教学目标:1、进一步理解和掌握自由落体和竖直上抛的规律。
2、掌握本节常见问题的解决方法。
3、能较灵活地解决自由落体和竖直上抛问题。
教学重点:竖直上抛运动
教学难点:分析物理过程,形成物理图景
一.自由落体运动
物体只在重力作用下由静止开始下落。
自由落体运动实质上是初速度为0的匀加速直线运动。
规律: vt=gt
s=gt2/2
vt2=2gh
二.竖直上抛运动
1.分段考虑
上升阶段:初速度为v0、加速度a=-g的匀减速直线运动。
下落阶段:自由落体运动。
2.整体考虑
初速度为v0、加速度a=-g的匀变速直线运动。
规律: vt=v0-gt
s=v0t-gt2/2
vt2-v02=2gh
3.两个推论
上升的最大高度: H=v02/2g
上升时间: t=v0/g
4.竖直上抛的特点
竖直上抛的上升过程和下落过程具有对称性。
下落过程是上升过程的逆过程,所以物体在通过同一位置时,上升速度与下落速度等大反向;物体通过同一段高度过程中,上升时间与下落时间相等。
例1、《金版教程》P68 例1
说明:对于竖直上抛运动,整体考虑往往较分段考虑方便。此时应注意:如物体落在抛出点的下方,位移为负。
例2、《金版教程》P69 例2
说明:1、此题重在分析清楚物理过程,找出各物理量间的关系。2、变换参照物可以简化解题过程。
练习:《金版教程》P75 1、2、3、7、8
三、解题思路和方法
1、利用对称性求解
例1、《金版教程》P69 例1、例2
例2、《金版教程》P70 例3、例4
练习:《金版教程》P75 5
2、逆向转换法
例1、《金版教程》P70 例5、例6、例7
3、全程列式
例1、《金版教程》P71 例8、例9
练习:1、一跳水运动员从离水面10m高的平台上向上跃起,举双臂直体离开台面.此时其重心位于从手到脚全长的中点.跃起后重心升高0.45m达到最高点.落水时身体竖直,手先入水.(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计.)从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间是______s.(计算时,可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点.g取为10m/s2,结果保留二位数字.)(99·全国)
解:如图,可把运动员简化为一根直棒ab,重心在中点O。质点做竖直上抛运动。设上升时间为t1,下落时间为t2。
h=gt12/2
H+h=gt22/2
得 t1=0.3s t2=1.4s
t=t1+t2=1.7s
或: v02=2gh
-H=v0t-gt2/2
得 t=1.7s
2、某同学身高1.8米,在运动会上他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8米高度的横杆.据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(取g=10米/秒2)(99·上海)
A.2米/秒. B.4米/秒.C.6米/秒. D.8米/秒.
解:重心可认为在运动员的中心。重心上升的高度为0.9m
v02=2gh=2×10×0.9=18
v0≈4m/s
注:此题易错选C。认为重心上升了1.8m。
4、多值问题
例1、《金版教程》P71 例10、例11、例12
练习:1、在地面上竖直上抛一物体,在抛出后第4s内位移大小是3m,物体能上升的最大高度为多少?(g取10m/s2)
分析:取向上为正。则第4s内的位移可能为正,也可能为负。
物体在第4s内的平均速度
eq o(sup 11(—),v)=s/t= eq o(sdo-4(+),sdo 5(-))3m/s=v3.5
v3.5=v0-gt= v0-35
∴ v0=35 v0 eq o(sdo-4(+),sdo 5(-))3
v0=38m/s v0=32m/s
∴ H=v02/g
H1=51.2m H2=72.2m
2、《金版教程》P75 4、9
课堂练习:
《金版教程》P76 10、11、12、13、14、15
教学后记:
