2021年高中物理（新教材）鲁科版必修第二册课件：第2章　习题课平抛运动规律的应用.pptx

1、习题课:平抛运动规律的应用 学习目标 思维导图 1.理解平抛运 动中位移偏转 角和速度偏转 角的关系,并能 灵活应用。 2.掌握平抛运 动与斜面相结 合的几种情况, 会分析解决这 类问题。 问题一 问题二 随堂检测 平抛运动的两个推论平抛运动的两个推论 情境导引 从坐标原点O以初速度v0水平抛出的物体,经时间t到达A点。 (1)求出此时A点的速度方向和t时间内位移的方向,根据所求的结果, 你有什么发现? (2)结合以上结论并观察A点速度反向延长线与x轴的交点,你有什 么发现? 问题一 问题二 随堂检测 要点提示:(1)如图所示,A 点速度方向与水平方向的夹角满足 tan = = 0,t 时间内

2、位移方向与水平方向的夹角满足 tan = = 1 2 2 = 20。可知 tan =2tan 。 (2)把A点速度反向延长后与x轴相交于B点,由tan = tan ,可知B 点为此时水平位移的中点。 1 2 问题一 问题二 随堂检测 知识点拨 平抛运动的两个推论 (1)某时刻速度、位移与初速度方向的夹角分别为、,它们的关系 为tan =2tan 。 (2)平抛运动的物体在任意时刻瞬时速度的反向延长线一定通过此 时水平位移的中点。 问题一 问题二 随堂检测 实例引导 例1如图所示,将一小球从坐标原点沿着水平轴 Ox以v0=2 m/s 的速度抛出,经过一段时间到达 P点,M为P点在Ox轴上的投影,

3、作小球轨迹在P 点的切线并反向延长,与Ox轴相交于Q点,已知 QM=3 m,则小球运动的时间为( ) A.1 s B.1.5 s C.2.5 s D.3 s 解析:由平抛运动推论可知,Q为OM的中点,则从O点运动到P点的过 程中,小球发生的水平位移x=OM=2QM=6 m。由于水平方向做匀 速直线运动,则小球在这段过程中运动的时间为t= s=3 s,故 选项D正确。 答案:D 0 = 6 2 问题一 问题二 随堂检测 规律方法 平抛运动问题中时间的求解方法 (1)位移法:利用水平位移或竖直位移求解时间,由平抛运动的时间等 于各分运动的时间,根据水平方向得 t= 0或竖直方向 h= 1 2gt

4、2,得 t= 2 。 (2)速度法:利用速度求解时间,先求出竖直分速度,由于竖直方向为 自由落体运动,则有 vy=gt,故 t= 。 (3)推论法:利用匀变速直线运动的推论h=gT2求解时间间隔。 问题一 问题二 随堂检测 变式训练1如图所示,从倾角为的斜面上某点先后将同一小球以不 同的初速度水平抛出,小球均落在斜面上,当抛出的速度为v1时,小 球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为1;当抛出速度为v2时,小球 到达斜面时速度方向与斜面的夹角为2,则( ) A.当v1v2时,12 B.当v1v2时,12 C.无论v1、v2关系如何,均有1=2 D.1、2的关系与斜面倾角有关 问题一 问题二 随堂检

5、测 解析:物体从斜面某点水平抛出后落到斜面上,物体的位移与水平方 向的夹角等于斜面倾角 ,即 tan = = 1 2 2 0 = 20,设物体落到斜面 上时速度方向与水平方向的夹角为 ,则 tan = = 0,故可得 tan =2tan ,只要小球落到斜面上,位移方向与水平方向夹角就总是 , 则小球的速度方向与水平方向的夹角也总是 ,故速度方向与斜面 的夹角就总是相等,与 v1、v2的关系无关,C 选项正确。 答案:C 问题一 问题二 随堂检测 平抛运动与斜面结合的问题平抛运动与斜面结合的问题 情境导引 跳台滑雪是勇敢者的运动。在利用山势特别建造的跳台上,运动员 穿着专用滑雪板,不带雪杖在助滑

6、路上获得高速后水平飞出,在空 中飞行一段距离后着陆,如图所示。运动员从斜坡上的A点水平飞 出,再次落到斜坡上的B点。 问题一 问题二 随堂检测 要点提示:(1)根据斜面的倾角可以确定位移的方向,位移方向与水 平方向的夹角为。 (2)根据tan = 可求运动时间t,进而求出下落的高度、水平射程, 落到B点的速度大小、方向,离开斜坡的最远距离、时间等。 (1)根据斜面倾角可以确定运动员在B点位移的方向吗?方向是怎样 的? (2)若已知斜坡的倾角和从A点飞出的速度v0,重力加速度为g,你能 够求出平抛运动的哪些物理量? 20 问题一 问题二 随堂检测 知识点拨 平抛运动与斜面相结合问题 常见的几种情

7、况是: 1.由斜面顶端开始,仍落到斜面上。这种情 形说明位移沿斜面,即斜面的倾角就是位移 与水平方向的夹角。 2.由斜面外开始,垂直打在斜面上。这种情形描述了速度的方向,即 速度偏转角与斜面倾角互余。 问题一 问题二 随堂检测 3.由斜面顶端开始,仍落到斜面上,过程中何时 距斜面最远。即合速度与斜面平行(速度偏 向角等于斜面倾角)的点。原因是在此之前 和之后合速度都有垂直斜面的分速度。 4.由斜面外开始,要求以最短位移打到斜面上。这种情况描述了位 移方向与斜面垂直,位移与水平方向的夹角与斜面倾角互余。 问题一 问题二 随堂检测 5.由斜面外开始,沿斜面方向落入斜面。这种情况描述了落上斜面 的物

8、体具有的合速度方向为沿斜面的方向。 问题一 问题二 随堂检测 实例引导 例2如图所示,AB为斜面,倾角为30,小球从A 点以初速度v0水平抛出,恰好落在B点, 求:AB间的距离和物体在空中飞行的时间。 解析:小球做平抛运动,在水平方向上是匀速直线运动,在竖直方向上 是自由落体运动,有 x=v0t,y= 2 2 小球由 A 点抛出,落在 B 点,故有 tan 30= = 20 t=20tan30 = 2 30 3 ,x=v0t=2 30 2 3 故 AB 间的距离 L= cos30 = 402 3 。 答案:40 2 3 2 30 3 问题一 问题二 随堂检测 规律方法 求解平抛运动与斜面相结合

9、问题的方法 (1)对于垂直打在斜面上的平抛运动,画出速度分解图;对于重新落 在斜面上的平抛运动,画出位移分解图。 (2)确定合速度(或合位移)与水平方向的夹角,利用夹角确定分速度 (或分位移)的关系。 (3)再结合平抛运动在水平方向和竖直方向的位移公式或速度公式 列式求解。 问题一 问题二 随堂检测 变式训练2如图,小球以15 m/s 的水平初速度向一倾角为37的斜 面抛出,飞行一段时间后,恰好垂直撞在斜面上。g取10 m/s2, tan 53= 。求: (1)小球在空中的飞行时间。 (2)抛出点距落点的高度。 4 3 解析:如图所示。由几何关系知,=90-37=53。 (1)由图得 tan

10、= 0 = 0, 得飞行时间 t=0 tan =2 s。 (2)高度 h=1 2gt 2=1 2102 2 m=20 m。 答案:(1)2 s (2)20 m 问题一 问题二 随堂检测 1.如图所示,一物体自倾角为的固定斜面顶端沿水平方向抛出后 落在斜面上。物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角满足 ( ) A.tan =sin B.tan =cos C.tan =tan D.tan =2tan 解析:竖直速度与水平速度之比为 tan = 0,竖直位移与水平位移之 比为 tan = 1 2 2 0 ,故 tan =2tan ,D 正确。 答案:D 问题一 问题二 随堂检测 2.如图所示,两个相对

11、的斜面,倾角分别为37和53。在顶点把两 个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出,小球都落在 斜面上。若不计空气阻力,则A、B两个小球的运动时间之比为 ( ) A.11 B.43 C.169 D.916 解析:求时间之比只需求出落到斜面上的竖直分速度之比即可,因为 0 = 2 =2tan ,所以 vy=2v0tan 。又 vy=gt,所以 t=20tan tan 。从 平抛到落到斜面上的时间之比1 2 = tan37 tan53 = 9 16,选项 D 正确。 答案:D 问题一 问题二 随堂检测 3.如图所示,球网上沿高出桌面H,网到桌边的距离为L。某人在乒 乓球训练中,从左侧 处,将

12、球沿垂直于网的方向水平击出,球恰好 通过网的上沿落到右侧桌边缘。设乒乓球的运动为平抛运动。则 乒乓球( ) A.在空中做变加速直线运动 B.在水平方向做匀加速直线运动 C.在网的右侧运动的时间是左侧的2倍 D.击球点的高度是网高的2倍 2 问题一 问题二 随堂检测 解析:本题考查平抛运动的规律,意在考查学生对平抛运动各物理量 的理解。乒乓球被击出后,在重力的作用下做平抛运动,其运动可分 解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动,A、 B 错误;球在网的左侧和右侧通过的水平距离之比 1 2 = 水平1 水平2 = 1 2 = 1 2,C正确;设击球点到桌面的高度为h,则击球点到网上沿的高度 与击球点到桌面的高度之比为- = 1 21 2 1 2(1+2) 2 = 1 9,所以击球点的高 度与网高度之比为 = 9 8,D 错误。 答案:C