2022年高中物理第章抛体的运动平抛运动教师用书教科版必修 .pdf
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1、1 3平抛运动学 习 目 标知 识 脉 络1. 理解平抛运动是匀变速运动,其加速度为g. 2理解平抛运动可以看成水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动,并且这两个分运动互不影响( 重点 ) 3会用平抛运动的规律解答相关问题( 重点、难点 )平抛运动的定义及特点 先填空 1定义将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,不考虑空气的阻力,物体只在重力作用下所做的运动叫做平抛运动2物体做平抛运动的条件(1) 初速度方向水平(2) 仅受重力作用3特点(1) 水平方向上:不受力,有初速度,做匀速直线运动(2) 竖直方向上:受重力,无初速度,做自由落体运动4运动性质(1) 平抛运动的轨迹是一条抛
2、物线(2) 平抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动 再判断 1水平抛出的物体所做的运动就是平抛运动( )2平抛运动的速度变化仅在竖直方向上( )3平抛运动是曲线运动,故物体受到的力的方向一定不断变化( ) 后思考 在羽毛球比赛中,水平击出的羽毛球在空中的运动是平抛运动吗?【提示】羽毛球在空中运动时除受重力外,所受空气阻力不能忽略,故不是平抛运动名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 17 页 - - - - - - - - - 2 合作探讨 如图 1-3-1 所示,
3、一人正练习投掷飞镖,请思考:图 1-3-1探讨 1:飞镖投出后,其加速度的大小和方向是怎样的?【提示】忽略空气阻力,飞镖投出后只受重力作用,故加速度大小为g,方向竖直向下探讨 2:飞镖的运动是匀变速运动,还是变加速运动?【提示】飞镖的运动是匀变速运动 核心点击 平抛运动的三个特点(1) 理想化特点:平抛运动是一种理想化的模型,即把物体看作质点,抛出后物体只受重力作用(2) 匀变速特点:平抛运动的加速度是恒定的重力加速度,加速度大小和方向不变,因此,速度均匀变化,是匀变速曲线运动(3) 速度变化特点:速度变化量为vgt,加速度g恒定不变,则任意相等的时间间隔内的速度变化量相同,方向竖直向下1(
4、多选 ) 关于平抛物体的运动,以下说法正确的是( ) A做平抛运动的物体,速度和加速度都随时间的增加而增大B做平抛运动的物体仅受到重力的作用,所以加速度保持不变C平抛物体的运动是匀变速运动D平抛物体的运动是变加速运动【解析】做平抛运动的物体, 速度随时间不断增大,但由于只受恒定不变的重力作用,所以加速度是恒定不变的,选项A错误, B正确;平抛运动是加速度恒定不变的曲线运动,所以它是匀变速曲线运动,选项C正确, D错误【答案】BC 2从水平匀速飞行的直升机上向外自由释放一物体,不计空气阻力,在物体下落过程中,下列说法正确的是( ) A从飞机上看,物体静止B从飞机上看,物体始终在飞机的后方名师资料
5、总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 17 页 - - - - - - - - - 3 C从地面上看,物体做平抛运动D从地面上看,物体做自由落体运动【解析】由于惯性,物体被自由释放后,水平方向仍具有与飞机相同的速度,所以从飞机上看,物体做自由落体运动,A、B 错误;从地面上看,物体释放时已具有与飞机相同的水平速度,所以做平抛运动,C正确, D错误【答案】C 平 抛 运 动 的 规 律 先填空 1平抛运动的速度变化规律( 如图 1-3-2 所示 ) 图 1-3-2(1)
6、水平分速度:vxv0. (2) 竖直分速度:vygt. (3) 合速度:vtv2xv2y,速度偏向角:任意时刻速度方向与水平方向的夹角tan vyvx. 2平抛运动的位移变化规律( 如图 1-3-3 所示 ) 图 1-3-3(1) 水平分位移:xv0t. (2) 竖直分位移:y12gt2. (3) 合位移:sx2y2,位移偏向角:任意时刻位移方向与水平方向的夹角tan yx. 再判断 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 17 页 - - - - - - - -
7、 - 4 1平抛运动的初速度越大,下落得越快( )2做平抛运动的物体下落时,速度与水平方向的夹角 越来越大 ( )3如果下落时间较长,平抛运动的物体的速度方向变为竖直方向( ) 后思考 一只松鼠攀在山崖的树上,看到猎人对着它水平射出子弹的火光后,立即松手从树上掉落松鼠能逃离被击中的厄运吗?【提示】不能因为水平射出的子弹,在竖直方向做自由落体运动,在相同时间内下落的高度与松鼠下落的高度相同,子弹恰好击中松鼠 合作探讨 跳台滑雪是勇敢者的运动在利用山势特别建造的跳台上,运动员穿着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上(未画出 ) 获得高速后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆,这项运动极为壮观,运动员的运动
8、可看作平抛运动如图1-3-4 所示请思考:图 1-3-4探讨 1:运动员空中运动的时间、水平位移和落地速度由哪些因素决定?【提示】平抛运动的时间由下落高度y决定,水平位移和落地速度则由初速度v0和下落高度y共同决定探讨 2:运动员从斜面上的A点水平飞出,到运动员再次落到斜面上,他的竖直分位移与水平分位移之间有什么关系?【提示】运动员再次落到斜面上时,他的竖直分位移与水平分位移的比值为tan . 核心点击 1平抛运动的规律速度位移加速度合成分解图示水平分运动 ( 匀速直线 )vxv0 xv0t ax0 竖直分运动 ( 自由落体 )vygt y12gt2ayg合运动( 平抛运动 )vtv20gt2
9、sv0t212gt22ag竖直向下名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 17 页 - - - - - - - - - 5 tan gtv0tan gt2v02平抛运动的两个重要推论(1) 做平抛 ( 或类平抛 ) 运动的物体任一时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点,如图1-3-5 中A点和B点所示图 1-3-5 (2) 做平抛 ( 或类平抛 ) 运动的物体在任一时刻任一位置处,设其速度方向与水平方向的夹角为 ,位移与水平方向的夹角为,如图 1-3
10、-6 所示,则tan 2tan . 图 1-3-63做平抛运动的物体,每秒的速度增量总是( ) A大小相等,方向相同B大小不等,方向不同C大小相等,方向不同D大小不等,方向相同【解析】在平抛运动中速度的变化量vgt,所以每秒内的速度变化量大小都等于 9.8 m/s ,方向都是竖直向下,选项A正确【答案】A 4一物体从某高度以初速度v0水平抛出,落地时速度大小为vt,则它的运动时间为( ) 【导学号: 67120007】A.vtv0gBvtv02gC.v2tv202gDv2tv20g【解析】设平抛运动的时间为t. 落地时的竖直分速度为vygt,根据运动的合成与名师资料总结 - - -精品资料欢迎
11、下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 17 页 - - - - - - - - - 6 分解,则落地时的速度为vtv20gt2,那么tv2tv20g,选项 D正确,其他选项均错【答案】D 5(2016成都高一检测) 如图所示,下面关于物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角 的正切值 tan 随时间t的变化图象正确的是( ) 【解析】 如图, tan vyvxgtv0,可见 tan 与t成正比,选项B正确【答案】B 1平抛运动水平速度vxv0,竖直方向速度vygt. 合速度vv20v2y.
12、2平抛运动是匀变速曲线运动,每秒速度的增量总是相同的3平抛运动速度的方向随时间的变化而变化,速度偏向角tan vyv0gtv0. 实验:研究平抛运动1实验目的(1) 用实验的方法描出平抛运动的轨迹(2) 判断平抛运动的轨迹是否为抛物线(3) 根据平抛运动的轨迹求其初速度2实验原理(1) 用描迹法画出小球平抛运动的轨迹(2) 建立坐标系, 测出轨迹上某点的坐标x、y, 据xv0t,y12gt2得初速度v0 xg2y. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 17 页
13、 - - - - - - - - - 7 3实验器材斜槽、小球、方木板、铁架台、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺1实验步骤(1) 安装调平将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上,其末端伸出桌面外,轨道末端切线水平如图1-3-7 所示图 1-3-7(2) 建坐标系用图钉将坐标纸固定于竖直木板上,把木板调整到竖直位置,使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近,把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口( 轨道末端 ) 时球心在木板上的投影点O,O点即为坐标原点,用重垂线画出过坐标原点的竖直线,作为y轴,画出水平向右的x轴(3) 确定球的位置将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,小球从轨道末端射出,先用
14、眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值,然后让小球由同一位置自由滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置,并在坐标纸上记下该点用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置(4) 描点得轨迹取下坐标纸, 将坐标纸上记下的一系列点,用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动轨迹2数据处理(1) 计算初速度在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点A、B、C、D、E、F,用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x,y) ,并记录在预先设计好的表格中,已知g值,利用公式y12gt2和xv0t,求出小球做平抛运动的初速度v0,最后算出v0的平均值(2) 验证轨迹是抛物线抛物线的数学表达式为yax2,将
15、某点 ( 如B点) 的坐标x、y代入上式求出常数a,再名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 17 页 - - - - - - - - - 8 将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立,若等式对各点的坐标近似都成立,则说明所描绘得出的曲线为抛物线3误差分析(1) 斜槽末端没有调水平,小球离开斜槽后不做平抛运动(2) 确定小球运动的位置时不准确(3) 量取轨迹上各点坐标时不准确6(2016自贡高一期中)(1) 在做“研究平抛物体的运动”实验时,除了木板、小球、斜槽
16、、铅笔、图钉之外下列器材中还需要的是_A游标卡尺B秒表C坐标纸D天平E弹簧测力计F重垂线(2)( 多选 ) 实验中,下列说法正确的是( ) A应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B斜槽轨道必须光滑C要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些D斜槽轨道末端可以不水平【解析】(1) 实验中需要在坐标纸上记录小球的位置,描绘小球的运动轨迹,需要利用重垂线确定坐标轴的y轴,故 C、F 是需要的(2) 使小球从斜槽上同一位置滑下,才能保证每次的轨迹相同,A 正确斜槽没必要必须光滑, 只要能使小球滑出的初速度相同即可,B错误实验中记录的点越多,轨迹越精确,C正确斜槽末端必须水平,才能保证小球
17、离开斜槽后做平抛运动,D错误【答案】(1)CF (2)AC 7在利用斜槽轨道做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上_A通过调节使斜槽的末端保持水平B每次释放小球的位置必须不同C每次必须由静止释放小球D记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降E小球运动时不应与木块上的白纸( 或方格纸 ) 相接触F将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线【解析】只有斜槽的末端保持水平,小球才具有水平初速度,其运动才是平抛运动;每次由静止释放小球,是为了使小球有相
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