物理必修2粤教版1.3 竖直方向的抛体运动 课件(45张).ppt

【互动探究】本例中物体处于抛出点上方4.2 m时的速度和 时间分别为多少？ 【解析】由公式 得 由vt=v0-gt得 代入数据得t1=0.6 s,t2=1.4 s 答案：4 m/s，方向向上或向下 0.6 s或1.4 s 【变式备选】一物体做竖直上抛运动，从抛出时刻算 起，上升到最大高度一半的时间为t1，速度减为抛出时速 度的一半的时间为t2,则t1与t2比较，其大小关系为( ) A.t1＞t2 B.t1=t2 C.t1＜t2 D.不能确定 【解析】选C.竖直上抛运动上升过程为匀减速直线运动， 上升前一半高度时速度大，用时t1＜ (t为上升到最高点 用的时间)；而速度减为一半用时为t2= ,故t1＜t2,所以 选项C正确. 【典例】如图所示，A、B两棒长均为 L＝1 m，A的下端和B的上端相距 h＝20 m，若A、B同时运动，A做自 由落体运动，B做竖直上抛运动，初 速度v0＝40 m/s，求： (1)A、B两棒何时相遇； (2)从相遇开始到分离所需的时间. 【解题指导】解答本题应注意以下两点： * * 一、对竖直下抛运动的理解 1.做竖直下抛运动的条件 (1)具有竖直向下的初速度； (2)只受重力作用. 2.规律 竖直下抛运动是初速度v0向下、加速度为g的匀加速直线运 动，其规律如下： 3.竖直下抛运动与自由落体运动的联系与区别 竖直向下抛出的物体，若空气阻力与物体的重力相比很小，阻力可以忽略时，此时可以把物体的运动看做竖直下抛运动. 【典例1】一人站在30 m高的楼顶竖直向下投石块，假设石块出手时的位置靠近楼顶，石块到达地面所用的时间为2 s,不计空气阻力 (g取10 m/s2)， 求：(1)石块出手时速度的大小； (2)石块到达地面时速度的大小. 【解题指导】(1)石块做竖直下抛运动； (2)确定位移时间公式、速度时间公式. 【标准解答】(1)由题意知s=30 m,t=2 s, 由位移公式 得 (2)由速度公式vt=v0+gt，得石块落地时速度的大小为 vt=(5+10×2) m/s=25 m/s. 答案：(1)5 m/s (2)25 m/s 【变式训练】(2011·惠州高一检测)从离地45 m处自由下落一个小球，1 s后再从同一位置竖直向下抛出另一个小球，要使两个小球同时落地，第二个小球抛出时的初速度必须多大？(不计空气阻力，g取10 m/s2) 【解析】设自由下落的小球运动时间为t,则 设下抛小球的初速度为v0,则运动时间为t1=2 s 由位移公式 得 答案：12.5 m/s 二、对竖直上抛运动的理解 1.运动条件：物体具有向上的初速度v0,且只受重力作用.竖直上抛运动是一种匀变速直线运动. 2.两种分析方法 (1)分段法 ①上升过程：匀减速直线运动，取向上为正方向. ②下降过程：自由落体运动 (2)整体法：匀变速直线运动.取向上的方向为正方向， 则v0＞0,a=-g 3.竖直上抛运动的对称性 (1)竖直上抛运动可分解为向上的速度为v0的匀速直线运动和自由落体运动的合运动. (2)对空气阻力不可忽略的情况，只能用分段处理法，此时上升过程匀减速运动的a＞g,下降过程中a＜g. 【典例2】一个人站在一座很高的楼顶的边缘，将一物体以10 m/s的初速度竖直向上抛出.忽略空气阻力，重力加速度g=10 m/s2,求t=3 s时物体的速度和位移.(使用两种方法求解) 【解题指导】解答本题应注意以下两点： 【标准解答】解法一：分阶段处理. 上升阶段： 最大高度 下降阶段：t下=t-t上=(3-1) s=2 s. vt=gt下=10×2 m/s=20 m/s,方向竖直向下. 方向竖直向下. 由以上数据可看出：t=3 s时，物体已 经处于下降过程中，且3 s时的速度大 小为20 m/s；比较s=5 m和h=20 m可知， t=3 s时物体运动到抛出点下方距抛出 点Δh=h-s=15 m处.如图所示. 解法二：整体处理(设竖直向上为正方向) 将t=3 s代入速度公式得： vt=v0-gt=(10-10×3)m/s=-20 m/s. 表明速度大小为20 m/s，方向竖直向下. 且s′=v0t- gt2=(10×3- ×10×32) m=-15 m. 表明此过程发生的位移大小是15 m，且在抛出点的下方. 【规律方法】竖直上抛运动的求解技巧 (1)正方向与各矢量正、负号的确定 使用整体法处理竖直上抛运动时，要特别注意公式中各矢量的方向，一般以向上的方向为正方向. (2)求解竖直上抛运动的基本方法 分段法