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1、抛体运动,高一年下学期物理期末复习,执教者 庄新恭,一、曲线运动的一般知识,二、抛体运动一般知识,三、竖直下抛运动,四、竖直上抛运动,五、平抛运动,六、斜(上)抛运动,1、物体做曲线运动的条件,2、曲线运动的速度方向,3、运动的合成与分解,4、机械运动的分类,一、曲线运动的一般知识,物体所受的合力F合方向(或物体的加速度a方向)与物体的速度v方向不在同一条直线上,即物体所受的合力F合方向(或物体的加速度a方向)与物体的速度v方向的夹角不为0或180。做曲线运动的物体,其所受的合力F合方向总是指向曲线凹的一侧;或者说,做曲线运动的物体,其轨迹处在合力F合与速度v夹角范围内,1、物体做曲线运动的条
2、件,【例题】,如图所示,一质点正沿曲线由A向B运动。当质点经过曲线上某点时,其所受合外力方向可能是图中中的哪几个?,答案:,沿物体运动轨迹的切线方向,且指向物体前进的方向。由于物体运动过程中不同时刻的切线方向不同,故物体速度的方向在不断的变化,因而不管物体的速度大小是否变化,物体的速度都在时刻变化,故曲线运动是变速运动。,2、曲线运动的速度方向,V1,V2,V3,(1)合运动与分运动的几种关系:运动的独立性:各个分运动独立进行,互不影响。(课本P48实验)运动的等时性:各个分运动和合运动的进行时间相等。运动的等效性:各个分运动的总体效果等效于合运动。运动的同一性:各个分运动是同一个物体的在同一
3、段时间内同时参与的几个分运动,而不是不同的几个物体的分运动。,3、运动的合成与分解,(2)平行四边形定则、三角形定则、多边形定则,正交法等。下面以速度的合成为例进行说明:,(2)合成定则,最短时间过河;最短位移过河(船静水速大于水流速度时);最短位移过河(船静水速小于水流速度时);固定航线过河时的最小静水速。处理方法:将船速分解成垂直河岸分速v和平行河岸分速v|,则垂直河岸的运动由v决定,平行河岸的运动由v|、v船共同决定。例如过河时间、垂直河岸的分位移均由决定。,(3)小船过河问题:注意船头方向,先求合速度、合加速度,根据合速度与合加速度的方向关系进行判定。,(4)几种直线运动合成以后的运动
4、类型判定方法:,4、机械运动的分类,(1)几种最基本的关系:F合(或a)与v同向,v大小增大,但方向不变;F合(或a)与v反向,v大小减小,但方向不变。,F合(或a)与v垂直,v大小不变,但方向变化。,F合(或a)与v夹锐角,v大小增大,方向变化;F合(或a)与v夹钝角,v大小减,方向变化。,(2)机械运动的分类,(3)几种常见运动的类型,自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动。各种抛体运动都是匀变速运动,竖直上抛运动和竖直下抛运动是匀变速直线运动,平抛运动、斜(上)抛运动、斜下抛运动是匀变速曲线运动。,(4)小结,利用物体所受合力方向(或物体的加速度方向)与速度方向之间的关系,就可判定物体
5、的运动路径是直线还是曲线,物体的速度大小是增加还是减小(即物体是做加速运动还是减速运动)。根据合力是否变化就可判定物体是做匀变速运动,还是做变加速运动。,1、定义,2、分类,3、处理方法,4、特征,二、抛体运动一般知识,1、定义 2、分类,物体以一定的初速度抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动,叫做抛体运动。,(1)竖直下抛运动(2)竖直上抛运动(3)平抛运动(4)斜(上)抛运动(4)斜下抛运动,3、处理方法,(1)看成下列两种运动的合运动:沿初速度v0方向的匀速直线运动,沿重力方向的自由落体运动。(2)看成下列两种运动的合运动:水平方向的匀速直线运动(或静止),竖直方向的匀变速
6、直线运动(3)若不想分解初速度v0,则可处理成以下两种运动的合运动:垂直于v0方向的初速度为0的匀加速直线运动,沿v0方向的匀变速直线运动。(4)机械能守恒定律,动能定理,过程的整体法、隔离法:研究过为整个运动过程,则称为运动过程的整体法;研究过程为整个过程的一部分,则为隔离法。,3、处理方法,4、特征,(1)是匀变速运动:竖直上抛运动、竖直下抛运动是匀变速直线运动;斜(上)抛运动、平抛运动、斜下抛运动匀变速曲线运动。且a=F合/m=mg/m=g,a的方向竖直向下。(2)轨迹:直线或抛物线,1、定义,2、处理方法,三、竖直下抛运动,1、定义,把物体以一定的初速度向下竖直抛出,不考虑空气阻力,物
7、体只在重力作用下所做的运动,叫做竖直下抛运动。,2、处理方法,(1)初速度为v0(竖直向下)、加速度为g(竖直向下)的匀加速直线运动,一般取竖直向下为正向。以下为几个基本公式:,s=gT2,(2)自由落体运动和速度为v0(竖直向下)的匀速直线运动的合运动。,(3)机械能守恒定律,动能定理,1、定义,2、特点,3、处理方法,4、重要结论,四、竖直上抛运动,1、定义 2、特点,把物体以一定的初速度向上竖直抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动,叫做竖直上抛运动。是匀变速直线运动,加速度大小为g,加速度方向竖直向下。其中上升阶段是匀减速直线运动,下降阶段是自由落体运动初速度为零的匀加速直
8、线运动。,3、处理方法,(1)分段处理法(隔离法)取竖直向上为正方向,上升阶段看成初速度为v0,加速度为a=-g的匀减速直线运动;上升阶段也可处理成自由落体运动的逆过程。以下为几个基本公式:,s=gT2,下降阶段为自由落体运动。以下为几个基本公式:,s=gT2,(2)整体法(3)合成与分解法(4)功能法,(2)整体法:取竖直向上为正方向,将全程看作初速度为v0,加速度为a=-g的匀变速直线运动。由,可知,vt0时物体正在上升,vt=0物体到达最高点,vt0物体下在下降。由,可知,s0时物体在抛出点的上方,s0时物体在抛出点的下方。,(3)合成与分解法:看成沿竖直向上的速度为v0的匀速直线运动和
9、自由落体运动的合运动。,(4)机械能守恒定律,动能定理,【例题】,答案:1s,3s,,1、请作出做竖直上抛和竖直下抛的物体的速度-时间图象2、某人站在高层楼房的阳台外侧以20m/s的速度竖直上抛一石块,运动到离抛出点15m处时,所经历的时间为多少?(不计空气阻力,g取10m/s2),4、重要结论,(1)上升用时:T=v0/g(如何推导?),(2)射高:(如何推导?),(3)竖直上抛运动具有对称性:上升和下降经过同一段距离所用时间相同;上升和下降经过同一位置时的速度大小速率(速度大小)相同。,1、定义,2、处理方法,3、基本规律,4、重要结论,五、平抛运动,1、定义,把物体以一定的初速度沿水平方
10、向抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动,叫做平抛运动。几种抛出的初始情景:,2、处理方法,(1)分解成沿水平方向的匀速直线运动和沿竖直方向的自由落体运动。(2)机械能守恒定律,动能定理实验研究:课本P48、P55频闪照片研究:课本P54,3、基本规律,4、重要结论,(1)轨迹:抛物线,(2)tan=2tan,(3)速度v的反向延长线交x轴于x/2处(水平位移的中点),且有偏角公式 tan=y/(x/2),(4)相同时间t内的速度变化量v相同,且v=gt=vy2-vy1=vy3-vy2=v方向竖直向下。请作图推导。还有其它办法理解吗?,(5)物体在空中的运动时间:,落点在水平面上时
11、:空中运动时间 仅与h有关;水平射击程 s=v0t=v0,与v0和h均有关;落地速度大小(也可用机械能守恒定律或动能定理推导)与v0及h都有关;落地速度方向(还有其它推导方法)与v0及h都有关。,落点在竖直面上时:空中运动时间,与v0、抛出点与竖直面的距离L都有关。,落点在斜面上:垂直撞在斜面上时,由得空中运动时间为,从斜面上某点水平抛出,又落在斜面上,由,得空中运动时间为,1、定义,2、处理方法,3、实验控究,4、基本规律,六、斜(上)抛运动,1、定义,把物体以一定的初速度沿与水平方向成一定角度斜向上抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动,叫做斜抛运动。,2、处理方法,(1)分解
12、成:沿水平方向的匀速直线运动、沿竖直方向的竖直上抛运动。(2)看成下列两种运动的合运动:沿初速度v0方向的匀速直线运动、沿重力方向的自由落体运动。(3)下降阶段是平抛运动,初速度为V0cos。上升阶段看成平抛运动的逆过程。可见斜抛运动具有对称性。(4)机械能守恒定律,动能定理,3、实验控究,实验控究:课本P59,4、规律:,(1)加速度:ax=0,ay=-g。合加速a=-g,方向竖直向下,与y轴正向相反,故取负值。(2)速度:Vx=V0 x=V0cos,Vy=V0y-gt=V0sin-gt。合速度的大小,方向(3)位移:x=V0 xt=V0cost,y=V0yt-gt2/2=V0sint-gt2/2,合位移大小,方向,(4)轨迹:抛物线 由x=V0 xt=V0cost和y=V0sint-gt2/2可得,(5)上升时间:(如何推导?),(6)射高:(至少有三种方法可推出这个式子),(7)射程:(如何推导?)。,