5.2 平抛运动

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5.2 平抛运动

一、抛体运动

把一个粉笔头以任意角度向空中抛出。运动及受力情况

1.以一定的初速度将物体抛出,在空气阻力可以忽略的情况下,物体所做的运动叫做抛体运动。

2.初速度沿水平方向的抛体运动叫做平抛运动。

3.抛体运动还有竖直上抛、竖直下抛、斜向上抛、斜向下抛。

二、平抛运动的速度

1. 平抛运动的条件

(1) 初速度沿水平方向 (2)运动过程中只受重力作用

加速度为g的匀变速曲线运动。

2. 平抛运动的研究方法

运动分解:(1)水平方向做匀速直线运动; (2)竖直方向做自由落体运动

3. 平抛运动的速度

水平方向:0xvv

竖直方向: yvgt

t时刻的速度大小及方向:22xyvvv

0tanyxvgtvv

三. 平抛运动的位移

1. 水平位移:0xvt 竖直位移:212ygt

t时间内合位移: 22sxy

2. 轨迹:222xvgy 抛物线

四.平抛运动的几个有用的推论

1. 运动时间2htg, 即飞行时间取决于下落高度,与初速度0v无关。

2. 落地的水平距离002hxvtvg. 由初速度及高度共同决定。

3. 落地速度22202xyvvvvgh,由初速度及高度共同决定。

4. 速度变化量vgt,如右图。

5. (1)平抛运动的速度偏角与位移偏角的关系:

tan2tan

(2)某时刻速度v的反向延长线与x轴的交点

为这段时间内水平位移的中点。

x y

vx vy

O θ v

五. 斜抛运动

1.两个分运动

运动分解:(1)水平方向:做初速度0cosv匀速直线运动;

(2)竖直方向:做0sinv加速度为g的竖直上抛或竖直下抛运动。

2.斜抛运动的速度

0cosxvv, 0sinyvvgt

t时刻的速度大小及方向:22xyvvv 00sintancosyxvvgtvv

3. 斜抛运动的位移

0cosxvt 201sin2yvtgt

4. 射高、射程

射高: 20(sin)2vHg

条件:竖直方向速度为0时

射程: 20sin2vXg 条件: 竖直方向的位移为0时

5. 斜抛重要结论: 斜抛运动上升和下落是对称的,时间相等。

六. 例题分析

例1. 从某一高度处水平抛出一物体,它着地时速度是50 m/s,方向与水平方向成53°。g取10 2m/s,cos530.6,sin530.8,求:

(1)抛出点的高度和水平射程;

(2)抛出后3s末的速度;

(3)抛出后3s内的位移。

例2. 飞机离地面高度H=500 m, 水平飞行的速度0100 m/sv,前方地面上有一辆静止的汽车,欲投弹击中汽车,飞机应距离汽车水平距离多远处释放炸弹(g取10 2m/s)。

练习1:上题中其它条件不变,若地面上的汽车以速度20 m/sv与飞机同向行驶欲投弹击中汽车,飞机应距离汽车水平距离多远处释放炸弹?

例3. 如图所示,以10 m/s的水平初速度抛出的物体,飞行一段

时间后,垂直地撞在倾角为30°的斜面上,g取10 2m/s,则

这段飞行所用的时间为( )

A. 23 s B. 233 s C. 3 s D. 2 s

练习2: 30°的斜面,以10 m/s的水平初速度从A点抛出的物体,飞行一段时间后,撞在斜面上的B点,g取10 2m/s,则这段

飞行所用的时间为多少?

例4.以相同的初速度,不同的抛射角同时抛出三个小球A、B、C,A、B、C三球在空中的运动轨迹如图所示,下列说法中正确的是( )

A. A、B、C三球在运动过程中,加速度都相同

B. B球的射程最远,所以最迟落地

C. A球的射高最大,所以最迟落地

D. A、C两球的射程相等,两球的抛射角互为余角,即2AC

练习3:以相同大小的初速度,在同一地点分别以跟水平面成30°、45°、60°的抛射角同时抛出三个小球A、B、C,则飞行时间最短的是 ,射程最大的是 ,射高最大的是 。

例5. 斜面上有a、b、c、d四个点,如图所示,ab=bc=cd,从a点正上方的O点以速度v水平抛出一个小球,它落在斜面上b点,若小球从O点以速度2v水平抛出,不计空气阻力,则它落在斜面上的( )

A. b与c之间某一点 B. c点

C.c与d之间某一点 D. d点

【例题答案】例1.(1)80m,120m ;(2)302 m/s ,与水平方向夹角为45°;

(3)455m,与水平方向夹角为1arctan2

例2.1000 m;练习1. 800 m;例3. C; 练习2. 233 s 例4. ACD 练习3.ABC 例5.A