高中物理 4.2拋體運(yùn)動基礎(chǔ)課件

1、2021/8/11 星期三1 1.平拋運(yùn)動中的兩個(gè)矢量三角形 以拋出點(diǎn)為原點(diǎn)，取水平初速度v0方向?yàn)閤軸正方向，豎直向下為y軸正方向，建立xOy坐標(biāo)系，在某一時(shí)刻t的位置坐標(biāo)P(x,y)，位移s，速度vt(如圖所示)的關(guān)系為： (1)速度矢量三角形：由合速度vt、分速度vx、vy構(gòu)成 其中vx=v0,vy=gt 所以vt= tan=vy/vx=gt/v0。 (2)位移矢量三角形：由合位移s，分位移x、y構(gòu)成，其中x=v0t,y=(1/2)gt2， 所以s= tan=y/x=gt/(2v0)。 (3)速度的偏角與位移的偏角的關(guān)系：tan=2tan 此結(jié)論也可表述為，平拋運(yùn)動的物體在任一位置的瞬時(shí)

2、速度的反向延長線過水平位移的中點(diǎn)?？键c(diǎn)1學(xué)案2 拋 體 運(yùn) 動平拋運(yùn)動2021/8/11 星期三2 2.平拋運(yùn)動是勻變速運(yùn)動 (1)由加速度與速度變化量之間的關(guān)系來說明，即v=gt，由于v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)速度變化量相同。 (2)從速度變化量v=v2-v1(矢量減法)同樣可以得出相同的結(jié)論。如圖所示，設(shè)拋出T，2T，3T后的速度為v1、v2、v3，由于v1、v2、v3水平方向分速度相等，故v1-v0=v2-v1=v3-v2，且方向都是豎直向下的。 平拋運(yùn)動是典型的勻變速曲線運(yùn)動，應(yīng)掌握這類問題的處理思路、方法并遷移到討論平拋運(yùn)動(如帶電粒子在勻強(qiáng)電場

3、中的偏轉(zhuǎn)等)問題上來。 (1)類平拋運(yùn)動的特點(diǎn)是物體所受的合力為恒力，且與初速度方向垂直(初速度v0的方向不一定是水平方向，即合力的方向也不一定是豎直方向，且加速度大小不一定等于重力加速度g)。 (2)類平拋運(yùn)動可看成是某一方向(不一定是水平方向)的勻速直線運(yùn)動和垂直此方向(不一定是豎直方向)的勻加速直線運(yùn)動的合運(yùn)動。處理類平拋運(yùn)動的方法與處理平拋運(yùn)動類似，但要分析清楚其加速度的大小和方向如何，這類運(yùn)動在后面復(fù)習(xí)電場時(shí)較多涉及到。2021/8/11 星期三3典例一平拋運(yùn)動規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探究【例1】利用單擺驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動的規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖 所示，在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當(dāng)懸線

4、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 為L，懸點(diǎn)到木板的距離OO=h(hL)。 (1)電熱絲P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C點(diǎn)， OC=x，則小球做平拋運(yùn)動的初速度為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 ，小球落點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離x將隨之改變， 經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，以x2為縱坐標(biāo)、cos為橫坐標(biāo)，得到如圖 所示圖象。則當(dāng)=30時(shí)，s為_m；若懸線長L=1.0 m， 懸點(diǎn)到木板間的距離OO為_m。方向拋出保證小球沿水平0.521.52021/8/11 星期三4 【解析】(1)電熱絲

5、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去。 (2)由平拋知識得x=v0t h-L=(1/2)gt2 解得：v0= x (3)由x2-cos圖象可直接讀出，當(dāng)=30時(shí)即cos30= =0.866時(shí)，x20.27,故x=0.52 m 對小球下擺的過程，應(yīng)用機(jī)械能守恒得 mgL(1-cos)=(1/2)mv02 由第(2)題知v0=x 由聯(lián)立得x2與cos的關(guān)系式為： x2=4L(h-L)-4L(h-L)cos 其斜率k=-4L(h-L) 由x2-cos圖象得斜率k=-2 所以當(dāng)L=1.0 m時(shí)，h=1.5 m。2021/8/11 星期三5在做“探究平拋運(yùn)動在水平方向

6、的運(yùn)動規(guī)律”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_。A.游標(biāo)卡尺 B.秒表 C.坐標(biāo)紙 D.天平 E.彈簧秤 F.重垂線實(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B.斜槽軌道必須光滑C.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實(shí)運(yùn)動，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)動的軌跡，應(yīng)該用一條曲線把 所有的點(diǎn)連接起來C FA D2021/8/11 星期三6典例二平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用【例2】2010年高考全國理綜一水平拋出的小球落 到一傾角為的斜面上時(shí)，其速度方向與斜面垂直， 運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示。小球在豎直方向下

7、落的距離與在水平方向通過的距離之比為( ) A.tan B.2tan C.1/tan D.1/(2tan) 【解析】如圖所示，設(shè)小球拋出時(shí)的初速度為v0，則 vx=v0 vy=v0cot vy=gt x=v0t y=vy2/(2g) 解得：y/x=1/(2tan),D正確。D2021/8/11 星期三7 分析和研究平拋運(yùn)動，重在對水平方向做勻速直線運(yùn)動，豎直方向做自由落體運(yùn)動規(guī)律的理解和靈活交替運(yùn)用。還要充分利用平拋運(yùn)動中的矢量三角形找各量的關(guān)系。2021/8/11 星期三8在平坦的壘球運(yùn)動場上，擊球手揮動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( )A.壘球落地時(shí)瞬時(shí)速

8、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C.壘球在空中運(yùn)動的水平位移僅由初速度決定D.壘球在空中運(yùn)動的時(shí)間僅由擊球點(diǎn)離地面的高度 決定D2021/8/11 星期三9 【解析】物塊在垂直于斜面方向沒有運(yùn)動，物塊沿斜面方向上的曲線運(yùn)動可分解為水平方向上速度為v0的勻速直線運(yùn)動和沿斜面向下初速度為零的勻加速運(yùn)動。 在沿斜面方向上mgsin=ma1,a1=gsin 水平方向上的位移x=a=v0t 沿斜面向下的位移y=b=(1/2)a1t2 由得v0= 。典例三類平拋運(yùn)動的處理【例3】如圖所示，光滑斜面長為b，寬為a，傾角為， 一物塊沿斜面左上方頂點(diǎn)P水平射入，而從右下方頂點(diǎn)Q 離開斜面，求入射初速度。 初速度不為零，加速度恒定且垂直于初速度方向的運(yùn)動，我們稱之為類平拋運(yùn)動。在解決類平拋運(yùn)動時(shí)，方法完全等同于平拋運(yùn)動的解法，即將類平拋運(yùn)動分解為兩個(gè)相互垂直，且相互獨(dú)立的分運(yùn)動，然后按運(yùn)動的合成與分解的方法求解?！敬鸢浮?2021/8/11 星期三10在光滑的水平面內(nèi)，一質(zhì)量m=1kg的質(zhì)點(diǎn)以速度v0=10 m/s沿x軸正方向運(yùn)動，經(jīng)過原點(diǎn)后受一豎直向上的恒力F=15 N作用，從此開始，物體離開水平面而在豎直平面內(nèi)運(yùn)動。直線OA與x軸成37角，如圖所示，曲線為質(zhì)點(diǎn)的軌跡圖，求(g取10 m/s2)：(1)寫出質(zhì)