32竖直方向上的抛体运动课件32(鲁科版必修2).ppt

1、第2节 竖直方向上的抛体运动1.1.了解什么是竖直下抛（上抛）运动。了解什么是竖直下抛（上抛）运动。2 2掌握竖直下抛（上抛）运动的特征。掌握竖直下抛（上抛）运动的特征。3 3掌握竖直下抛（上抛）运动的规律；能利用公式计算竖直下掌握竖直下抛（上抛）运动的规律；能利用公式计算竖直下 抛（上抛）物体的位移、速度及运动时间。抛（上抛）物体的位移、速度及运动时间。重点：重点：1.1.使学生掌握竖直方向上的抛体运动的特征和规律。使学生掌握竖直方向上的抛体运动的特征和规律。2.2.在分析匀变速直线运动的基础上，掌握竖直上抛运动在分析匀变速直线运动的基础上，掌握竖直上抛运动 中物体运动时间、位移和速度等物理

2、量的计算。中物体运动时间、位移和速度等物理量的计算。难点：在竖直上抛运动的运算过程中，将上升和下落两个过程难点：在竖直上抛运动的运算过程中，将上升和下落两个过程 看成一个统一的匀变速直线运动。看成一个统一的匀变速直线运动。一、竖直下抛运动一、竖直下抛运动1.1.定义：将物体以一定初速度沿着竖直方向定义：将物体以一定初速度沿着竖直方向_抛出，仅在抛出，仅在_作用下物体所做的运动。作用下物体所做的运动。2.2.运动的分解：可看成是向下的速度为运动的分解：可看成是向下的速度为v v0 0的的_和和_的合运动。的合运动。向下向下重力重力匀速直线运动匀速直线运动自由落体运动自由落体运动3.3.运动性质：

3、因为重力加速度运动性质：因为重力加速度g g的方向与的方向与v v0 0的方向的方向_，所以，所以它是一种初速度不为零的它是一种初速度不为零的_运动。运动。4.4.运动规律运动规律:相同相同匀加速直线匀加速直线速度公式速度公式v vt t=_=_位移公式位移公式s s_v v0 0+gt+gt201v tgt2二、竖直上抛运动二、竖直上抛运动1 1定义：将物体以一定初速度沿着竖直方向定义：将物体以一定初速度沿着竖直方向_抛出，仅在抛出，仅在_作用下物体所做的运动。作用下物体所做的运动。2.2.运动的分解：可看成是向上的速度为运动的分解：可看成是向上的速度为v v0 0的的_和和_的合运动。的合

4、运动。3.3.运动性质：因为重力加速度运动性质：因为重力加速度g g的方向与的方向与v v0 0的方向的方向_，所以，所以它是一种初速度不为零的它是一种初速度不为零的_运动。运动。向上向上重力重力匀速直线运动匀速直线运动自由落体运动自由落体运动相反相反匀减速直线匀减速直线4.4.运动特点：上升阶段物体做运动特点：上升阶段物体做_，下降阶段物体，下降阶段物体做做_，当物体的速度为零时，物体到达，当物体的速度为零时，物体到达_。5.5.研究方法研究方法分段法分段法 具有对称性。具有对称性。匀减速直线运动匀减速直线运动自由落体运动自由落体运动最高点最高点上升阶段：物体做上升阶段：物体做_运动运动下落

5、阶段：物体做下落阶段：物体做_运动运动匀减速直线匀减速直线自由落体自由落体6.6.运动规律运动规律(1)(1)速度公式速度公式(2)(2)位移公式位移公式(3)(3)上升到最高点所用时间上升到最高点所用时间t=_t=_(4)(4)上升的最大高度上升的最大高度:h=_:h=_上升阶段上升阶段:v:vt t=_=_下降阶段下降阶段:v:vt t=_=_v v0 0-gt-gtgtgt上升阶段上升阶段:h=v:h=v0 0t-t-下降阶段下降阶段:h=:h=21gt221gt20vg20v2g【判一判【判一判】（1 1）竖直下抛运动和竖直上抛运动的加速度均为）竖直下抛运动和竖直上抛运动的加速度均为g

6、 g。()()（2 2）做竖直上抛运动的物体达到最高点时，速度、加速度均为）做竖直上抛运动的物体达到最高点时，速度、加速度均为零。零。()()（3 3）竖直上抛运动的上升和下降阶段具有对称性。）竖直上抛运动的上升和下降阶段具有对称性。()()（4 4）竖直上抛运动为匀减速直线运动。）竖直上抛运动为匀减速直线运动。()()提示：提示：（1 1）由于竖直下抛和竖直上抛运动都是只受重力作用，）由于竖直下抛和竖直上抛运动都是只受重力作用，所以其加速度均为所以其加速度均为g,g,（1 1）正确。）正确。（2 2）做竖直上抛运动的物体达到最高点时，其速度为零，由于）做竖直上抛运动的物体达到最高点时，其速度

7、为零，由于竖直上抛运动只受重力作用，其加速度恒为竖直上抛运动只受重力作用，其加速度恒为g,g,故（故（2 2）错误。）错误。（3 3）竖直上抛运动的上升和下降阶段的加速度均为）竖直上抛运动的上升和下降阶段的加速度均为g,g,等高处速等高处速度大小相等、方向相反，具有对称性。上升和下降在时间上也度大小相等、方向相反，具有对称性。上升和下降在时间上也具有对称性，（具有对称性，（3 3）正确。）正确。（4 4）由于竖直上抛运动的加速度恒为）由于竖直上抛运动的加速度恒为g,g,与初速度方向相反，因与初速度方向相反，因此该运动为初速度不为零的匀减速直线运动，（此该运动为初速度不为零的匀减速直线运动，（4

8、 4）正确。）正确。探究竖直下抛运动探究竖直下抛运动1 1探究运动特征和运动性质探究运动特征和运动性质提示：提示：（1 1）竖直下抛运动具有竖直向下的初速度）竖直下抛运动具有竖直向下的初速度v v0 0和竖直向下和竖直向下的加速度的加速度g g。（2 2）因为初速度与加速度方向相同，所以竖直下抛运动是一种）因为初速度与加速度方向相同，所以竖直下抛运动是一种匀加速直线运动。匀加速直线运动。2.2.探究运动规律探究运动规律（1 1）试对竖直下抛运动进行合成与分解。）试对竖直下抛运动进行合成与分解。提示：提示：竖直下抛运动可以看成是竖直向下的速度为竖直下抛运动可以看成是竖直向下的速度为v v0 0的

9、匀速直的匀速直线运动与竖直向下的自由落体运动的合成。线运动与竖直向下的自由落体运动的合成。（2 2）试总结运动规律。）试总结运动规律。提示提示:竖直下抛运动是一种初速度不为零的匀加速直线运动。竖直下抛运动是一种初速度不为零的匀加速直线运动。匀加速直线运动的速度公式和位移公式均适用于此运动匀加速直线运动的速度公式和位移公式均适用于此运动(a(ag)g)。速度公式：速度公式：v vt tv v0 0+gt;+gt;位移公式：位移公式：s sv v0 0t+t+推论：推论：2gh=v2gh=vt t2 2-v-v0 02 2。21gt;2【探究归纳【探究归纳】竖直下抛运动的性质及研究方法竖直下抛运动

10、的性质及研究方法1.1.特点：只受重力，初速度竖直向下。特点：只受重力，初速度竖直向下。2.2.运动性质：匀加速直线运动。运动性质：匀加速直线运动。3.3.研究方法：研究方法：（1 1）分解为向下的匀速直线运动和自由落体运动。）分解为向下的匀速直线运动和自由落体运动。（2 2）匀加速直线运动的运动学公式。）匀加速直线运动的运动学公式。【规律方法【规律方法】竖直下抛运动的两个运动模型竖直下抛运动的两个运动模型第一个模型把它看做是初速度为第一个模型把它看做是初速度为v v0 0、加速度为、加速度为g g的匀加速直线运的匀加速直线运动；第二个模型则把它看做是竖直向下的匀速直线运动与自由动；第二个模型

11、则把它看做是竖直向下的匀速直线运动与自由落体运动的合运动。落体运动的合运动。【典例【典例1 1】高度】高度100 m100 m处有一只气球以处有一只气球以5 m/s5 m/s的速度匀速下降。此的速度匀速下降。此时，从这只气球上落下一物体。问：这个物体落到地面时的速时，从这只气球上落下一物体。问：这个物体落到地面时的速度、时间以及所经过的路程分别是多少度、时间以及所经过的路程分别是多少?(?(取取g g10 m/s10 m/s2 2)【思路点拨【思路点拨】解答本题时要注意以下两点：解答本题时要注意以下两点：（1 1）物体离开气球的瞬间具有和气球相同的速度。）物体离开气球的瞬间具有和气球相同的速度

12、。（2 2）物体离开气球后，只受重力作用。）物体离开气球后，只受重力作用。【解析【解析】物体做初速度为物体做初速度为v v0 05 m/s5 m/s的竖直下抛运动，的竖直下抛运动，它到达地面时所经过的路程为它到达地面时所经过的路程为s sh h100 m,100 m,由速度和位移的关系式：由速度和位移的关系式：v vt t2 2-v-v0 02 2=2gh,=2gh,可得：可得：由速度公式：由速度公式：v vt t=v=v0 0+gt,+gt,可得：可得：答案：答案：45 m/s45 m/s 4 s 100 m 4 s 100 m2t0v2ghv45 m/s,t0vvt4 sg【变式训练【变式

13、训练】在以加速度在以加速度a a匀加速下降的气球上，突然掉出一个匀加速下降的气球上，突然掉出一个沙袋，在沙袋离开气球的瞬间，沙袋的初速度和加速度的方向沙袋，在沙袋离开气球的瞬间，沙袋的初速度和加速度的方向为为()()A A初速度向下，加速度向上初速度向下，加速度向上B B初速度向下，加速度向下初速度向下，加速度向下C C初速度为零，加速度向下初速度为零，加速度向下D D初速度向下，加速度方向应由气球下降的加速度初速度向下，加速度方向应由气球下降的加速度a a与重力加与重力加速度速度g g的大小决定的大小决定【解析【解析】选选B B。沙袋的初速度与离开气球瞬间气球的速度相同；。沙袋的初速度与离开

14、气球瞬间气球的速度相同；离开气球后，沙袋的加速度与气球的加速度无任何关系，只与离开气球后，沙袋的加速度与气球的加速度无任何关系，只与沙袋的受力有关，沙袋的受力有关，D D错误；因为沙袋离开气球以后只受重力，所错误；因为沙袋离开气球以后只受重力，所以加速度为重力加速度。故选项以加速度为重力加速度。故选项B B正确。正确。探究探究竖直上抛运动竖直上抛运动1.1.探究运动特征和运动性质探究运动特征和运动性质提示：提示：（1 1）具有竖直向上的初速度）具有竖直向上的初速度v v0 0和竖直向下的加速度和竖直向下的加速度g g。（2 2）因为初速度和加速度的方向相反，所以竖直上抛运动是一）因为初速度和加

15、速度的方向相反，所以竖直上抛运动是一种匀减速直线运动。种匀减速直线运动。2.2.探究运动规律探究运动规律（1 1）试分析竖直上抛运动是由哪两个分运动合成的。）试分析竖直上抛运动是由哪两个分运动合成的。提示：提示：可以看做是竖直向上的速度为可以看做是竖直向上的速度为v v0 0的匀速直线运动与竖直的匀速直线运动与竖直向下的自由落体运动的合运动。向下的自由落体运动的合运动。（2 2）试总结运动规律。）试总结运动规律。提示：提示：竖直上抛运动是一种匀减速直线运动。匀减速直线运动竖直上抛运动是一种匀减速直线运动。匀减速直线运动的速度公式和位移公式均适用于此运动的速度公式和位移公式均适用于此运动(a(a

16、-g)-g)。（1 1）速度公式：）速度公式：v vt tv v0 0-gt-gt（2 2）位移公式：）位移公式：s sv v0 0t-t-（3 3）推论：）推论：-2gh=v-2gh=vt t2 2-v-v0 02 221gt2【误区警示【误区警示】此问题中学生易犯的错误是忽略此问题中学生易犯的错误是忽略v v0 0、a a、v vt t、s s等各等各矢量的符号，为此教师应讲清两点：矢量的符号，为此教师应讲清两点：矢量的特点；矢量的特点；设定一正设定一正方向，与正方向相反的矢量均为负值。方向，与正方向相反的矢量均为负值。3.3.探究上升过程与下降过程的特点探究上升过程与下降过程的特点（1

17、1）能否根据如图所示网球做竖直上抛运）能否根据如图所示网球做竖直上抛运动的照片判断网球是上升还是在下降？动的照片判断网球是上升还是在下降？提示：提示：无法判断出网球是在上升还是下降，无法判断出网球是在上升还是下降，因为竖直上抛运动具有对称性，上升阶段因为竖直上抛运动具有对称性，上升阶段与下降阶段抛体经过同一段竖直距离所用与下降阶段抛体经过同一段竖直距离所用的时间是相等的，所以根据图像无法判断出网球是处于上升阶的时间是相等的，所以根据图像无法判断出网球是处于上升阶段还是下降阶段。段还是下降阶段。（2 2）上升和下降过程各自遵循什么规律？）上升和下降过程各自遵循什么规律？提示：提示：上升过程：因为

18、重力加速度上升过程：因为重力加速度g g的方向与的方向与v v0 0的方向相反，所的方向相反，所以上升过程的运动是一种初速度不为零的匀减速直线运动，遵以上升过程的运动是一种初速度不为零的匀减速直线运动，遵循匀减速直线运动规律。循匀减速直线运动规律。下降过程：从最高点开始，物体做自由落体运动，遵循自由落下降过程：从最高点开始，物体做自由落体运动，遵循自由落体运动规律。体运动规律。【探究归纳【探究归纳】1.1.竖直上抛运动的运动特征与性质竖直上抛运动的运动特征与性质（1 1）运动特征）运动特征（2 2）匀减速直线运动。）匀减速直线运动。2.2.运动规律运动规律（1 1）分段法；（）分段法；（2 2

19、）整体法。）整体法。v v0 0竖直向上竖直向上g g竖直向下竖直向下【规律方法【规律方法】竖直上抛运动两种处理方法竖直上抛运动两种处理方法（1 1）分段法：将竖直上抛运动全过程分为上升和下降两个阶段）分段法：将竖直上抛运动全过程分为上升和下降两个阶段来处理。来处理。上升阶段（初速度为上升阶段（初速度为v v0 0）：上升时间）：上升时间上升最大高度上升最大高度下降阶段（自由落体运动）：下降到抛出点的速度下降阶段（自由落体运动）：下降到抛出点的速度v vt t2 2=2gh=2gh解得：解得：v vt t=v=v0 00vtg上20vh2g20vh2g下降到抛出点的时间下降到抛出点的时间由此可

20、知由此可知,竖直上抛运动的上升阶段和下降阶段具有对称性。竖直上抛运动的上升阶段和下降阶段具有对称性。(2)(2)整体法：将竖直上抛运动全过程视为匀减速直线运动。整体法：将竖直上抛运动全过程视为匀减速直线运动。特点：初速度为特点：初速度为v v0 0，加速度为，加速度为 -g-g的匀减速直线运动。的匀减速直线运动。规律：规律：v vt t=v=v0 0-gt-gts=vs=v0 0t-t-v vt t2 2-v-v0 02 2=-2gs=-2gst0vvtgg下21gt2【典例【典例2 2】从高楼上以】从高楼上以20 m/s20 m/s的初速度竖直向上抛出一物体。问：的初速度竖直向上抛出一物体。

21、问：在在1 s1 s、4 s4 s、5 s5 s末该物体的位移及路程各是多少末该物体的位移及路程各是多少?(?(取取g g10 10 m/sm/s2 2）【思路点拨【思路点拨】解答本题时要注意以下两点：解答本题时要注意以下两点：（1 1）求位移时，优先考虑使用整体法处理。）求位移时，优先考虑使用整体法处理。（2 2）求路程时，优先考虑使用分段法处理。）求路程时，优先考虑使用分段法处理。【解析【解析】设坐标系设坐标系y y轴沿竖直方向，指向向上轴沿竖直方向，指向向上,原点取在抛出点。原点取在抛出点。(1)(1)求位移求位移y y：利用公式：利用公式：y=vy=v0 0t-t-，可得可得1 s1

22、s末：末：y y1 1(20(201-1-10101 12 2)m)m15 m15 m4 s4 s末：末：y y2 2(20(204-4-10104 42 2)m)m0 05 s5 s末：末：y y3 3(20(205-5-10105 52 2)m)m-25 m-25 m。21gt2121212(2)(2)因为上抛的最大高度因为上抛的最大高度(以抛出点为参考点以抛出点为参考点)为为h hm m =20 m=20 m，达到此高度所需时间为达到此高度所需时间为t t上上2 s2 s，所以所以s s1 1y y1 115 m15 m，s s2 22h2hm m40 m40 m，s s3 32h2hm

23、 m+(-y+(-y3 3)65 m65 m，其中其中(-y(-y3 3)为为y y3 3的绝对值。的绝对值。答案：答案：位移分别为位移分别为15 m15 m、0 0、-25 m -25 m 路程分别为路程分别为15 m15 m、40 m40 m、65 m 65 m 20v2g【变式训练【变式训练】(2012(2012淮南高一检测淮南高一检测)小球做自由落体运动，与小球做自由落体运动，与地面发生碰撞，反弹时速度大小与落地速度大小相等，若从释地面发生碰撞，反弹时速度大小与落地速度大小相等，若从释放小球时开始计时，且不计小球与地面发生碰撞的时间，则小放小球时开始计时，且不计小球与地面发生碰撞的时间

24、，则小球运动的速度图线可能是图中的球运动的速度图线可能是图中的()()【解析【解析】选选D D。自由落体运动初速度为零，据此可排除选项。自由落体运动初速度为零，据此可排除选项C C；小球与地面碰撞瞬间速度突然反向，然后做竖直上抛运动，据小球与地面碰撞瞬间速度突然反向，然后做竖直上抛运动，据此可排除选项此可排除选项A A、B B；综上分析可知本题正确选项为；综上分析可知本题正确选项为D D。【温馨提示【温馨提示】竖直方向的抛体运动是运动学中常见的物理现象，处理时要选竖直方向的抛体运动是运动学中常见的物理现象，处理时要选择恰当的处理方法，同时要确定一个正方向，应用合适的物理择恰当的处理方法，同时要

25、确定一个正方向，应用合适的物理规律进行分析和计算。规律进行分析和计算。考查内容考查内容抛体运动的综合运用抛体运动的综合运用【典例】从空中足够高的某点，以相等的速率【典例】从空中足够高的某点，以相等的速率v v0 0竖直向上和竖竖直向上和竖直向下各抛出一个物体，试分析这两个物体之间的距离与时间直向下各抛出一个物体，试分析这两个物体之间的距离与时间的关系，并讨论若以竖直下抛的物体为参考系时上抛物体的运的关系，并讨论若以竖直下抛的物体为参考系时上抛物体的运动性质。动性质。【思路点拨【思路点拨】解答本题应注意以下两点：解答本题应注意以下两点：（1 1）熟知上抛和下抛运动的特点。）熟知上抛和下抛运动的特

26、点。（2 2）解答本类题目首先要选好参考系。）解答本类题目首先要选好参考系。【解析【解析】（1 1）设从物体被抛出时开始计时，经过时间）设从物体被抛出时开始计时，经过时间t,t,这两个这两个物体相对于抛出点向上和向下的位移分别为：物体相对于抛出点向上和向下的位移分别为：则则t t时刻，这两个物体相距：时刻，这两个物体相距：s=ss=s上上+s+s下下2v2v0 0t t，即，即v v0 0一定时一定时,两物两物体间的距离与时间成正比。体间的距离与时间成正比。（2 2）若以竖直下抛的物体为参考系，由两者间距离公式）若以竖直下抛的物体为参考系，由两者间距离公式s=2vs=2v0 0t t可知，竖直上抛的物体将以可知，竖直上抛的物体将以2v2v0 0大小的速度竖直向上做匀速直线大小的速度竖直向上做匀速直线运动。运动。答案：答案：见解析见解析 220011sv tgt,sv tgt22上下