利用單擺驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖4-2-4所示，在懸點(diǎn)所示，在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲正下方有水平放置的熾熱的電熱

5、絲 P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷；，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長(zhǎng)為為水平木板，已知懸線長(zhǎng)為L(zhǎng)，懸點(diǎn)到木板的距離，懸點(diǎn)到木板的距離OO=h(hL)。 (1)電熱絲電熱絲P必須放在懸點(diǎn)正下方的理由是：必須放在懸點(diǎn)正下方的理由是：_。 (2)將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點(diǎn)，點(diǎn)，OC=s，則小球，則小球 做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v0=_。 (3)在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時(shí)懸線與豎直方向的夾角在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時(shí)懸線與豎直方向的夾角，小，小 球落點(diǎn)與

6、球落點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離點(diǎn)的水平距離s將隨之改變，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，以將隨之改變，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，以s2為縱坐標(biāo)、為縱坐標(biāo)、cos 為橫坐標(biāo)，得到如圖為橫坐標(biāo)，得到如圖4-2-5所示圖象。則當(dāng)所示圖象。則當(dāng)=30時(shí)，時(shí)，s為為_ m；若懸線；若懸線 長(zhǎng)長(zhǎng)L=1.0 m，懸點(diǎn)到木板間的距離，懸點(diǎn)到木板間的距離OO為為 _m。熱點(diǎn)一熱點(diǎn)一 平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探究保證小球沿水平方向拋出保證小球沿水平方向拋出0.521.5圖圖4-2-4 2gshL 【解析解析】(1)電熱絲必須放在懸點(diǎn)正下方是為了使懸線豎直時(shí)被燒斷，電熱絲必須放在懸點(diǎn)正下方是為了使懸線豎直時(shí)被燒斷，以保證小球沿水平方向平拋出

7、去。以保證小球沿水平方向平拋出去。 (2)由平拋知識(shí)得由平拋知識(shí)得s=v0t h-L=1/2gt2 解得：解得： (3)由由s2-cos圖象可直接讀出，當(dāng)圖象可直接讀出，當(dāng)=30時(shí)即時(shí)即cos30= =0.866時(shí)，時(shí)，s20.27,故故s=0.52 m 對(duì)小球下擺的過程，應(yīng)用機(jī)械能守恒得對(duì)小球下擺的過程，應(yīng)用機(jī)械能守恒得 mgL(1-cos)=1/2mv20 由第由第(2)題知題知 由聯(lián)立得由聯(lián)立得s2與與cos的關(guān)系式為：的關(guān)系式為： s24L(h-L)-4L(h-L)cos 其斜率其斜率k=-4L(h-L) 由由s2-cos圖象得斜率圖象得斜率k=-2 所以當(dāng)所以當(dāng)L=1.0 m時(shí)，時(shí)，

8、h=1.5 m。圖圖4-2-502gvshL02gvshL324 1在做在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要的是外，下列器材中還需要的是_。A.游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺 B.秒表秒表 C.坐標(biāo)紙坐標(biāo)紙 D.天平天平 E.彈簧秤彈簧秤 F.重垂線重垂線實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是_。A.應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下B.斜槽軌道必須光滑斜槽軌道必須光滑C.斜槽軌道末端可以不水平斜槽軌道末端可以不水平D.需使描出的軌跡更好地反映真

9、實(shí)運(yùn)動(dòng)，記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些需使描出的軌跡更好地反映真實(shí)運(yùn)動(dòng)，記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些E.為了比較準(zhǔn)確地描出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡，應(yīng)該用一條曲線把所有的點(diǎn)連接起來為了比較準(zhǔn)確地描出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡，應(yīng)該用一條曲線把所有的點(diǎn)連接起來A DC F5【例例2】物體做平拋運(yùn)動(dòng)，在它落地前的物體做平拋運(yùn)動(dòng)，在它落地前的1 s內(nèi)它的速度與水平方向夾角由內(nèi)它的速度與水平方向夾角由30變變 成成60，g=10 m/s2。求：。求： (1)平拋運(yùn)動(dòng)的初速度平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0； (2)平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間； (3)平拋時(shí)的高度。平拋時(shí)的高度。 【名師支招名師支招】分析和研究平拋運(yùn)動(dòng)，重在對(duì)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，

10、豎分析和研究平拋運(yùn)動(dòng)，重在對(duì)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解和靈活交替運(yùn)用。還要充分利用平拋運(yùn)動(dòng)中直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解和靈活交替運(yùn)用。還要充分利用平拋運(yùn)動(dòng)中的兩個(gè)矢量三角形找各量的關(guān)系。的兩個(gè)矢量三角形找各量的關(guān)系。熱點(diǎn)二熱點(diǎn)二 平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用圖圖4-2-6 【解析解析】(1)假定軌跡上假定軌跡上A、B兩點(diǎn)是落地前兩點(diǎn)是落地前1 s內(nèi)的始、終點(diǎn)，內(nèi)的始、終點(diǎn)，畫出軌跡圖，如圖畫出軌跡圖，如圖4-2-6所示。所示。 對(duì)對(duì)A點(diǎn)：點(diǎn)：tan30=gt/v0 對(duì)對(duì)B點(diǎn)：點(diǎn)：tan60=gt/v0 t=t+1 由解得由解得t=1/2 s，v0= m

11、/s。 (2)運(yùn)動(dòng)總時(shí)間運(yùn)動(dòng)總時(shí)間t=t+1=1.5 s。 (3)高度高度h=1/2gt2=11.25 m?！敬鸢复鸢浮?1) m/s (2)1.5 s (3)11.25 m5 35 36 2在平坦的壘球運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上，擊球手揮動(dòng)球棒將壘球水平擊出，在平坦的壘球運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上，擊球手揮動(dòng)球棒將壘球水平擊出，壘球飛行一段時(shí)間后落地。若不計(jì)空氣阻力，則壘球飛行一段時(shí)間后落地。若不計(jì)空氣阻力，則( )A.壘球落地時(shí)瞬時(shí)速度的大小僅由初速度決定壘球落地時(shí)瞬時(shí)速度的大小僅由初速度決定B.壘球落地時(shí)瞬時(shí)速度的方向僅由擊球點(diǎn)離地面的高度決定壘球落地時(shí)瞬時(shí)速度的方向僅由擊球點(diǎn)離地面的高度決定C.壘球在空中運(yùn)動(dòng)的水平位移僅

12、由初速度決定壘球在空中運(yùn)動(dòng)的水平位移僅由初速度決定D.壘球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間僅由擊球點(diǎn)離地面的高度決定壘球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間僅由擊球點(diǎn)離地面的高度決定D7【例例3】如圖如圖4-2-7所示，從傾角為所示，從傾角為的斜面頂端水平拋出一鋼球，落到斜面底端，已知拋出點(diǎn)的斜面頂端水平拋出一鋼球，落到斜面底端，已知拋出點(diǎn) 到落點(diǎn)間斜邊長(zhǎng)為到落點(diǎn)間斜邊長(zhǎng)為L(zhǎng)。 (1)求拋出的初速度。求拋出的初速度。 (2)拋出后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間物體離斜面最遠(yuǎn)？拋出后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間物體離斜面最遠(yuǎn)？ 【名師支招名師支招】對(duì)于本題第對(duì)于本題第(2)問可以將平拋初速度問可以將平拋初速度v0沿平行于斜面方向和垂沿平行于斜面方向和垂直斜面方向分解，

13、將直斜面方向分解，將g也沿這兩個(gè)方向分解，建立如圖也沿這兩個(gè)方向分解，建立如圖4-2-9所示坐標(biāo)系，物體在所示坐標(biāo)系，物體在y方向做初速度為方向做初速度為v0sin，加速度為，加速度為gcos的勻減速運(yùn)動(dòng)的勻減速運(yùn)動(dòng)(豎直上拋運(yùn)動(dòng)豎直上拋運(yùn)動(dòng))，在，在x方向方向做初速度為做初速度為v0cos，加速度為，加速度為gsin的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則物體離開斜面最遠(yuǎn)時(shí)的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則物體離開斜面最遠(yuǎn)時(shí)刻就是在刻就是在y方向上升到最大高度的時(shí)刻，設(shè)時(shí)間為方向上升到最大高度的時(shí)刻，設(shè)時(shí)間為t，由豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得，由豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得0=v0sin-gtcos，得，得t=v0tan/g= 。 【解

14、析解析】(1)鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)，下落高度鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)，下落高度Lsin=1/2gt2， 飛行時(shí)間飛行時(shí)間t= ， 水平飛行距離水平飛行距離Lcos=v0t， 初速度初速度v0=Lcos/t=Lcos/ = 。 (2)當(dāng)物體的速度方向平行于斜面時(shí)，離斜面最遠(yuǎn)，如圖當(dāng)物體的速度方向平行于斜面時(shí)，離斜面最遠(yuǎn)，如圖4-2-8所示。所示。 此時(shí)物體豎直方向上的分速度此時(shí)物體豎直方向上的分速度 vy=vxtan=v0tan 物體從拋出到離斜面最遠(yuǎn)所用時(shí)間物體從拋出到離斜面最遠(yuǎn)所用時(shí)間 t=vy/g=v0tan/g= ?！敬鸢复鸢浮?1) (2)圖圖4-2-7cos2singLsin2Lg2 sinLg熱點(diǎn)

15、三熱點(diǎn)三 斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)圖圖4-2-8圖圖4-2-9cos2singL2 sinLgsin2Lgsin2Lg8 3如圖如圖4-2-10所示，小球從斜坡頂端所示，小球從斜坡頂端A被水平拋出，拋出時(shí)速度為被水平拋出，拋出時(shí)速度為v0，小球，小球落到斜坡上落到斜坡上B點(diǎn)時(shí)的速度為點(diǎn)時(shí)的速度為2v0，則，則A、B之間的距離為之間的距離為( )A. B.C. D.B圖圖4-2-102022vg20212vg202 2vg203 22vg9【例例4】如圖如圖4-2-11所示，光滑斜面長(zhǎng)為所示，光滑斜面長(zhǎng)為b，寬為，寬為a，傾角為，傾角為，一物塊沿斜面左上方，一物塊沿斜面左上方 頂點(diǎn)頂點(diǎn)P

16、水平射入，而從右下方頂點(diǎn)水平射入，而從右下方頂點(diǎn)Q離開斜面，求入射初速度。離開斜面，求入射初速度。熱點(diǎn)四熱點(diǎn)四 類平拋運(yùn)動(dòng)的處理類平拋運(yùn)動(dòng)的處理圖圖4-2-11【答案答案】 【名師支招名師支招】初速度不為零，加速度恒定且垂直于初速度方向的運(yùn)動(dòng)，我初速度不為零，加速度恒定且垂直于初速度方向的運(yùn)動(dòng)，我們稱之為類平拋運(yùn)動(dòng)。在解決類平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，方法完全等同于平拋運(yùn)動(dòng)的解法，們稱之為類平拋運(yùn)動(dòng)。在解決類平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，方法完全等同于平拋運(yùn)動(dòng)的解法，即將類平拋運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)相互垂直，且相互獨(dú)立的分運(yùn)動(dòng)，然后按運(yùn)動(dòng)的合即將類平拋運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)相互垂直，且相互獨(dú)立的分運(yùn)動(dòng)，然后按運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法求解。成與分

17、解的方法求解。 【解析解析】物塊在垂直于斜面方向沒有運(yùn)動(dòng)，物塊沿斜面方物塊在垂直于斜面方向沒有運(yùn)動(dòng)，物塊沿斜面方向上的曲線運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向上速度為向上的曲線運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向上速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿斜面向下初的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿斜面向下初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)。速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)。 在沿斜面方向上在沿斜面方向上mgsin=ma1,a1=gsin 水平方向上的位移水平方向上的位移x=a=v0t 沿斜面向下的位移沿斜面向下的位移y=b=1/2a1t2 由得由得v0= 。sin2gabsin2gab10 4【答案答案】 (1)y=1/40 x2 (2)P(30 m,22.5 m) (3) m/s,與與x軸正方向成軸正方向成arctan1.5角斜向上角斜向上 在光滑的水平面內(nèi)，一質(zhì)量在光滑的水平面內(nèi)，一質(zhì)量m=1 kg的質(zhì)點(diǎn)以速度的質(zhì)點(diǎn)以速度v0=10 m/s沿沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)