鲁科版物理必修二32竖直方向上的抛体运动教学4.ppt

一、竖直下抛运动 1．竖直下抛运动的定义： 把物体以一定初速度v0沿着竖直方向向下抛出，仅在重力作用下物体所做的运动叫做竖直下抛运动。 2.运动规律： ∵竖直下抛运动是匀加速直线运动，∴适用匀加速直线运动规律 取V0 方向为正方向，a=g ∴ vt=v0+gt s=v0t+ gt2 vt2-v02=2gs 二、竖直上抛运动 1．竖直上抛运动的定义： 把物体以一定初速度v0沿着竖直方向向上抛出，仅在重力作用下物体所做的运动叫做竖直上抛运动。 V0 ≠0，方向竖直向上，取V0 方向为正方向，则物体所受的 F合=－G=ma ∴a= － g 恒定，方向与正方向相反，竖直向下， 因V0与a反向 ∴竖直上抛运动是初速度为V0，加速度大小为g的匀减速直线运动。 2.运动规律： ∵竖直上抛运动匀减速度直线运动 ∴适用匀减速直线运动规律 取V0 方向为正方向，a= － g ∴ vt=v0 － gt s=v0t － gt2 vt2-v02= － 2gs 竖直上抛运动可分为上升阶段和下落阶段（进行运动情况分析和受力分析）：上升阶段：V方向竖直向上，a方向竖直向下，方向相反→匀减速直线运动； 下落阶段： V方向竖直向下，a方向竖直向下，方向相同→自由落体运动； 竖直上抛运动，可看成初速度为V0的匀速直线运动和自由落体运动的合运动。 竖直上抛运动的基本特点： （1）物体所能上升的最大高度：H=VO2/2g （2）物体上升到最大高度所用时间 与落回到抛出点所用时间相等，即 t上= t下= v0/g （3）物体由最大高度落回到抛出点时的速度与抛出时速度大小相等，方向相反 （4）上升阶段和下降阶段具有对称性： 时间对称：指的是上升阶段中从任一点上升到最大高度所用的时间，跟 物体落回到这一点所用的时间相等； 速度对称：物体上升时通过任一点的速度跟下落时通过这一点的速度大小相等，方向相反； 例1： 某物体以V0=20m/s的初速度作竖直上抛运动，那么，物体能上升的最大高度是多少？所用时间多少？（g=10m/s2） 解：取V0方向为正方向， 物体能上升的最大高度H=V02/2g 代入数据可得：H=20(m) 所用时间为t=V0/g 代入数据可得：t=2（s） 答：最大高度为20m，所用时间为2s. 同学们在解题过程中，若能充分利用上抛运动的特点，能使问题简化。 3．竖直上抛运动的处理方法： （1）分步处理（分段规定正方向，分段选取坐标原点和计时起点） 上升过程 —— 初速度不为零的匀减速直线运动；（竖直向上为正方向） 下降过程 —— 自由落体运动；（竖直向下为正方向 a=g） （2）整体处理（选准一个方向为正方向，以抛出点为坐标原点，抛出时刻开始计时） 就整体而言，竖直上抛运动是一种匀变速直线运动，取v0为正方向，a=-g。 例2： 一个气球以4m/s的速度竖直上升，气球下面系一个重物，在气球上升到离地面217m的高度时，系重物的细绳断了，从这时起，重物要经过多长时间才能落到地面？（g=10m/s2） 析：重物随气球上升时，与气球具有相同的速度，因此，当细绳断了时，重物在离地面217m处具有向上的4m/s的速度，则重物做竖直上抛运动。 解决竖直上抛运动有2种方法： 方法一 ：分步处理 1.上升阶段：以V0方向竖直向上为正方向，则重物上升的最大高度H=V02/2g ∴H=0.8m 所用时间t1=V0/g ∴t1=0.4s 2.下降阶段：以竖直向下为正方向，有V01=0，位移S=h+H=217.8m， 因下落过程可看作是自由落体运动 ∴S=（1/2）gt22 即 h+H=（1/2）gt22 ∴ t2=6.6s ∴ t=t1+t2=6.6s+0.4s=7s 方法二：整体处理 取V0竖直方向为正方向， 设落地时间为t， ∵地面在抛出点下方，∴位移S= - 217m, a= - g 根据公式 S = V0t - (1/2) g t2 代入数据得： t1=7s ， t2= - 6.2s (不符合物理意义，舍去) ∴t = t1 = 7s 答：所用时间为7S。 注意：二步分