平抛运动
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第二讲:平抛运动一、平抛运动1.定义:将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,物体只在重力作用下的运动.2.性质:平抛运动是加速度为g 的匀变速曲线运动,运动轨迹是抛物线.3.研究方法:运动的合成与分解 (1)水平方向:匀速直线运动; (2)竖直方向:自由落体运动. 4.基本规律如图,以抛出点O 为坐标原点,以初速度v 0方向(水平方向)为x 轴正方向,竖直向下为y 轴正方向.(1)位移关系(2)速度关系(3)轨迹方程:h =g2v 02x 25.基本应用例题、如图所示,x 轴在水平地面上,y 轴在竖直方向.图中画出了从y 轴上沿x 轴正方向水平抛出的三个小球a 、b 和c 的运动轨迹.不计空气阻力,下列说法正确的是( )A .a 和b 的初速度大小之比为2∶1B .a 和b 在空中运动的时间之比为(1)飞行时间由t =2hg知,时间取决于下落高度h ,与初速度v 0无关.(2)水平射程x =v 0t =v 02hg,即水平射程由初速度v 0和下落高度h 共同决定,与其他因素无关. (3)落地速度v =v x 2+v y 2=v 02+2gh ,以θ表示落地速度与水平正方向的夹角,有tan θ=v y v x=2ghv 0,落地速度与初速度v 0和下落高度h 有关. (4)速度改变量因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g ,所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔Δt 内的速度改变量Δv =g Δt 是相同的,方向恒为竖直向下,如图所示.(5)两个重要推论①做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一例题、如图甲所示是网球发球机,某次室内训练时将发球机放在距地面一定的高度,然后向竖直墙面发射网球.假定网球均水平射出,某两次射出的网球碰到墙面时速度与水平方向夹角分别为30°和60°,若不考虑空气阻力,则( )A.两次发射的初速度大小之比为3∶1定通过此时水平位移的中点,如图所示,即x B =x A2.推导:⎭⎪⎬⎪⎫tan θ=y Ax A -x Btan θ=v yv 0=2y Ax A→x B=x A2①做平抛运动的物体在任意时刻任意位置处,有tan θ=2tan α. 推导:⎭⎪⎬⎪⎫tan θ=v y v 0=gtv 0tan α=y x =gt 2v 0→tan θ=2tan α二、与斜面结合的平抛运动1.顺着斜面平抛(如图)方法:分解位移.x =v 0t ,y =12gt 2,tan θ=y x,可求得t =2v 0tan θg.2.对着斜面平抛(垂直打到斜面,如图) 方法:分解速度.v x =v 0, v y =gt ,tan θ=v x v y =v 0gt,可求得t =v 0g tan θ.三、斜抛运动1.定义:将物体以初速度v 0斜向上方或斜向下方抛出,物体只在重力作用下的运动.2.性质:斜抛运动是加速度为g 的匀变速曲线运动,运动轨迹是抛物线.3.研究方法:运动的合成与分解(1)水平方向:匀速直线运动;(2)竖直方向:匀变速直线运动.例题、某同学在练习投篮时将篮球从同一位置斜向上抛出,其中有两次篮球垂直撞在竖直放置的篮板上,运动轨迹如图所示,不计空气阻力,关于这两次篮球从抛出到撞击篮板的过程( )4.基本规律(以斜上抛运动为例,如图所示)(1)水平方向:v 0x =v 0cos θ,F 合x =0;做匀速直线运动,v 0x =v 0cos θ,x =v 0tcos θ. (2)竖直方向:v 0y =v 0sin θ,F 合y =mg .做竖直上抛运动,v 0y =v 0sin θ,y =v 0tsin θ-12gt2四、类平抛运动1.类平抛运动物体受到与初速度垂直的恒定的合外力作用时,其轨迹与平抛运动相似,称为类平抛运动.类平抛运动的受力特点是物体所受合力为恒力,且与初速度的方向垂直.2.类平抛运动问题的求解技巧(1)常规分解法:将类平抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向(即沿合力方向)的匀加速直线运动,两分运动彼此独立,互不影响,且与合运动具有等时性.(2)特殊分解法:对于有些问题,可以过抛出点建立适当的直角坐标系,将加速度a 分解为a x 、a y ,初速度v 0分解为v x 、v y ,然后分别在x 、y 方向上列方程求解.针对训练题型1:平抛运动性质例题、如图所示的光滑斜面ABCD 是边长为l 的正方形,倾角为30°,一物块(视为质点)沿斜面左上方顶点A 以平行于AB 边的初速度v 0水平射入,到达底边CD 中点E ,则( )A .初速度2glB .初速度4glC .物块由A 点运动到E 点所用的时间2lt g= D .物块由A 点运动到E 点所用的时间lt g=1.关于平抛运动的性质,以下说法中正确的是()A.变加速运动B.匀变速运动C.匀速率曲线运动D.不可能是两个直线运动的合运动2.人站在平台上平抛一小球,球离手时的速度为v1,落地时速度为v2,不计空气阻力,下列图中能表示出速度矢量的演变过程的是()A.B.C.D.题型2:平抛运动规律3.如图所示,从A、B、C三个不同的位置向右分别以v A、v B、v C的水平初速度抛出三个小球A、B、C,其中A、B在同一竖直线上,B、C在同一水平线上,三个小球均同时落在地面上的D点,不计空气阻力。
平抛运动的速度平抛运动是物理学中常见的一种运动形式,指的是物体沿着水平方向做抛体运动。
在平抛运动中,物体只受到重力的垂直向下的作用力,而在水平方向上没有作用力。
本文将详细介绍平抛运动的速度以及相关的物理原理。
1. 速度的定义和计算公式速度是物体在单位时间内所移动的距离,可以用公式v = Δx/Δt来表示,其中v表示速度,Δx表示位移,Δt表示时间间隔。
在平抛运动中,物体的水平速度保持恒定,垂直速度则随时间变化。
2. 平抛运动的水平速度在平抛运动中,物体的水平速度始终保持不变。
这是因为在该运动过程中,并没有水平方向上的力对物体产生作用,根据牛顿第一定律,物体将保持匀速直线运动。
因此,假设初始速度为v0,则物体在任意时刻的水平速度都是v0,与时间无关。
3. 平抛运动的垂直速度在平抛运动中,物体的垂直速度受到重力的作用,逐渐增大或减小。
根据重力加速度g的定义,重力每秒钟使物体的垂直速度增加9.8米/秒。
如果物体的初速度为v0,垂直方向上的速度可以用公式v = v0 +gt来计算,其中v表示垂直速度,t表示经过的时间。
4. 平抛运动的合速度平抛运动的合速度是指物体运动路径上各点的瞬时速度的矢量和。
在平抛运动中,物体的合速度可以通过平方根公式计算。
假设物体的水平速度为v0,垂直速度为v,合速度v'可以用公式v' = √(v0^2 + v^2)来计算。
5. 平抛运动的运动轨迹在平抛运动中,物体的运动轨迹是一个抛物线。
这是因为在水平方向上,物体的速度保持恒定,而在垂直方向上,重力会不断改变物体的速度。
通过数学推导,可以证明物体的运动轨迹是一个抛物线。
6. 平抛运动的应用平抛运动在现实生活中有着广泛的应用。
例如,运动员在比赛中投掷物体、炮弹的轨迹等都可以近似看作是平抛运动。
对于一些需要考虑物体在垂直和水平方向上运动的问题,我们可以利用平抛运动的相关原理进行分析和计算。
总结:平抛运动的速度是物理学中的基础概念之一。
运动学中的平抛运动和斜抛运动运动学是物理学的一个分支,研究的是物体的运动规律。
平抛运动和斜抛运动是运动学中两个重要的运动形式。
本文将详细介绍这两种运动形式,并探讨它们的特点、公式和实际应用。
一、平抛运动平抛运动是指物体在水平方向上以一定的初速度进行抛射运动。
在没有空气阻力的理想情况下,平抛运动的轨迹为一条抛物线。
平抛运动的特点是:水平方向速度恒定,垂直方向受重力的影响,导致高度随时间变化。
根据运动学的基本公式,可以推导出平抛运动的位移、速度和时间之间的关系。
平抛运动的位移计算公式可以表示为:Δx = Vx × t其中,Δx代表水平方向的位移,Vx表示水平方向上的速度,t表示时间。
平抛运动的速度计算公式可以表示为:Vx = V0 × cosθ其中,Vx表示水平方向上的速度,V0表示初速度的大小,θ表示抛射角度。
平抛运动的时间计算公式可以表示为:t = 2V0 × sinθ / g其中,t表示时间,V0表示初速度的大小,θ表示抛射角度,g表示重力加速度。
平抛运动在实际生活中有广泛的应用。
例如,投掷运动比赛中的铅球、标枪等项目就属于平抛运动。
还有一些物体的抛射运动,例如抛物线轨道的导弹飞行。
平抛运动的研究可以帮助我们预测抛射物体的落点和速度等相关参数。
二、斜抛运动斜抛运动是指物体在初速度有一定倾角的情况下进行抛射运动。
同样地,在没有空气阻力的情况下,斜抛运动的轨迹也是一条抛物线。
斜抛运动的特点是:水平方向速度和垂直方向速度都会发生变化。
根据运动学的基本公式,可以推导出斜抛运动的位移、速度和时间之间的关系。
斜抛运动的水平方向位移计算公式可以表示为:Δx = V0 × cosθ × t斜抛运动的垂直方向位移计算公式可以表示为:Δy = V0 × sinθ × t - 1/2 × g × t^2斜抛运动的速度计算公式可以表示为:Vx = V0 × cosθVy = V0 × sinθ - g × t斜抛运动的时间计算公式可以表示为:t = 2V0 × sinθ / g斜抛运动也有广泛的实际应用。
平抛运动规律解析平抛运动是物理学中的一种基本运动形式,指的是物体在水平方向上以一定的初速度施加力,从而使物体沿着抛射角度自由运动,并最终落地的过程。
平抛运动具有一些固定的规律,本文将对这些规律进行详细解析。
一、平抛运动的基本概念平抛运动是指物体在受到往上抛的初速度和重力作用的情况下,沿着抛射角度自由飞行的运动。
在理想条件下,我们不考虑空气阻力的情况,即物体在空中受到的只有重力的作用。
平抛运动的基本概念包括初速度、抛射角度、运动时间、最大高度、水平位移等。
二、平抛运动的规律1. 水平方向的运动规律在水平方向上,物体的速度是恒定的,不受重力影响。
这是因为在平抛运动过程中,物体受到的是垂直于水平方向的重力,而水平方向上没有其他外力的作用。
因此,物体在水平方向上的位移随着时间的增加而线性增加,速度保持恒定。
2. 垂直方向的运动规律在垂直方向上,物体受到重力的作用,速度逐渐减小。
根据牛顿第二定律F=ma,物体在垂直方向上的加速度等于重力加速度g。
因此,物体在垂直方向上的速度随着时间呈等加速度减小的变化,而位移则呈二次函数的变化。
由于重力的作用,物体在上升过程中速度逐渐减小,到达最高点时速度归零,然后在下降过程中速度逐渐增大。
3. 时间的关系平抛运动的总时间可以通过以下公式计算:t = 2 * (v0*sinθ) / g其中,t表示总时间,v0表示初速度的大小,θ表示抛射角度,g表示重力加速度。
这个公式告诉我们,平抛运动的总时间与初速度的大小、抛射角度以及重力加速度有关。
4. 最大高度的计算最大高度是指在平抛运动中物体到达的最高点的高度。
最大高度可以通过以下公式计算:H = (v0^2 * sin^2θ) / (2g)其中,H表示最大高度,v0表示初速度的大小,θ表示抛射角度,g 表示重力加速度。
这个公式告诉我们,最大高度与初速度的大小、抛射角度以及重力加速度有关。
5. 水平位移的计算水平位移是指物体在平抛运动中水平方向上移动的距离。