2019-2020年高中物理 第3章 拋體運(yùn)動(dòng) 第2講 豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng)學(xué)案 魯科版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 第3章 拋體運(yùn)動(dòng) 第2講 豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng)學(xué)案 魯科版必修2 [目標(biāo)定位] 1.理解豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律.2.會(huì)將豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng)分解為勻速運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng).3.會(huì)用分段法、整體法處理豎直上拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題. 一、豎直下拋運(yùn)動(dòng) 1.定義:把物體以一定的初速度v0沿著豎直方向________拋出,僅在______作用下物體所做的運(yùn)動(dòng). 2.性質(zhì):初速度豎直向下,加速度a=______的勻加速直線運(yùn)動(dòng). 3.規(guī)律: 想一想 從運(yùn)動(dòng)的合成角度看,豎直下拋運(yùn)動(dòng)可以看作在同一直線上哪兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)? 二、豎直上拋運(yùn)動(dòng) 1.定義:把物體以一定的初速度v0沿著豎直方向________拋出,僅在______作用下物體所做的運(yùn)動(dòng). 2.性質(zhì):初速度__________,加速度a=____的勻變速直線運(yùn)動(dòng). 3.規(guī)律: 4.研究方法:______法和______法. 想一想 從運(yùn)動(dòng)合成的角度看,豎直上拋運(yùn)動(dòng)可以看作在同一直線上哪兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)? 一、對(duì)豎直下拋運(yùn)動(dòng)的理解 1.特點(diǎn):(1)具有豎直向下的初速度.(2)只受重力. 2.運(yùn)動(dòng)性質(zhì):豎直下拋運(yùn)動(dòng)是初速度為v0,加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng). 3.運(yùn)動(dòng)規(guī)律 (1)速度公式:vt=v0+gt; (2)位移公式:s=v0t+gt2; (3)位移速度公式:v-v=2gs. 4.運(yùn)動(dòng)的合成:豎直下拋運(yùn)動(dòng)可以看作是同一直線上速度為v0豎直向下的勻速直線運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng). 例1 一個(gè)人站在44 m的塔頂上以1 m/s的速度豎直向下扔出一小鐵球,鐵球出手時(shí)在塔頂上方1 m處,不計(jì)空氣阻力,g=10 m/s2,求: (1)鐵球下落到距塔頂3 m時(shí)的速度大小; (2)鐵球到達(dá)地面所用的時(shí)間.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 借題發(fā)揮 豎直下拋運(yùn)動(dòng)就是一個(gè)初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),只不過(guò)加速度為定值,可用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式求解. 針對(duì)訓(xùn)練1 從30 m高的樓頂處,以5 m/s的初速度豎直下拋一個(gè)小球,求經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間小球落地?落地時(shí)速度多大?(g取10 m/s2) 二、豎直上拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及處理方法 1.對(duì)稱(chēng)性:物體在上升和下落階段會(huì)經(jīng)過(guò)同一位置,其運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱(chēng)性. (1)速度對(duì)稱(chēng):上升階段和下落階段經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)速度等大反向,即v上=-v下. (2)時(shí)間對(duì)稱(chēng):上升階段與下落階段經(jīng)過(guò)同一段距離所用的時(shí)間相等,即t上=t下. (3)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的對(duì)稱(chēng)性:上升階段可看作下落階段的逆過(guò)程. 2.分析方法 (1)分段法 ①上升過(guò)程:勻減速直線運(yùn)動(dòng),取向上為正方向. ? ②下降過(guò)程:自由落體運(yùn)動(dòng). ? (2)整體法 勻減速直線運(yùn)動(dòng),取向上為正方向,則v0>0,a=-g 例2 某人站在高樓的平臺(tái)邊緣,以20 m/s的初速度豎直向上拋出一石子,求: (1)石子上升的最大高度是多少?回到拋出點(diǎn)的時(shí)間為多少? (2)石子拋出后通過(guò)距拋出點(diǎn)下方20 m處所需的時(shí)間; (3)石子經(jīng)過(guò)拋出點(diǎn)上方10 m處的速度.(不考慮空氣阻力,g取10 m/s2) 借題發(fā)揮 (1)處理此類(lèi)問(wèn)題時(shí)根據(jù)題意畫(huà)出運(yùn)動(dòng)草圖能幫助理清各物理量間的關(guān)系. (2)研究豎直上拋運(yùn)動(dòng)的常見(jiàn)方法有分段法和整體法.運(yùn)用分段法時(shí)要把豎直上拋運(yùn)動(dòng)分為上升和下降兩個(gè)過(guò)程;運(yùn)用整體法時(shí)就是把豎直上拋運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程看作勻變速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)應(yīng)注意v0、vt、s、g的矢量方向. (3)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的上升、下降過(guò)程具有對(duì)稱(chēng)性,表現(xiàn)為上升到某位置與下落到同一位置的速度大小相等;上升與下落過(guò)程經(jīng)過(guò)同一段路程的時(shí)間也相等. 針對(duì)訓(xùn)練2 氣球下掛一重物以v=10 m/s的速度勻速上升,當(dāng)氣球到達(dá)離地面h=175 m高度處時(shí),吊掛重物的細(xì)繩突然斷裂,此后重物經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落回地面?落地時(shí)的速度多大?(空氣阻力不計(jì),g取10 m/s2) 豎直下拋運(yùn)動(dòng) 1.關(guān)于豎直下拋運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( ) A.下落過(guò)程是加速運(yùn)動(dòng),加速度越來(lái)越大 B.下落過(guò)程是勻速直線運(yùn)動(dòng) C.在下拋時(shí),由于給物體一定的作用力,所以在下落過(guò)程中的加速度大于重力加速度 D.下落過(guò)程中物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng) 2.在一跨越長(zhǎng)江的高架橋上,甲、乙兩同學(xué)合作測(cè)量橋面到水面的高度,甲同學(xué)以10 m/s的速度豎直向下拋出一鐵球,乙同學(xué)測(cè)量時(shí)間,發(fā)現(xiàn)鐵球經(jīng)2 s落至水面,不計(jì)空氣阻力,求: (1)鐵球到水面的高度; (2)鐵球落至水面時(shí)的速度大?。? (3)鐵球下落過(guò)程中的平均速度大小. 豎直上拋運(yùn)動(dòng) 3.某物體以30 m/s的初速度豎直上拋,不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s2,則5 s內(nèi)物體的( ) A.路程為65 m B.位移大小為25 m,方向豎直向上 C.速度改變量的大小為10 m/s D.平均速度大小為13 m/s,方向豎直向上 4.一人站在距地面20 m高處將一物體豎直上拋,到達(dá)最高點(diǎn)的最后1 s內(nèi)上升的高度是它上升可達(dá)到的最大高度的,求:(不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s2) (1)它可上升的最大高度(距拋出點(diǎn)); (2)物體從拋出到落地的時(shí)間. 答案精析 第2講 豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng) 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 一、1.向下 重力 2.g 3.v0+gt v0t+gt2 想一想 豎直下拋運(yùn)動(dòng)可以看作是豎直向下的勻速直線運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng). 二、1.向上 重力 2.豎直向上?。璯 3.v0-gt v0t-gt2 4.分段 整體 想一想 豎直上拋運(yùn)動(dòng)可以看作是豎直向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng). 課堂講義 例1 (1)9 m/s (2)2.9 s 解析 (1)鐵球下落的高度s=(1+3) m=4 m 由v-v=2gs得 vt== m/s=9 m/s (2)設(shè)鐵球經(jīng)時(shí)間t落地,由位移公式s′=v0t+gt2 解得t≈2.9 s 針對(duì)訓(xùn)練1 2 s 25 m/s 解析 由s=v0t+gt2得: 30 m=5 m/st+10 m/s2t2, 解得t=2 s,t=-3 s(舍去), 由vt=v0+gt得: vt=5 m/s+10 m/s22 s=25 m/s, 即經(jīng)2 s小球落地,落地時(shí)速度大小為25 m/s. 例2 (1)20 m 4 s (2)2(1+) s (3)v上=10 m/s 方向豎直向上 v下=10 m/s 方向豎直向下 解析 法一 分段法.如圖,分上升和下落兩個(gè)過(guò)程分別求解.由題知,上升過(guò)程做勻減速直線運(yùn)動(dòng),取豎直向上為正方向.v01=20 m/s,a1=-g,v1=0,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式得: (1)最大高度H=== m=20 m, 上升時(shí)間t1=== s=2 s 回到拋出點(diǎn)的時(shí)間t2=2t1=4 s. (2)下落過(guò)程做自由落體運(yùn)動(dòng),取豎直向下為正方向,v02=0,a2=g,到拋出點(diǎn)下方20 m處時(shí),s2=40 m,根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)公式得: t2′= = s=2 s 從拋出到落到距拋出點(diǎn)下方20 m處所經(jīng)歷的時(shí)間為2(1+) s (3)石子上升過(guò)程經(jīng)過(guò)拋出點(diǎn)的上方10 m處時(shí) 由公式v-v=-2gh可得 v上== m/s=10 m/s,其方向豎直向上. 石子從最高點(diǎn)下落到拋出點(diǎn)上方的10 m處時(shí),其下落的高度為h=H-h(huán)0=20 m-10 m=10 m 由公式v-v=2gh 得v-0=2gh 所以v下== m/s=10 m/s.其方向豎直向下.顯然,v上與v下的大小相等而方向相反. 法二 整體法,把石子的上升和下落過(guò)程視為一個(gè)全過(guò)程,運(yùn)用勻減速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解. 由題可知,取向上為正方向,v0=20 m/s,a=-g,最大高度時(shí)v=0,落到距拋出點(diǎn)下方20 m處時(shí)h=-20 m,由勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式得 (1)最大高度:H== m=20 m 回到原拋出點(diǎn):0=v0t1-gt, t1== s=4 s. (2)落到拋出點(diǎn)下方20 m處時(shí):-20=20t2-10t 解得(舍去負(fù)值,結(jié)果同上). (3)由公式v-v=2ah可得 vt== m/s =10 m/s. 由于取向上為正方向,則v=10 m/s和v=-10 m/s必然分別代表經(jīng)過(guò)拋出點(diǎn)上方10 m處時(shí)的上升速度和下落速度. 針對(duì)訓(xùn)練2 7 s 60 m/s 解析 細(xì)繩斷裂后重物做豎直上拋運(yùn)動(dòng)而不是自由落體,將重物做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程作為一個(gè)整體,取豎直向上為正方向,到重物落回地面時(shí),其位移 s=-h(huán)=-175 m 由s=v0t-gt2 得-175=10t-10t2,解得t=7 s 由vt=v0-at得vt=(10-107) m/s=-60 m/s 即重物經(jīng)7 s落回地面,落地時(shí)速度大小為60 m/s. 對(duì)點(diǎn)練習(xí) 1.D 2.(1)40 m (2)30 m/s (3)20 m/s 解析 (1)由題知v0=10 m/s,a=g=10 m/s2,t=2 s, 由公式s=v0t+at2得 s=102 m+1022 m=40 m. (2)由公式vt=v0+at得 vt=10 m/s+102 m/s=30 m/s,方向豎直向下. (3)由于=,因此= m/s=20 m/s. 3.AB 4.(1)25 m (2)(3+) s 解析 (1)采用逆向思維法: 最后1 s內(nèi)的位移h=gt=1012 m=5 m 故上升的最大高度hm=5h=25 m (2)設(shè)上升的時(shí)間為t1 由hm=gt得:t1= s 設(shè)從最高點(diǎn)至落地的時(shí)間為t2 由hm+H=gt得:t2=3 s 故從拋出至落地的時(shí)間t=t1+t2=(3+) s.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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