2017_2018學年高中物理第一章拋體運動第3節(jié)平拋運動課件教科版.pptx

1、第3節(jié)平拋運動,自主學習,課堂探究,達標測評,自主學習 課前預習感悟新知,(教師參考) 目標導航,重點:平拋運動的運動規(guī)律及其應用 難點:根據運動的合成與分解知識理解平拋運動的特點及規(guī)律,情境鏈接 如圖所示,小球從斜槽上擋板處由靜止開始運動,離開O點后水平拋出,小球離開O點后初速度方向沿什么方向?受力情況怎樣?做什么運動?軌跡有什么特點?怎樣研究?,信息 1.小球的初速度水平,只受重力作用. 2.小球做平拋運動,軌跡為拋物線. 3.研究方法:運動的合成與分解.,教材梳理,一、平拋運動 1.定義 將物體以一定的初速度沿 方向拋出,不考慮空氣的阻力,物體只在 作用下所做的運動.,水平,想一想 在羽

2、毛球比賽中,水平擊出的羽毛球在空中的運動是平拋運動嗎? 答案:羽毛球在空中運動時除受重力外,所受空氣阻力不能忽略,故不是平拋運動.,重力,2.特點 (1)水平方向:物體做 運動. (2)豎直方向:物體做 運動.,勻速直線,自由落體,3.位移和速度 (1)水平方向:x= ,vx= . (2)豎直方向:y= ,vy= . 4.軌跡和實際速度 (1)軌跡:由水平和豎直方向上物體 的位置坐標作出的平滑曲線.,vxt,v0,gt,任一時刻,(2)實際速度:大小為vt= ,方向為平拋軌跡的 方向,與x軸正方向的夾角滿足tan = .,切線,二、學生實驗:研究平拋運動 1.軌跡的描繪:記錄小鋼球做平拋運動的

3、幾個點跡,并用平滑曲線連接起來就得到了平拋運動的軌跡.,2.初速度v0的計算:將軌跡上幾點的坐標(x,y)代入x=v0t,y= gt2計算得出小鋼球做平拋運動的初速度v0的平均值,即為平拋運動的初速度.,1.水平拋出的物體所做的運動一定是平拋運動.() 2.所有平拋運動的加速度都相同.() 3.平拋運動的初速度越大,水平位移越大.() 4.如果下落時間足夠長,平拋運動的物體的速度方向可變?yōu)樨Q直向下.() 5.平拋運動是一種變加速曲線運動.() 6.豎直高度越大,平拋運動的時間越長.(),思考判斷,答案:1.2.3.4.5.6.,要點一,平拋運動的規(guī)律及其應用,課堂探究 核心導學要點探究,【問題

4、導學】 柯受良駕駛跑車以驚、奇、險的1.58 s,成功飛越50 m寬的黃河瀑布,從而獲得了“亞洲第一飛人”的稱號.如果柯受良所駕駛的跑車在空中運動時所受的空氣阻力可以忽略,車子是從跑道上水平飛出的, (1)怎樣求出它離開跑道時的水平速度? (2)怎樣求出車子在空中下降的高度?,答案:(1)跑車做平拋運動,水平方向x=v0t,則v0= .,(2)豎直方向h= gt2.,【要點歸納】 1.平拋運動的研究方法 (1)由于平拋運動是曲線運動,速度、位移的方向時刻發(fā)生變化,無法直接應用運動學公式,因此,研究平拋運動問題時采用運動分解的方法,化曲為直. (2)平拋運動一般分解為豎直方向和水平方向上的兩個分

5、運動.它們分別做自由落體運動和勻速直線運動.,2.平拋運動的規(guī)律 (1)軌跡:以拋出點為坐標原點,水平拋出的方向為x軸的正方向,豎直向下的方向為y軸正方向,建立一個直角坐標系xOy. 平拋運動物體的運動軌跡如圖所示.,(2)位移: 平拋運動物體的位移如圖所示. 位移的大小:,(3)速度:平拋運動物體的速度如圖所示.,3.平拋運動的結論,(4)平拋物體的運動中,任意一段時間內的速度變化量v=gt,方向恒為豎直向下,v0,v,v三個速度矢量構成的三角形一定是直角三角形,如圖(甲)所示.,(5)兩個重要推論 平拋運動的物體在任一位置速度偏角與位移偏角的關系總有:tan = 2tan 如圖(乙)所示,

6、有,平拋運動的物體,在任一時刻的瞬時速度v反向延長線與x軸交點坐標值為水平位移的一半.,【典例1】 (多選)如圖所示,在高空勻速飛行的轟炸機,每隔1 s投下一顆炸彈,若不計空氣阻力,則( ) A.這些炸彈落地前排列在同一條豎直線上 B.這些炸彈都落于地面上同一點 C.這些炸彈落地時速度大小方向都相同 D.相鄰炸彈在空中距離保持不變,AC,思路點撥 (1)無論是在轟炸機上的炸彈還是已經做平拋運動的炸彈,在水平方向上的分速度都相同,在水平方向上的分位移也相同. (2)離開轟炸機后的炸彈在豎直方向做自由落體運動. (3)炸彈落地時速度是水平分速度與豎直分速度的矢量和.,解析:這些炸彈是做平拋運動,速

7、度的水平分量都一樣,與飛機速度相同.相同時間內,水平方向上位移相同,所以這些炸彈排在同一條豎直線上,選項A正確.這些炸彈拋出時刻不同,落地時刻也不一樣,不可能落于地面上的同一點,選項B錯誤.由于這些炸彈下落的高度相同,初速度也相同,這些炸彈落地時速度大小和方向都相同,選項C正確.兩相鄰炸彈在空中的距離為s=s1-s2= g(t+1)2- gt2= gt+g.由此可知s隨時間t增大,選項D錯誤.,規(guī)律方法 平拋運動在水平方向做勻速直線運動,豎直方向做自由落體運動.研究平拋運動通常采用速度分解方法實現“化曲為直”.,(教師備用) 例1-1:如圖所示,從同一點O先后水平拋出的三個物體分別落在對面臺階

8、上的A,B,C三點,若不計空氣阻力,三物體平拋的初速度vA,vB,vC的關系以及三物體在空中的飛行時間tA,tB,tC的關系分別是( ),解析:拋出點距A,B,C點間的高度逐次減小,由公式h= gt2可知,運動時間逐次減小,故有tAtBtC;拋出點距A,B,C點的水平距離逐次增大,而時間逐次減小,由公式x=vt可知,平拋初速度逐次增大,故有vAvBvC,故選項C正確.,C,A.vAvBvC,tAtBtC B.vAtBtC D.vAvBvC,tAtBtC,針對訓練1-1 飛鏢比賽是一項極具觀賞性的體育比賽項目,IDF(國際飛鏢聯(lián)合會)飛鏢世界杯賽上,某一選手在距地面高h、離靶面的水平距離L處,將

9、質量為m的飛鏢以速度v0水平投出,結果飛鏢落在靶心正上方.如只改變h, L,m,v0四個量中的一個,可使飛鏢投中靶心的是(不計空氣阻力)( ) A.適當減小v0B.適當提高h C.適當減小mD.適當減小L,A,要點二,平拋運動與斜面相結合的問題,【問題導學】 跳臺滑雪是勇敢者的運動.在利用山勢特別建造的跳臺上,運動員穿著專用滑雪板,在助滑路上獲得高速后水平飛出,在空中飛行一段距離后著陸,如圖所示.請思考: (1)運動員從斜坡上的A點水平飛出,到再次落到斜坡上的B點,根據斜面傾角可以確定運動員位移的方向還是運動員速度的方向? (2)運動員從斜面上的A點水平飛出,到運動員再次落到斜面上, 他的豎直

10、分位移y與水平分位移x之間有什么關系?,答案:(1)能確定位移方向,也能確定速度方向.,(2)tan = .,【要點歸納】 1.對著斜面拋對著斜面平拋,物體垂直于斜面(或某一角度)打到斜面上,2.順著斜面拋(物體從斜面上水平拋出后又落到斜面上),【典例2】 跳臺滑雪是一種極為壯觀的運動,運動員穿著滑雪板,從跳臺水平飛出,在空中飛行一段距離后著陸.如圖所示,設運動員連同滑雪板的總質量m=50 kg,從傾角=37的坡頂A點以速度v0=20 m/s沿水平方向飛出,恰落到山坡底的水平面上的B處.(g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)求 (1)運動員在空中飛行的時間;,思路點

11、撥 (1)運動員的豎直分位移y、水平分位移x與斜面傾角之間存在的邊角關系是tan = .,答案:(1)3 s,(2)A,B間的距離s.,思路點撥 (2)A,B間的距離s與水平分位移x、豎直分位移y之間的大小關系是s= .,答案:(2)75 m,規(guī)律方法 平拋運動與斜面相結合問題的處理方法 平拋運動與斜面結合問題常見的有兩類: (1)物體從斜面上某一點水平拋出以后又重新落到斜面上,此時平拋運動物體的合位移與水平方向的夾角等于斜面的傾角. (2)平拋運動的物體垂直打在斜面上,此時物體的合速度與豎直方向的夾角與斜面的傾角相等. 根據以上兩種情況確定出平拋運動的速度或位移的方向,就可以求出運動時間,其

12、他相關的平拋運動問題即可迎刃而解.,(教師備用) 例2-1:如圖所示,P是水平面上的圓弧凹槽,從高臺邊B點以某速度v0水平飛出的小球,恰能從固定在某位置的凹槽的圓弧軌道的左端A點沿圓弧切線方向進入軌道.O是圓弧的圓心,1是OA與豎直方向的夾角,2是BA與豎直方向的夾角,則( ),B,針對訓練2-1 如圖所示,在傾角=37的斜面底端的正上方H處,平拋一個物體,該物體落到斜面上的速度方向正好與斜面垂直,則物體拋出時的初速度為( ),A,要點三,研究平拋運動,【問題導學】 在研究平拋運動的實驗中: (1)怎樣檢驗斜槽末端的切線水平? (2)怎樣檢驗坐標紙的豎線是否豎直? (3)小球每次釋放的位置有何

13、要求? (4)小球的拋出點即坐標原點O應怎樣確定?,答案:(1)檢驗是否水平的方法是:將小球放在斜槽末端水平部分的任意位置,看小球能否靜止. (2)用重垂線檢查坐標紙豎線是否豎直. (3)小球每次必須從斜槽上同一位置(且高度合適)由靜止?jié)L下. (4)坐標原點是小球平拋的起點,應以小球在槽口時球心在木板上的水平投影點確定.,【要點歸納】 1.實驗目的 用實驗的方法描出平拋物體的運動軌跡,并通過這個軌跡求初速度.,2.實驗原理,3.實驗器材 斜槽、坐標紙、圖釘、方木板、鉛筆、鋼球、三角板、刻度尺、重垂線.,4.實驗步驟 (1)安裝、調整斜槽:將斜槽軌道固定在實驗桌上,其末端伸出桌面外,軌道末端切線

14、水平,如圖所示.,(2)調整木板、確定坐標原點:用圖釘將坐標紙固定在豎直木板上,把木板調整到豎直位置,使板面與小球的運動軌跡所在平面平行且靠近,把小球放在槽口處,用鉛筆記下小球在槽口(軌道末端)時球心所在木板上的水平投影點O,O點即為坐標原點,過O點的水平向右的直線為x軸,利用重垂線畫出過坐標原點的豎直線,作為y軸. (3)描點:使小球由斜槽某一位置無初速度滾下,離開水平槽后做平拋運動.先用眼睛粗略確定小球的運動軌跡,然后使小球從同一位置無初速度滾下,把筆尖放在粗略確定的位置處,如果小球運動中碰到筆尖,用鉛筆在該位置記下這一點,用同樣方法,在小球運動路線上描下若干點. (4)描繪平拋運動的軌跡

15、:取下坐標紙,將紙上記下的一系列點用平滑曲線連起來,即得到小球平拋運動的軌跡.,5.數據處理 計算平拋物體的初速度:(1)在軌跡曲線上任取幾點.(2)用刻度尺和三角板分別測出所取點的坐標x和y.(3)根據平拋運動水平方向上是勻速直線運動(x=v0t)和豎直方向上是自由落體運動（y= gt2）,分別計算出小球的初速度v0,最后計算小球的初速度v0的平均值.,6.誤差分析 (1)斜槽末端沒有調水平,小球離開斜槽后不做平拋運動. (2)確定小球的位置不準確. (3)量取軌跡上各點坐標時不準確.,7.注意事項 (1)實驗中必須調整斜槽末端的切線水平(檢驗是否水平的方法是:將小球放在斜槽末端水平部分,將

16、其向兩邊各輕輕撥動一次,看其是否有明顯的運動傾向). (2)方木板必須處于豎直平面內,固定時要用重垂線檢查坐標紙豎線是否豎直. (3)小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下. (4)坐標原點即小球平拋的起點,不是槽口的端點,應是小球在槽口時球心在木板上的水平投影點. (5)在軌跡上選取離坐標原點O較遠的一些點來計算初速度.,【典例3】 如圖(甲)是“研究平拋運動”的實驗裝置圖.,(1)實驗時,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.游標卡尺 B.秒表 C.坐標紙 D.天平 E.彈簧測力計F.重垂線 (2)實驗前應對實驗裝置反復調節(jié),直到斜槽末端切線.每次讓小球從同一位

17、置由靜止釋放,是為了每次平拋.,(3)圖(乙)是正確實驗取得的數據,其中O為拋出點,則此小球做平拋運動的初速度為 m/s. (4)在另一次實驗中將白紙換成方格紙,每小格的邊長L=5 cm,通過實驗,記錄了小球在運動途中的三個位置,如圖(丙)所示,則該小球做平拋運動的初速度為 m/s;B點的豎直分速度為 m/s.,思路點撥 (1)坐標紙記錄的三個位置中,相鄰兩點間水平距離相等,說明小球經過相鄰兩點的時間間隔是相等的. (2)小球在豎直方向的分運動是自由落體運動.設A,B間,B,C間豎直分位移分別為y1,y2,時間為T,則有y2-y1=gT 2.,解析:(1)實驗中需要在坐標紙上記錄小球的位置,描

18、繪小球的運動軌跡,需要利用重垂線確定坐標軸的y軸.故C,F是需要的. (2)要使小球做平拋運動,斜槽末端切線應水平,同時為了使每次平拋的初速度相同,應讓小球從同一位置由靜止釋放.,答案:(1)C,F(2)水平初速度相同(3)1.6(4)1.52,規(guī)律方法 數據處理分析技巧,由于軌跡不是完整的平拋運動軌跡,所以y軸上y= gt2不成立,但y=gt2依然成立.這類問題的解題思路是:先在水平方向截取兩段相鄰且相等的位移x確定相應豎直位移之差y,再根據y=gt2求出軌跡上兩點間的運動時間t,再利用x=v0t求出平拋運動的初速度v0.,(教師備用) 例3-1:某實驗小組同學在“研究平拋物體的運動”實驗中

19、,只畫出了如圖所示的曲線,于是他在曲線上取水平距離x相等的三點A,B,C,量得x=0.2 m.又量出它們之間的豎直距離分別為h1=0.1 m,h2=0.2 m,(g=10 m/s2)利用這些數據,可求得: (1)物體拋出時的初速度為 m/s;,答案:(1)2,(2)物體經過B點時豎直分速度為 m/s; (3)拋出點距B點的水平距離為 m,豎直距離為 m.,答案:(2)1.5(3)0.30.112 5,針對訓練3-1 (1)(多選)研究平拋運動,下面做法中可以減小實驗誤差的是. A.使用密度大、體積小的鋼球 B.盡量減小鋼球與斜槽間的摩擦 C.實驗時,讓小球每次都從同一高度由靜止開始滾下 D.使

20、斜槽末端的切線保持水平,解析:(1)研究平拋運動時,鋼球體積越小,所受空氣阻力越小,并且記錄小球通過的位置越準確,A正確;小球每次從斜槽上的同一位置由靜止開始滾下,可保證小球的初速度不變,與鋼球和斜槽間的摩擦無關,B錯誤,C正確;實驗時必須使斜槽末端的切線水平,以確保小球水平飛出做平拋運動,D正確.,答案:(1)ACD,(2)某同學在做“研究平拋運動”的實驗中,忘記記下小球做平拋運動的起點位置O,A為小球運動一段時間后的位置,根據如圖所示,求出小球做平拋運動的初速度為m/s.,答案:(2)2.0,達標測評 隨堂演練檢測效果,1.關于平拋運動,下列說法錯誤的是( ) A.平拋物體在運動過程中,其

21、加速度和水平速度保持不變 B.平拋運動物體可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動 C.平拋物體做曲線運動,因此它不可能是勻變速運動 D.平拋物體水平飛行的距離與初速度和高度有關,C,解析:平拋運動的加速度為g,保持不變,水平方向上做勻速直線運動,水平分速度不變,故A正確.平拋運動可以分解為水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體運動,故B正確.平拋運動的加速度不變,做勻變速曲線運動,故C錯誤.根據x=v0t=v0 ,知平拋運動飛行的水平距離與初速度和高度都有關,故D正確.,2.蹲在樹枝上的一只松鼠看到一個獵人正在用槍水平對準它,就在子彈出槍口時,松鼠開始運動,下述各種運動方