物理人教版必修1全套教案2《专题、竖直上抛运动》
人教版高中物理必修1《竖直上抛运动》优质课课件_18

自由落体运动
vt gt下
v
v0
下降时间:
t下
vt g
0
下降高度: 则:
h t下
1
2
gt下2 v0 g
vt v0
v0
t
g
两个阶段的对称性
①时间对称:“上升阶段”和“下落阶段”通过同一段大小相等,方向相 反的位移所经历的时间相等。
②速率对称:“上升阶段”和“下落阶段”通过同一位置时的速率大小 相等。
• 3、速度公式:v v0 gt
• •
位移公式: h t到2 抛出点时间
大高度 h
v02 2g
(初速为v0)。
• 4、处理方法:
t下
v0 ,g 上升的最
• ⑴ 分段法:上升阶段为初速度为v0,加速度为 -g的 匀减速运动,
下降阶段为 自由落体 运动。
• 2.整体法
g 将全过程看成是加速度为
的匀变速直线运动
v
v v0 gt
v0
h
v0t
1 2
gt
2
0
说明: v 0
表示物体在上升
v0
v0
t 2v0
g
g
v 0 表示物体在下降
h 0 表示物体在抛出点上方
h 0 表示物体在抛出点下方
• 以竖直向上的40m/s初速度抛出一个小球。 求:
• 1.定义:物体以一定的初速度竖直向上抛出的运动 叫做竖直上抛运动。
• 2.运动特征: • (1)具有竖直向上的初速度。 • (2) 物体只受重力作用,加速度恒为重力加速度。
3.运动性质:初速度不为零的匀变速直线运动
【推荐】高中物理必修1人教版精品课件:专题2 竖直上抛运动

B A过程:自由落体运动(a=g)
B 00
gg t1 t2
特点:上下具有对称性
v1 v2 A
2
竖直上抛运动
• 1、性质:v0≠0,a= - g的匀变速直线运动
(规定v0的方向为正方向) • 2、基本规律:v=v0 - gt,
•
x=v0t – gt2/2
•
v2-v02= - 2gx
• 3、基本特点:
• A 2m/s B 4m/s C 6m/s D 8m/s • 4、一气球以4m/s的速度匀速上升,在气球上用细
绳系一重物,当离地9m时绳断了,求重物的落地 时间。(g=10m/s2) • (两种方法解决)(t=1.8s)
6
思考题
• 在地面上同一地点以相同的初速度 v0=20m/s,先后竖直上抛A、B两个小球,时 间间隔为△t=1s,求A球抛出后经几秒钟A、 B两球在空中相遇(g=10m/s2)(t=2.5)
C(3)是速率-时间图象; D (4)是加速度-时间图象
2、在竖直上抛运动中,当物体达到最高点时( B ) A速度不为0,加速度为0;B速度为0,加速度不为0; C有向下的速度和加速度;D以上说法都不正确。
5
• 3、在山东济南召开的第11届全国运动会上某身高 1.8m的运动员在跳高预赛中,起跳后身体横越了 1.8m 高的横杆,据此可估算他起跳时竖直向上的 速度大约为(g取10m/s2)( B )
• (1) 上升最高点所需时间 t=v0/g • 上升最大高度 H = v02/2g • (2) 对称性特点: t上 = t下
• 运动过程任意点处:v上= - v下
v
• 4、图象:
v0
• (1)速度-时间图(v-t图) • (2)速率-时间图
人教版第一册(必修) 2.专题、竖直上抛运动 教案(初中 物理教案)

竖直上抛运动一、教学目标1.在物理知识方面要求:(1)了解什么是竖直上抛运动;(2)掌握竖直上抛运动的特征;(3)掌握竖直上抛运动的规律;能熟练计算竖直上抛物体的位移、速度及运动时间。
2.通过观察物体的上抛,概括竖直上抛运动的特征,培养学生的观察、概括能力;通过对竖直上抛运动全过程的分析和计算,培养学生的分析能力和运用数学工具解决物理问题的能力。
3.竖直上抛与自由落体运动的研究都是略去空气阻力抽象出的理想化模型,这是物理学研究的重要方法。
二、重点、难点分析1.重点是使学生掌握竖直上抛运动的特征和规律,在熟练运用匀变速直线运动的分析运算的基础上,掌握竖直上抛运动中物体运动时间、位移和速度等物理量的变化及运算。
2.在竖直上抛运动的运算过程中,可将上升和下落两个过程看成一个统一的匀变速直线运动,学生不易接受。
同时,设定正方向,严格运用物理量正负号法则在运算中至关重要,是个难点。
三、教具投影仪、投影片、彩笔。
四、主要教学过程(一)引入新课本章我们已经学习了匀速运动、匀变速直线运动、自由落体运动。
今天学习一种含有折返情形的竖直上抛运动。
(二)教学过程设计1.竖直上抛运动演示小物体的竖直上抛运动。
指出:物体以一定的初速度竖直向上抛出的运动叫做竖直上抛运动。
引导学生分析归纳该运动的特征:(1)具有竖直向上的初速度。
(2)因为重力远大于空气阻力,故空气阻力可忽略。
物体只受重力作用,加速度恒为重力加速度。
(3)物体上升达到最高点还要下落,上升阶段是匀减速直线运动,下落阶段是自由落体运动。
2.竖直上抛运动的计算方法(1)将竖直上抛运动分为上升和下落两个阶段分别进行计算。
(先由学生自己推导,然后出示投影片得出结果。
)①上升时间t1物体上升到最高点瞬时速度为零,由速度公式可得0=v0-gt上升时间②上升最大高度③下落时间t2④落地速度v t⑤全程时间T(2)由竖直上抛运动的特征知上升阶段和下落阶段的受力情况及加速度是相同的,那么能否把这一运动看做一个统一的匀减速直线运动呢?投影出示物体运动的v-t图:若匀减速至v t=0后受力情况不变,物体则被反方向加速,回到原来位置时总位移s=0;末速度v t=-v0,图象为:可见,只要设定物体运动的正方向,规定矢量的正负号即可将竖直上抛运动的全过程看做统一的匀减速直线运动来处理。
高一物理人教版2019必修第一册同步教案 专题2.5自由落体运动与竖直上抛运动

专题2.5自由落体运动与竖直上抛运动【讲】一.讲素养目标物理观念:自由落体运动的概念。
1.知道自由落体运动的概念,了解物体做自由落体运动的条件。
2.理解自由落体运动的加速度,知道它的大小和方向。
3.掌握自由落体运动规律,并能解决相关实际问题。
科学思维:伽利略研究自由落体的科学方法和实验构思,领悟自由落体运动的规律。
了解伽利略利用斜面实验冲淡重力和合理的理论外推得出自由落体运动规律的方法和过程,提高学生探究物理问题的思维能力。
科学探究:实验探究测重力加速度g。
科学态度与责任:体会伽利略的探究思想及科学精神。
二.讲考点与题型【考点一】自由落体运动的理解1.自由落体运动的理解(1)条件:①初速度为零;②只受重力。
(2)运动性质:是初速度v0=0、加速度a=g的匀加速直线运动。
(3)vt图像:是一条过原点的倾斜直线(如图所示),斜率k=g。
自由落体运动是一种理想化模型:只有当空气阻力比重力小得多,可以忽略时,物体从静止下落才可以当作自由落体运动。
2.自由落体加速度(重力加速度)的理解(1)方向:总是竖直向下。
(2)大小:①在同一地点,重力加速度都相同。
②大小与在地球上的纬度、距地面的高度有关:与纬度的关系在地球表面上,重力加速度随纬度的增加而增大,即赤道处重力加速度最小,两极处重力加速度最大,但差别不大与高度的关系在地面上的同一地点,重力加速度随高度的增加而减小。
但在不太高的高度内,可认为重力加速度的大小不变1.重力加速度的方向既不能说是“垂直向下”,也不能说是“指向地心”,只有在赤道或两极时重力加速度的方向才指向地心。
2物体在其他星球上也可以做自由落体运动,但不同天体表面的重力加速度不同。
【例1】(多选)下列说法正确的是()A.初速度为零、加速度竖直向下的匀加速直线运动是自由落体运动B.仅在重力作用下的运动叫作自由落体运动C.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫作自由落体运动D.当空气阻力可以忽略不计时,物体由静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动【答案】CD【解析】自由落体运动是物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,选项A、B错误,C正确;当空气阻力比较小,可以忽略不计时,物体由静止开始自由下落的运动可视为自由落体运动,选项D正确。
2.4自由落体运动(竖直上抛)(教学课件)——高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

竖直上抛运动
1、自由落体运动:物体 只在重力作用下 从 静止
开始下落的运动。 2、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。 3、重力加速度的方向: 竖直向下
重力加速度的大小:
4、自由落体运动基本公式
v kg
Δx=gT 2
O
t
在体育活动中,许多运动动作都与自由 落体运动或竖直上抛运动有关,例如排球的垫 球动作、蹦床的空中下落……
a.抛出点上方,最高点以下,相同位移时有两个时 间值。 b.离开抛出点相同距离,不同方位 2t0
O
t
-v0
例2:气球下挂一重物,以v0=10 m/s的初速度匀速上 升,当到达离地高h=175 m处时,悬挂重物的绳子突 然断裂,空气阻力不计,取g=10 m/s2,问: (1)重物经多少时间落到地面? (2)落地的速度多大?
(2) 加速度为g,方向竖直向下 (3) 匀变速直线运动
整个运动过程的运动方向 是改变的,还是匀加速吗?
竖直上抛运动 以乒乓球高抛发球为例 初速度为v0,向上 运动过程可以分为两段:
上升阶段: 取竖直向上方向为正方向
a g
V0与a反向,做匀减速直线运动
vt v0 - gt
h
v0t
1 2
gt
2
(2)全整过程分析(取向上为正方向)
初速度v0 >0,加速度a=-g的匀变速直线运动。
公式:
vt
v0
gt, x
v0t
1 2
gt 2,v2
v02
2gx
注意:
(1)vt为正,表示质点向上运动, vt为负表示质点向下 运动。 (2)x为正,表示质点在抛出点的上方,x为负表示在抛出
专题2 竖直上抛运动(课件)高一物理(人教版2019必修第一册)

SZ-LWH 一 、 竖 直 上 抛 运 动
6.竖直上抛运动的特点
(1) 匀减速上升:0 v0 gt 2gh 02 v02
上升到最高点的时间:t= v0 g
上升到的最大高度为:
hmax
v02 2g
(2) 对称性:
①时间对称: t上= t下,从抛出点到A与从A到抛出
点的时间相同; ②速度对称:上升与下降阶段经过相同位置A的速
SZ-LWH 一 、 竖 直 上 抛 运 动
5.竖直上抛运动的规律 速度公式:v=v0-gt—上—v升=—时—0间→ t 上=vg0. 位移公式:h=v0t-12gt2—落—回—原h=—处—0时—间→t 总=2gv0. 速度与位移关系式:v2-v02=-2gh—上—升—最v=—大—0高—度→H=v20g2.
SZ-LWH 一 、 竖 直 上 抛 运 动
实质:初速度v0≠0、加速度a=-g的匀变速直线运动(通常规定初速度v0 的方向为正方向,g为重力加速度的大小).
vt v0 a t
x
v0
t
1 2
a
t
2
v2t - v02 2ax
v0=0 a → -g x →h
vt v0 g t
h
v0t
1 2
g
t
整个竖直上抛运动可分为上升和下降两个阶段,但其本质是初速 度为 v0 加速度a= - g的匀变速直线运动,处理时常采用以下两种方法:
分段分析法 上升阶段是初速度为v0、a=-g的匀减速直线运动;下 落阶段是自由落体运动
全过程分析法
全过程看作初速度为v0、a=-g的匀变速直线运动 (1)v>0时,上升阶段;v<0,下落阶段 (2)x>0时,物体在抛出点的上方;x<0时,物体在抛出
专题:竖直上抛运动

(取向上为正方向) 运动性质: 初速度不为零的匀变速直线运动
竖直上抛运动的分析方法
v=0
vt vt
v0 v0
v
v0
t/2
t
-
v0 对 称 性
时间对称 速度对称
2.竖直上抛的处理方法:
1)分阶段分析
(1)上升阶段:匀减速运动 (取向上为正方向) 初速度为:v0,加速度为:a=-g,末速度为:0
3.竖直上抛运动的几个重要结论
(1)能上升的最大高度: H m v02 2g
(2)上升到最大高度所需时间: t v0 g
(3)质点在通过同一位置时,上升速度与下落速度 大小相等,方向相反(速率相等)
(4)物体在通过同一高度过程中,从该点上升至最 高点的时间与从最高点下落至该点的时间相等
2.竖直上抛的处理方法:
例题1
竖直上抛一物体,初速度为20m/s,(g=10m/s2) 求: (1)上升的最大高度hm;上升段时间tm (2)1秒内、3秒内位移 (3)在1秒末、3秒末的速度
例题2
以40m (1)小球到达最高点的时间tm (2)落回抛出点时的速度v (3)落回抛出点所用的总时间T
2.竖直上抛的处理方法:
1)分阶段分析
(3) 下降阶段:自由落体运动 (取向下为正方向)
速度与时间的关系 位移与时间的关系 位移与速度的关系
v gt
h 1 gt 2 2
2gh v2
关于竖直上抛运动,下列说法正确的是( A C ) A.上升过程和下落过程加速度大小相等,方向 相同 B.上升过程和下落过程加速度大小相等,方向 相反 C.在最高点物体速度为零,加速度不为零 D.在最高点物体速度为零,加速度为零
山东省郯城第三中学高中物理《2.5.1 竖直上抛运动》教学案 新人教版必修1

山东省郯城第三中学高中物理《2.5.1 竖直上抛运动》教学案新人教版必修1学习目标:1. 知道竖直上抛运动的本质和特点。
2. 掌握竖直上抛运动的规律及其应用。
学习重点:竖直上抛运动的规律及应用。
学习难点:竖直上抛运动的规律及应用。
主要内容:一、竖直上抛运动1.定义:物体以初速Vo竖直向上抛出,不计空气阻力,抛出后物体只受重力作用的运动。
2.性质:初速为Vo,加速度为-g的匀变速直线运动。
3.基本规律:4.基本特点:①上升到最高点的时间:②落回到抛出点的时间:③落回到抛出点的速度跟初速间的关系:④上升的最大高度:5.处理方法:①分段法:②整体法:◆【例一】气球下挂一重物,以V O=lOm/S匀速上升,当到达离地高h=175m处时,悬挂重物的绳子突然断裂,那么重物经多少时间落到地面?落地的速度多大?空气阻力不计,取g=lOm/s2。
◆【例二】某人在高层楼房的阳台外侧上以20m/S的速度竖直向上抛出一个石块,石块运动到离抛出点15m处所经历的时间可以是多少(空气阻力不计,g取10m/S2)。
◆【例三】某物体被竖直上抛,空气阻力不计,当它经过抛出点之上0.4m时,速度为3m/s。
它经过抛出点之下0.4m时,速度应是多少?(g=lOm/s2)课堂训练:1.一气球以v=4m/s速度匀速上升,升至64m高处从气球上掉下一物体,求该物体下落至地时间(空气阻力不计,g=10m/s2)。
2.某人在楼房上以20m/s的速度竖直向上抛出一石块,石块运动到离抛出点15m处所经仂的时间可以是(空气阻力不计,g=10m/s2) ( )A.1s B.2s C.3s D.4s3.在以速度为V匀速上升的电梯中,竖直上抛一小球,电梯内的观察者看到小球经ts到达最高点,地面上的人看来( )A.小球上升到最高点的时间也是t B.小球上升的最大高度同梯内观察相同C.小球上升到最高点的时间大于ts D.小球上升的初速度同梯内观测相同4.一个从地面上竖直上抛的物体,它两次经过一个较低点A的时间间隔是5s,两次经过一个较高点B的时间间隔是3s,则AB之间的距离是(g=10m/s2) ( )A.80m B.40m C.20m D.初速度未知,无法确定5.从地面竖直上抛一物体,通过楼上1.55m高窗口的时间是0.1s,物体回落后从窗口底部落到地面的时间为0.4s,求物体能达到的最大高度(g=lOm/S2).。
2.4.1竖直上抛运动教学设计-2023-2024学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

此外,为了增强学生的学习兴趣和参与度,还可以准备一些互动环节,如问题讨论、小组竞赛等,以及相关的教学游戏或模拟实验软件,使学生在轻松愉快的氛围中学习和掌握竖直上抛运动的知识。
例题5:
一个质量为4kg的物体以25m/s的速度竖直上抛,求物体上升过程中经过4秒后的速度和位移。
答案:物体上升过程中经过4秒后的速度为v=v0-4gt=25m/s-4*9.8m/s*4s=1.6m/s。
物体上升过程中经过4秒后的位移为s=v0t-1/2gt^2=25m/s*4s-1/2*9.8m/s^2*4s^2=100m-230.4m=10.6m。
例题3:
一个质量为5kg的物体以15m/s的速度竖直上抛,求物体上升过程中经过2秒后的速度。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
答案:物体上升过程中经过2秒后的速度为v=v0-2gt=15m/s-2*9.8m/s*2s=2.2m/s。
例题4:
一个质量为3kg的物体以12m/s的速度竖直上抛,求物体上升过程中经过3秒后的位移。
答案:物体上升过程中经过3秒后的位移为s=v0t-1/2gt^2=12m/s*3s-1/2*9.8m/s^2*3s^2=27m-44.1m=12.9m。
3.科学探究:引导学生通过观察、实验、分析等方法,探究物体竖直上抛运动的特点,培养学生动手操作、观察分析、交流分享的科学探究能力。
4.科学态度:培养学生热爱科学、追求真理的情感,树立勇于实践、敢于创新的精神,培养学生团队协作、乐于分享的价值观。
学情分析
学生在进入高一阶段之前,已经学习了初中阶段的物理知识,对基本的运动学概念、力和运动的关系等有了一定的了解。但是,由于地区差异、学校教学水平和学生的学习基础不同,学生的知识水平和学习能力存在一定的差距。根据对学生的观察和了解,我将学生分为三个层次:
人教版高中物理必修一第二章 竖直上抛运动 课件(共15张ppt)

7
竖直上抛运动
课程目标 1.理解竖直上抛运动性质与竖直 上抛运动的条件. 2.掌握将竖直上抛运动分为上升 、下降两个过程分析、处理的方法, 掌握竖直上抛运动的规律. 3.知道可将竖直上抛运动上升和 下落两个过程看成一个统一的匀变速 直线运动.
学法指导
1.通过观察物体的上抛,掌握竖 直上抛运动特征和运动性质. 2.通过对竖直上抛运动过程的分 析,掌握竖直上抛运动的处理方法. 3.通过对例题的分析与学习,掌 握竖直上抛运动规律的应用.
解析:将上升过程看成反向初 速度为0匀加速直线运动,则 有v02=2gh1,其中h1=0.45m,解 得v0=3m/s. 以初速度v0方向为正方向,将运 动员从离开跳台到手触水面全 过程看成匀减速直线运动,故 有a=-g=-10m/s2,位移大小为 10m,方向竖直向下,故有h=10m. 由x=v0t+1/2at2,代入数据解得 t=1.75s.
0.45m
课堂小结
◆竖直上抛运动
1.特点
v 0 0( ) a g( )( 只受重力 )
vt vo gt h v t 1 gt 2 0 2 2 v 0 2 2 v t v 0 2 gh hm 2g
匀减速直线运动
t上 t下
v0
1.分段法 t (1 3 )s 2.整体法
h 1 2 h v0 t gt 2
◆竖直上抛运动的处理方法 【变式】一个氢气球以a=2m/s2 的加速度由静止从地面竖直上 升,10s末从气球上掉下一物体, 求: (1)此物体最高可上升到距地面 多高处? H=h1+h2=120m (2)此重物从氢气球上掉下后,经 多长时间落回地面? (忽略空气阻力,g取10m/s2)
专题02竖直上抛运动(教学课件)-2024-2025学年高一物理必修第一册(人教版)同步备课系列

二、a-t图像
以初速度为v0的方向为正方向:
a
tt
-g (1)加速度a=-g,且恒定,方向与正方向相反,说明是匀变速直线运动。 (2)阴影面积表述某段时间内的速度变化量。
三、h-t图像
以初速度为v0的方向为正方向(抛出点以上,且最终返回抛出点):
(1)图像最高点切线斜率为零,说明至最 高点,速度为零,且最大高度为 v02 。
第二章 匀变速直线运动的研究
人教版(2019)
主讲老师: 20XX.XX.XX
目录
01 竖直上抛运动 02 竖 直 上 抛 运 动 规 律 及 特 点 03 竖 直 上 抛 运 动 的 图 像
回顾与复习
自由落体运动: (1)特征:初速度为零的匀加速直线运动。
(2)条件:①只受重力;②由静止开始。
1.分段法:
v=0
④上升到最高点的时间: t v0 g
⑤上升的最大高度: h v02
v0
2g
一、竖直上抛运动的分析方法与规律
1.分段法: (2)下降阶段:自由落体运动
以竖直向下为正方向,加速度a=g,则有:
①速度时间关系:vt gt ②位移时间关系:h 1 gt2
2 ③位移速度关系:vt 2 2gh
D.无论在上升过程,下落过程,最高点,物体的加速度都是g
专题典例
【例2】在高为20 m的位置以20 m/s的初速度竖直上抛一物体, g取10 m/s2, 则物体离抛出点15 m时, 所经历的时间可能是( ABC ) A.1s B.3s C.(2 7)s D.(2 7)s
第三部分 竖直上抛运动的图像
第二部分 竖直上抛运动规律及特点
一、竖直上抛运动的分析方法与规律
1.分段法:
高中物理 2专题竖直上抛运动教案 新人教版必修1

高中物理 2专题竖直上抛运动教案新人教版必修1 1.自由落体运动
(1)条件
①物体只受重力作用;
②从静止开始下落。
(2)运动性质:初速度v0=0,加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。
(3)基本公式
①速度公式:v=gt;
②位移公式:h=2(1)gt2;
③速度位移关系式:v2=2gh。
2.竖直上抛运动
(1)运动特点:加速度为g,上升阶段做匀减速直线运动,下降阶段做自由落体运动。
(2)基本公式
①速度公式:v=v0-gt;
②位移公式:h=v0t-2(1)gt2;
③速度位移关系式:v2-v0(2)=-2gh;
④上升的最大高度:H=0();
⑤上升到最高点所用时间:t=g(v0)。
2.竖直上抛运动的两种研究方法
(1)分段法:将全程分为两个阶段,即上升过程的匀减速阶段和下落过程的自由落体阶段。
(2)全程法:将全过程视为初速度为v0,加速度a=-g的匀变速直线运动,必须注意物理量的矢量性。
习惯上取v0的方向为正方向,则v>0时,物体正在上升;v<0时,物体正在下降;h>0时,物体在抛出点上方;h<0时,物体在抛出点下方。
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竖直上抛运动
一、教学目标
1.在物理知识方面要求:
(1)了解什么是竖直上抛运动;
(2)掌握竖直上抛运动的特征;
(3)掌握竖直上抛运动的规律;能熟练计算竖直上抛物体的位移、速度及运动时间。
2.通过观察物体的上抛,概括竖直上抛运动的特征,培养学生的观察、概括能力;通过对竖直上抛运动全过程的分析和计算,培养学生的分析能力和运用数学工具解决物理问题的能力。
3.竖直上抛与自由落体运动的研究都是略去空气阻力抽象出的理想化模型,这是物理学研究的重要方法。
二、重点、难点分析
1.重点是使学生掌握竖直上抛运动的特征和规律,在熟练运用匀变速直线运动的分析运算的基础上,掌握竖直上抛运动中物体运动时间、位移和速度等物理量的变化及运算。
2.在竖直上抛运动的运算过程中,可将上升和下落两个过程看成一个统一的匀变速直线运动,学生不易接受。
同时,设定正方向,严格运用物理量正负号法则在运算中至关重要,是个难点。
三、教具
投影仪、投影片、彩笔。
四、主要教学过程
(一)引入新课
本章我们已经学习了匀速运动、匀变速直线运动、自由落体运动。
今天学习一种含有折返情形的竖直上抛运动。
(二)教学过程设计
1.竖直上抛运动
演示小物体的竖直上抛运动。
指出:物体以一定的初速度竖直向上抛出的运动叫做竖直上抛运动。
引导学生分析归纳该运动的特征:
(1)具有竖直向上的初速度。
(2)因为重力远大于空气阻力,故空气阻力可忽略。
物体只受重力作用,加速度恒为重力加速度。
(3)物体上升达到最高点还要下落,上升阶段是匀减速直线运动,下落阶段是自由落体运动。
2.竖直上抛运动的计算方法
(1)将竖直上抛运动分为上升和下落两个阶段分别进行计算。
(先由学生自己推导,然后出示投影片得出结果。
)
①上升时间t1
物体上升到最高点瞬时速度为零,由速度公式可得0=v0-gt上升时间
②上升最大高度
③下落时间t2
④落地速度v t
⑤全程时间T
(2)由竖直上抛运动的特征知上升阶段和下落阶段的受力情况及加速度是相
同的,那么能否把这一运动看做一个统一的匀减速直线运动呢?
投影出示物体运动的v-t图:
若匀减速至v t=0后受力情况不变,物体则被反方向加速,回到原来位置时总位移s=0;末速度v t=-v0,图象为:
可见,只要设定物体运动的正方向,规定矢量的正负号即可将竖直上抛运动的全过程看做统一的匀减速直线运动来处理。
例1 竖直上抛一物体,初速度为30m/s,求:上升的最大高度;上升段时间,物体在1秒末、2秒末、3秒末、4秒末、5秒末、6秒末的高度及速度。
(g=10m/s2)
解:设竖直向上为正方向。
①最大高度
②上升时间
③1秒末
2秒末
3秒末
4秒末
(负号表示方向与设定正方向相反,即速度方向竖直向下。
) 5秒末
6秒末
(以上运算由学生完成,并填入投影片的表格中)
3.竖直上抛运动的规律
由表中数据画出竖直上抛物体的位置图。
投影片:
(1)竖直上抛物体上抛达最大高度所用的时间与从这一高度下落到抛出点所用时间相等。
(2)竖直上抛的物体在上升和下落过程中经过同一位置时的速度大小相等、方向相反。
由下图中可以清楚地看出这种对称性。
如v=-v5;v2=-v4…,t1-t0=t6-t5;
t2-t1=t5-t4….
例2 竖直上抛一物体,上升的最大高度为5m,求:抛出时的初速度大小。
(g=10m/s2)
因为从上抛最大高度自由下落的末速度与抛出时初速度大小相等,所以初速
例3 在15m高的塔顶上以4m/s的初速度竖直上抛一个石子,求经过2s后石子离地面的高度。
(g=10m/s2)
据位移公式
负号表示经过2s后石子对抛出点的位移方向竖直向下,即石子在塔顶下方12m 处,因而离地面高度是15m-12m=3m。
例4 气球以4m/s的速度匀速竖直上升,气体下面挂一重物。
在上升到12m 高处系重物的绳子断了,从这时刻算起,重物落到地面的时间
为
[ ]
答案:C
五、课堂小结
1.物体以一定初速度沿竖直方向向上抛出,所做的运动叫竖直上抛运动。
在上升过程中,速度越来越小;加速度方向跟速度方向相反。
当速度减少到零时,物体上升达最大高度。
然后物体由这个高度自由下落,速度越来越大,加速度方向跟速度方向相同。
2.若不考虑空气阻力,即空气阻力可以忽略时,竖直上抛运动在上升过程和下落过程的加速度都是重力加速度g。
所以在处理竖直上抛运动时,可以把这个全过程看做一个统一的匀减速直线运动。
我们就可以用匀变速直线运动的速度公式和位移公式来求解这一运动。
运用这种方法时,首先要设定正方向,并且要正确规定矢量的正负号(注意是相对于抛出点而言)。
3.由于竖直上抛运动中物体在同一位置的上抛速度和下落速度大小相等、方向相反,所以有时可以利用这种对称性求解,使解题过程简化。
六、说明
1.将竖直上抛运动看做统一的匀减速直线运动,是由于空气阻力可以忽略。
上升过程和下落过程的加速度相同,恒为重力加速度。
本节课以运动图象来说明这一统一过程,是因为教材中匀变速直线运动的规律即由图象得出,加之这种方
法简捷直观,故不采用运动的合成和分解来解释。
一是运动的合成和分解为第四章的内容;二是运动的合成较难理解,学生较难接受,不利于主要内容的阐述。
2.抛体运动一般都不计空气阻力。
因通常情况下,物体的重力远大于空气阻力。
但流体力学指出,随着物体运动速度的增大,阻力亦随之增大。
故雨滴下落具有收尾速度,最终落地速度才不至过大。
另外在第三章牛顿定律的习题中也会遇到考虑空气阻力的情形,所以不计空气阻力的条件应适当强调。
3.例题4的干扰选项是由常见的几种错误得出的,应让学生动手动脑,以暴露出雷同的错误,以利纠正。