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课件网) 第五章 抛体运动 第4节 抛体运动的规律 学习目标 任务1.知道抛体运动的受力特点，会用运动的合成与分解的方法对平抛运动进行理论分析。 任务2.理解平抛运动的规律，知道平抛运动的轨迹是抛物线,会计算平抛运动的速度及位移，会解决与平抛运动相关的实际问题。 任务3.认识平抛运动研究中等效替代的思想和化繁为简的思想，并能用来研究一般的抛体运动。 4.通过用平抛运动的知识解决和解释自然、生产和生活中的例子，认识到平抛运动的普遍性，体会物理学的应用价值。 打排球时，如果运动员沿水平方向击球，在不计空气阻力的情况下，要使排球既能过网，又不出界，需要考虑哪些因素？如何估算球落地时的速度大小？ 平抛运动：以水平初速度抛出且只受重力作用的运动。 （3）性质：匀变速曲线运动。（a=g） 2.研究方法：化曲为直（分解在水平方向和竖直方向上）。 一、平抛运动的特点和分解 1.特点 （1）只受重力；（2）初速度沿水平方向与重力垂直。 （1）水平方向： （2）竖直方向： 匀速直线运动； 自由落体运动。 理论分析： G v0 x y G = mg v0 （1）物体只受重力 （2）初速度方向与合力方向不共线，物体做曲线运动； O （3）以抛出点为原点，以初速度方向为 x 轴方向， 竖直向下为 y 轴方向，建立平面直角坐标系 x 方向： 不受力，根据牛顿第一定律，以v0做匀速直线运动； y 方向： 合力为mg，初速度为零，由牛顿第二定律可得，mg = ma，故a=g，做自由落体运动。 平抛运动的速度 一般的抛体运动 平抛运动的位移与轨迹 C v O x y t θ vx vy v0 x 方向： 以 v0 做匀速直线运动； y 方向： 自由落体运动。 由勾股定理可得物体在任意时刻的合速度大小为： 合速度的方向： 随着物体的下落，偏角θ越来越大。 θ叫速度偏转角 平抛运动的速度 一般的抛体运动 平抛运动的位移与轨迹 vy=gt 二、平抛运动的速度： Δv = gΔt 方向恒为竖直向下 Δv Δv Δv O x y v0 O x y 速度变化特点：任意两个相等的时间间隔内速度的变化相同，Δv＝gΔt，方向竖直向下. 平抛运动的速度 一般的抛体运动 平抛运动的位移与轨迹 Δt v1 Δt Δt v2 v3 A B C v1 v2 v3 v0 vy1 vy2 vy3 【例题1】将一个物体以10 m/s的速度从10 m的高度水平抛出，落地时它的速度方向与水平地面的夹角θ是多少？不计空气阻力，g取10 m/s2。 解：以抛出时物体的位置O为原点，建立平面直角坐标系。x轴沿初速度方向，y轴竖直向下。 平抛运动的速度 一般的抛体运动 平抛运动的位移与轨迹 θ v O x y v0 vx vy h 落地时，水平分速度： 落地时，竖直分速度： 查表得： C O x y t v0 位移方向 α x y 合位移 水平分位移： 竖直分位移： 轨迹方程 x = v0t ɑ叫位移偏转角 消去 t 得： 结论：平抛运动的轨迹是一条抛物线。 平抛运动的速度 一般的抛体运动 平抛运动的位移与轨迹 三、平抛运动的位移与轨迹 推论： 1.运动时间： 2.落地的水平距离： 飞行时间仅取决于下落的高度h，与初速度v0无关。 水平距离与初速度v0和下落高度h有关 讨论：从离地面高h处水平抛出的物体，运动时间及水平位移与什么有关？ 平抛运动的速度 一般的抛体运动 平抛运动的位移与轨迹 3.速度偏向角θ和位移偏向角α的关系？ θ v P (x,y) ɑ A B O θ x0 y x =2 速度方向的反向延长线与x轴的交点是水平位移的中点 平抛运动的速度 一般的抛体运动 平抛运动的位移与轨迹 【例题2】 如图，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无 人机以 v0 ＝ 2 m/s 的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离 h ＝ 20 m，空气阻力忽略不计，g 取 10 m/s2 。 （1）求小球下落的时间。 （2）求小球释放点与落地点之间的水平距离 ... ...
