平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律課件一、運(yùn)動(dòng)的合成與分解1.合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)(1)物理學(xué)中,把物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)就叫做合運(yùn)動(dòng).而把組成合運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)或幾個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做分運(yùn)動(dòng).(2)運(yùn)動(dòng)的合成:由已知的分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)的過(guò)程.(3)運(yùn)動(dòng)的分解:由已知的合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)的過(guò)程.2.怎樣求合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)(1)運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵循平行四邊形定則.(2)研究運(yùn)動(dòng)的合成與分解就是要研究描述運(yùn)動(dòng)的位移、速度和加速度等物理量合成和分解.3.運(yùn)動(dòng)的合成是否就是把兩個(gè)運(yùn)動(dòng)加起來(lái)?為什么?提示:不是.運(yùn)動(dòng)的合成要根據(jù)平行四邊形定則求和,不是代數(shù)相加減.二、平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律研究方法:在水平、豎直兩個(gè)互相垂直的方向上分別研究.1.平拋運(yùn)動(dòng)的速度(1)水平方向:不受力,為勻速直線運(yùn)動(dòng),即vx=v0.(2)豎直方向:只受重力,為自由落體運(yùn)動(dòng),即vy=gt.2.平拋運(yùn)動(dòng)的位移(1)水平方向:x=v0t(2)豎直方向:y=

gt24.如果下落時(shí)間足夠長(zhǎng),平拋運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向可能變?yōu)樨Q直方向嗎?為什么?提示:不可能.無(wú)論下落時(shí)間多長(zhǎng),水平速度不變,根據(jù)速度的合成,合速度不會(huì)沿豎直方向.1.正誤辨析(1)合運(yùn)動(dòng)的速度一定大于每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度.

(

)(2)兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng).

(

)(3)一個(gè)物體在空中做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和拋出時(shí)的初速度有關(guān).

(

)(4)決定一個(gè)平拋運(yùn)動(dòng)的物體其水平位移的因素只有初速度.

(

)(5)平拋運(yùn)動(dòng)的末速度是合速度,一定不會(huì)豎直向下.

(

)答案:(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√2.船在靜水中的航速為v1,水流的速度為v2.為使船行駛到河正對(duì)岸的碼頭,則v1相對(duì)v2的方向應(yīng)為(

)解析:根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解的知識(shí),可知要使船垂直到達(dá)對(duì)岸,即要船的合速度指向?qū)Π?根據(jù)平行四邊形定則可知,選項(xiàng)C正確.答案:C3.摩托車(chē)跨越表演是一項(xiàng)驚險(xiǎn)刺激的運(yùn)動(dòng),受到許多極限運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者的喜愛(ài).假設(shè)在一次跨越河流的表演中,摩托車(chē)離開(kāi)平臺(tái)時(shí)的速度為24m/s,成功落到對(duì)面的平臺(tái)上,測(cè)得兩岸平臺(tái)高度差為5m,如圖所示.若飛越中不計(jì)空氣阻力,摩托車(chē)可以近似看成質(zhì)點(diǎn),g取10m/s2,求:(1)摩托車(chē)在空中的飛行時(shí)間;(2)摩托車(chē)落地前瞬間的速度大小.解析:(1)摩托車(chē)在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),由h=gt2,解得t=1

s.(2)豎直方向速度vy=gt=10

m/s摩托車(chē)落地前瞬間的速度大小為答案:(1)1s

(2)26m/s合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)的判斷觀察右圖,風(fēng)中下落的雨滴,思考以下問(wèn)題:(1)雨滴是勻加速下落嗎?其加速度由什么因素決定?(2)雨滴的軌跡一定是直線嗎?軌跡是直線還是曲線由什么因素決定?要點(diǎn)提示:(1)不是.雨滴下落過(guò)程中阻力發(fā)生變化,故其合力不恒定;加速度由雨滴所受合力決定.(2)不一定.雨滴的軌跡是直線還是曲線要看雨滴加速度的方向與速度方向間的關(guān)系.1.判斷方法(1)根據(jù)合加速度是否為恒量判定合運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)還是非勻變速運(yùn)動(dòng).若合加速度不變且不為零,則合運(yùn)動(dòng)為勻變速運(yùn)動(dòng);若合加速度變化,則為非勻變速運(yùn)動(dòng).(2)根據(jù)合加速度與合初速度是否共線判斷合運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng).若合加速度與合初速度在同一直線上,則合運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng),否則為曲線運(yùn)動(dòng).2.兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的幾種可能情況(1)兩個(gè)同一直線上的分運(yùn)動(dòng)的合成兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)在同一直線上,無(wú)論方向是同向的還是反向的,無(wú)論是勻速的還是變速的,其合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng).(2)兩個(gè)互成角度的分運(yùn)動(dòng)的合成①兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng).當(dāng)v1、v2同向時(shí),v合=v1+v2;當(dāng)v1、v2反向時(shí),v合=v1-v2;當(dāng)v1、v2互成角度時(shí),v合由平行四邊形定則求解.②兩個(gè)初速度均為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是勻加速直線運(yùn)動(dòng),并且合運(yùn)動(dòng)的初速度為零,a合由平行四邊形定則求解.③一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和另一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度即為合運(yùn)動(dòng)的加速度.【例1】

(多選)關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成,下列說(shuō)法正確的是

(

)A.兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),一定是直線運(yùn)動(dòng)B.兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),可能是曲線運(yùn)動(dòng)C.兩個(gè)互成角度的勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)D.兩個(gè)互成角度的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),一定是勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析:兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合成,合速度等于兩個(gè)分速度的矢量和,加速度為零,即合力為零,故合運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng),C正確;兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合加速度方向與合速度的方向不一定在同一直線上,既有可能是曲線運(yùn)動(dòng),也有可能是直線運(yùn)動(dòng),故A、D錯(cuò)誤,B正確.答案:BC規(guī)律方法判斷物體是否做勻變速運(yùn)動(dòng)的方法(1)若a=0時(shí),物體沿合初速度v0的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng);(2)若a≠0且a恒定時(shí),做勻變速運(yùn)動(dòng);(3)若a≠0且a變化時(shí),做非勻變速運(yùn)動(dòng).變式訓(xùn)練1(多選)下圖是塔吊臂上有一可以沿水平方向運(yùn)動(dòng)的小車(chē)A,小車(chē)下裝有吊著物體B的吊鉤,在小車(chē)A與物體B以相同的水平速度沿吊臂方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí),吊鉤將物體B向上吊起,A、B之間的距離d與吊臂距地面的高度H的數(shù)學(xué)關(guān)系為d=H-2t2(d、H單位為米,t單位為秒),則物體做(

)A.速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng)B.速度大小增大的曲線運(yùn)動(dòng)C.加速度大小、方向均不變的曲線運(yùn)動(dòng)D.加速度大小、方向均變化的曲線運(yùn)動(dòng)解析:由題意可知,B物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),B物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),對(duì)速度和加速度進(jìn)行合成可知,加速度恒定且與速度不共線,B物體做勻加速曲線運(yùn)動(dòng).答案:BC運(yùn)動(dòng)的合成與分解從你的鉛筆盒里取一塊橡皮,用一根細(xì)線拴住,把線的另一端用圖釘固定在豎直放置的圖板上.按圖所示的方法,用鉛筆靠著線的左側(cè),沿直尺向右勻速移動(dòng),再向左移動(dòng),來(lái)回做幾次,仔細(xì)觀察橡皮的運(yùn)動(dòng)軌跡.結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,討論以下問(wèn)題:(1)橡皮的運(yùn)動(dòng)是由哪兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成的?(2)合運(yùn)動(dòng)的位移與分運(yùn)動(dòng)的位移矢量之和有什么關(guān)系?(3)合運(yùn)動(dòng)的速度v與分運(yùn)動(dòng)的速度v1、v2矢量之和有什么關(guān)系?要點(diǎn)提示:(1)由水平方向和豎直方向兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)合成的.(2)大小相等.(3)大小相等.對(duì)運(yùn)動(dòng)的合成與分解的理解

甲

【例2】

一小船渡河,河寬d=180m,水流速度v1=2.5m/s,船在靜水中的速度為v2=5m/s.(1)欲使船在最短的時(shí)間內(nèi)渡河,船頭應(yīng)朝什么方向?用多長(zhǎng)時(shí)間?位移是多少?(2)欲使船渡河的航程最短,船頭應(yīng)朝什么方向?用多長(zhǎng)時(shí)間?位移是多少?解析:(1)欲使船在最短時(shí)間內(nèi)渡河,船頭應(yīng)朝垂直河岸方向.當(dāng)船頭垂直河岸時(shí),如圖甲所示.合速度為傾斜方向,垂直分速度為v2=5

m/s.(2)欲使船渡河航程最短,應(yīng)垂直河岸渡河,船頭應(yīng)朝上游與垂直河岸方向成某一夾角α如圖乙所示,有v2sin

α=v1,得α=30°所以當(dāng)船頭向上游偏30°時(shí)航程最短.s'=d=180

m.規(guī)律方法解決小船過(guò)河問(wèn)題應(yīng)注意的問(wèn)題(1)渡河時(shí)間只與船垂直于河岸方向的分速度有關(guān),與水流速度無(wú)關(guān).(2)船渡河位移最短值與v船和v水大小關(guān)系有關(guān).當(dāng)v船>v水時(shí),河寬即為最短位移;當(dāng)v船<v水時(shí),應(yīng)利用圖解法求極值的方法處理.變式訓(xùn)練2在漂流探險(xiǎn)中,探險(xiǎn)者駕駛摩托艇想上岸休息.假設(shè)江岸是平直的,江水沿江向下游流去,水流速度為v1,摩托艇在靜水中的航速為v2,原來(lái)的地點(diǎn)離岸邊最近處O的距離為d.若探險(xiǎn)者想在最短時(shí)間內(nèi)靠岸,則摩托艇登陸的地點(diǎn)離O點(diǎn)的距離為(

)解析:根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性和等時(shí)性可知,當(dāng)艇垂直河岸航行時(shí),答案:C平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解及應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),研究平拋運(yùn)動(dòng),我們可以建立平面直角坐標(biāo)系,以拋出點(diǎn)為原點(diǎn)O,沿初速度方向建立x軸,沿重力方向豎直向下建立y軸.(1)物體在x方向、y方向分別做什么運(yùn)動(dòng)?(2)平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、水平位移和落地速度由哪些因素決定?要點(diǎn)提示:(1)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向不受力的作用,做勻速直線運(yùn)動(dòng);豎直方向上在重力的作用下,做自由落體運(yùn)動(dòng).(2)平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由下落高度y決定,水平位移和落地速度則由初速度v0和下落高度y共同決定.1.平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),不能直接應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式,常常采用運(yùn)動(dòng)分解的辦法,即把平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng).2.平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

3.平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)重要推論(1)做平拋(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的物體任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線一定通過(guò)此時(shí)水平位移的中點(diǎn),如圖中A點(diǎn)和B點(diǎn)所示.(2)做平拋(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的物體在任一時(shí)刻任一位置處,設(shè)其速度方向與水平方向的夾角為θ,位移與水平方向的夾角為α,如圖所示,則tanθ=2tanα.【例3】

從某一高度處水平拋出一物體,它著地時(shí)的速度是50m/s,方向與水平方向成53°.求:(g取10m/s2,cos53°=0.6,sin53°=0.8)(1)拋出點(diǎn)的高度和水平射程;(2)拋出后3s末的速度;(3)拋出后3s內(nèi)的位移.解析:(1)設(shè)著地時(shí)的豎直方向的速度為vy,水平速度為v0,則有vy=vsin

θ=50×0.8

m/s=40

m/sv0=vcos

θ=50×0.6

m/s=30

m/s(2)設(shè)拋出后3

s末的速度為v3,則豎直方向的分速度vy3=gt3=10×3

m/s=30

m/s(3)3

s內(nèi)物體水平方向的位移x3=v0t3=30×3

m=90

m豎直方向的位移答案:(1)80m

120m

規(guī)律方法平拋運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)有用的結(jié)論

變式訓(xùn)練3發(fā)球機(jī)從同一高度向正前方依次水平射出兩個(gè)速度不同的乒乓球(忽略空氣的影響).速度較大的球越過(guò)球網(wǎng),速度較小的球沒(méi)有越過(guò)球網(wǎng),其原因是(

)A.速度較小的球下降相同距離所用的時(shí)間較多B.速度較小的球在下降相同距離時(shí)在豎直方向上的速度較大C.速度較大的球通過(guò)同一水平距離所用的時(shí)間較少D.速度較大的球在相同時(shí)間間隔內(nèi)下降的距離較大解析:同一高度射出的乒乓球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),下降相同的距離,所用的時(shí)間相同,在豎直方向上的速度相同;下降相同的時(shí)間間隔,下降的距離相同,故A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤.乒乓球在水平方向上做勻速運(yùn)動(dòng).通過(guò)同一水平距離,速度較大的球所用的時(shí)間較少,下落的高度較小,故能過(guò)網(wǎng),故C項(xiàng)正確.答案:C1.決定平拋運(yùn)動(dòng)物體飛行時(shí)間的因素是(

)A.初速度

B.拋出時(shí)的高度C.拋出時(shí)的高度和初速度 D.以上均不對(duì)解析:平拋運(yùn)動(dòng)的飛行時(shí)間由其豎直分運(yùn)動(dòng)決定,由公式y(tǒng)=gt2知,飛行時(shí)間由拋出時(shí)的高度決定,故B正確