
思考與討論: 在排球比賽中,你是否曾為排球下網(wǎng)或者出界而感到惋惜?如果運動員沿水平方向擊球,在不計空氣阻力的情況下,要使排球既能過網(wǎng),又不出界,需要考慮哪些因素?如何估算球落地時速度大小?
1.平拋運動:初速度沿水平方向的拋體運動就叫作平拋運動。
①條件: 初速度沿水平方向;忽略空氣阻力,只受重力。
②性質(zhì):勻變速曲線運動。
2.研究方法:化曲為直。 ①水平方向:勻速直線運動; ②豎直方向:自由落體運動。
能否用v=v0+gt求P點的速度?
5.速度變化量:拋運動中,任意兩個時刻的速度變化量Δv=gΔt,方向豎直向下.
【例題1】將一個物體以10 m/s的速度從10 m的高度水平拋出,落地時它的速度方向與水平地面的夾角θ是多少?不計空氣阻力,g取10 m/s2。
【解析】以拋出時物體的位置O為原點,建立平面直角坐標系。x軸沿初速度方向,y軸豎直向下。
落地時,物體在水平方向的分速度
落地時,物體在豎直方向的分速度:
物體落地時速度與水平地面的夾角θ是55°
思考:做平拋運動的物體位移又該如何計算呢?
能否用v2-v02=2gl求P點的位移?
二、平拋運動的位移與軌跡
平拋運動的軌跡一條拋物線
即平拋物體在空中的飛行時間僅取決于下落的高度,與初速度v0無關(guān)。
即水平距離與初速度v0和下落的高度h有關(guān),與其他因素?zé)o關(guān)。
【例題2】 如圖,某同學(xué)利用無人機玩“投彈”游戲。無 人機以 v0 = 2 m/s 的速度水平向右勻速飛行,在某時刻釋放了一個小球。此時無人機到水平地面的距離 h = 20 m,空氣阻力忽略不計,g 取 10 m/s2 。(1)求小球下落的時間。 (2)求小球釋放點與落地點之間的水平距離。
【解析】(1)以小球從無人機釋放時的位置為原點O建立平面直角坐標系,x 軸沿初速度方向,y軸豎直向下。
(1)設(shè)小球的落地點為P, 下落的時間為t,則滿足
(2)因此,小球落地點與釋放點之間的水平距離
思考:做平拋運動的物體遵循哪些規(guī)律?
三、平拋運動的兩個重要推論
1.速度的反向延長線過水平位移的中點
2.tanθ=2tanα
所以:tanθ=2tanα
四、與斜面結(jié)合的平拋運動問題
(1)合位移方向與水平方向的夾角等于斜面的傾角
(1)合速度與豎直方向的夾角等于斜面的傾角
1.定義:如果物體被拋出時的速度v0不沿水平方向,而是沿斜上方或斜下方,且只受重力的作用,這樣的拋體運動稱為斜拋運動。
2.性質(zhì):由于做斜拋運動的物體只受重力,且初速度與合外力不共線,故斜拋運動是勻變速曲線運動。斜拋運動可以看成是水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋或豎直下拋運動的合運動。
(1)水平方向:v0x=v0csθ
(2)豎直方向:v0y=v0sinθ
(1)水平方向:x=v0tcsθ
3.速度變化: 由于斜拋運動的加速度為定值,因此,在相等的時間內(nèi)速度變化量的大小相等,方向均豎直向下,Δv=gΔt。
4.質(zhì)量不同的甲、乙兩個小球在同一位置分別以v1、v2的水平初速度向一傾角為θ的斜面拋出,飛行一段時間后,甲球恰好垂直撞在斜面上,小球在空中的飛行時間為t1;乙球到達斜面的位移恰好最小,小球在空中的飛行時間為t2,則t1∶t2等于( ?。〢.2∶1B.1∶2C.2v2∶v1D.v1∶2v2
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