《2018-2019學年高中物理 第一章 拋體運動 3 課時1 平拋運動的規(guī)律學案 教科版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學年高中物理 第一章 拋體運動 3 課時1 平拋運動的規(guī)律學案 教科版必修2（18頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、課時1平拋運動的規(guī)律學習目標1.知道什么是平拋運動，知道平拋運動是勻變速曲線運動.2.知道平拋運動的特點及其運動規(guī)律.3.會應(yīng)用平拋運動的規(guī)律解決有關(guān)問題一、平拋運動1定義：將物體以一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運動2運動性質(zhì)(1)豎直方向：只受重力，為自由落體運動(2)水平方向：不受力，為勻速直線運動3平拋運動是兩個方向分運動的合運動，是勻變速曲線運動，運動軌跡是拋物線二、平拋運動的規(guī)律1平拋運動的速度(1)水平方向：不受力，為勻速直線運動，vxv0.(2)豎直方向：只受重力，為自由落體運動，vygt.(3)合速度：大?。簐t；方向：tan(是v與水平方
2、向的夾角)2平拋運動的位移：(1)水平位移為xvxt.(2)豎直位移ygt2.1判斷下列說法的正誤(1)平拋運動物體的速度、加速度都隨時間增大()(2)平拋運動是曲線運動，但不是勻變速運動()(3)平拋運動的物體初速度越大，下落得越快()(4)平拋運動物體的速度方向與水平方向的夾角越來越大，若足夠高，速度方向最終可能豎直向下()(5)平拋運動的合位移的方向與合速度的方向一致()2在80m的低空有一小型飛機以30m/s的速度水平飛行，假定從飛機上釋放一物體，g取10 m/s2，不計空氣阻力，那么物體從釋放到落地所用時間是_s，它在下落過程中發(fā)生的水平位移是_m；落地時的速度大小為_m/s.答案4
3、12050解析由hgt2，得：t，代入數(shù)據(jù)得：t4s水平位移xv0t，代入數(shù)據(jù)得：x304m120mv030m/s，vy40m/s故vt代入數(shù)據(jù)得vt50m/s.【考點】平拋運動的時間、速度和位移【題點】平拋運動的速度和位移的分解一、對平拋運動的理解實驗：用平拋演示儀研究平拋運動(1)如圖1，輕擊彈簧片將B小球水平拋出后，A小球做什么運動？A、B小球落地的時間有何關(guān)系？此實驗說明了什么？圖1(2)如圖2，兩光滑軌道平行放置(小球2所在軌道的水平部分足夠長)，將1、2兩個小球從相對斜面的同一位置同時無初速度釋放，觀察兩小球的運動情況是怎樣的？此實驗說明了什么？圖2答案(1)A小球做自由落體運動；
4、A、B兩個小球同時落地；此實驗說明平拋運動的小球在豎直方向上做自由落體運動(2)在軌道上時，1、2兩個小球的運動情況完全相同，1小球脫離軌道后做平拋運動，2小球在水平軌道上做勻速直線運動，并且1小球會和2小球相撞；此實驗說明平拋運動的小球在水平方向上做勻速直線運動1平拋運動的特點(1)速度特點：平拋運動的速度大小和方向都不斷變化，故它是變速運動(2)軌跡特點：平拋運動的運動軌跡是曲線，故它是曲線運動(3)加速度特點：平拋運動的加速度為重力加速度2平拋運動的速度變化如圖3所示，由vgt知，任意兩個相等的時間間隔內(nèi)速度的變化量相同，方向豎直向下圖33平拋運動的軌跡：由xv0t，ygt2得yx2，為
5、拋物線方程，其運動軌跡為拋物線例1關(guān)于平拋運動，下列說法中正確的是()A平拋運動是一種變加速運動B做平拋運動的物體加速度隨時間逐漸增大C做平拋運動的物體每秒內(nèi)速度增量相等D做平拋運動的物體每秒內(nèi)位移增量相等答案C解析平拋運動是勻變速曲線運動，其加速度為重力加速度g，故加速度的大小和方向恒定，在t時間內(nèi)速度的改變量為vgt，因此可知每秒內(nèi)速度增量大小相等、方向相同，選項A、B錯誤，C正確；由于水平方向的位移xv0t，每秒內(nèi)水平位移增量相等，而豎直方向的位移hgt2，每秒內(nèi)豎直位移增量不相等，選項D錯誤【考點】對平拋(和一般拋體)運動的理解【題點】平拋運動的性質(zhì)二、平拋運動規(guī)律的應(yīng)用如圖4所示為小
6、球水平拋出后，在空中做平拋運動的運動軌跡(重力加速度為g，初速度為v0)圖4(1)小球做平拋運動，運動軌跡是曲線，為了便于研究，我們應(yīng)如何建立坐標系？(2)以拋出時刻為計時起點，求t時刻小球的速度大小和方向(3)以拋出時刻為計時起點，求t時刻小球的位移大小和方向答案(1)一般以初速度v0的方向為x軸的正方向，豎直向下的方向為y軸的正方向，以小球被拋出的位置為坐標原點建立平面直角坐標系(2)如圖，初速度為v0的平拋運動，經(jīng)過時間t后，其水平分速度vxv0，豎直分速度vygt.根據(jù)運動的合成規(guī)律可知，小球在這個時刻的速度(即合速度)大小v，設(shè)這個時刻小球的速度與水平方向的夾角為，則有tan.(3)
7、如圖，水平方向：xv0t豎直方向：ygt2合位移：l合位移方向：tan(表示合位移方向與水平方向之間的夾角)1平拋運動的研究方法(1)把平拋運動分解為水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體運動(2)分別運用兩個分運動的運動規(guī)律去求分速度、分位移等，再合成得到平拋運動的速度、位移等2平拋運動的規(guī)律(1)平拋運動的時間：t，只由高度決定，與初速度無關(guān)(2)水平位移(射程)：xv0tv0，由初速度和高度共同決定(3)落地速度：v，與水平方向的夾角為，tan，落地速度由初速度和高度共同決定3平拋運動的推論(1)如圖5所示，平拋運動的速度與初速度方向的夾角為，則tan.平拋運動的位移與初速度方向
8、的夾角為，則tantan.可見做平拋運動的物體在某時刻的速度、位移與初速度方向的夾角、的關(guān)系為tan2tan.圖5(2)如圖6所示，從O點水平拋出的物體經(jīng)時間t到達P點，速度的反向延長線交OB于A點則OBv0t，ABgt2gt2v0t.可見做平拋運動的物體在任意時刻的瞬時速度的反向延長線一定通過此時水平位移的中點圖6例2某卡車在公路上與路旁障礙物相撞處理事故的警察在泥地中發(fā)現(xiàn)了一個小的金屬物體，經(jīng)判斷，它是相撞瞬間車頂上一個松脫的零件被拋出而陷在泥里的為了判斷卡車是否超速，需要測量的量是(空氣阻力不計)()A車的長度，車的重量B車的高度，車的重量C車的長度，零件脫落點與陷落點的水平距離D車的高
9、度，零件脫落點與陷落點的水平距離答案D解析根據(jù)平拋運動知識可知hgt2，xvt，車頂上的零件平拋出去，因此只要知道車頂?shù)降孛娴母叨?，即可求出時間測量零件脫落點與陷落點的水平距離即可求出相撞時的瞬時速度，答案為D.例3用30m/s的初速度水平拋出一個物體，經(jīng)過一段時間后，物體的速度方向與水平方向成30角，不計空氣阻力，g取10 m/s2.求：(1)此時物體相對于拋出點的水平位移大小和豎直位移大??；(2)再經(jīng)過多長時間，物體的速度方向與水平方向的夾角為60？(物體的拋出點足夠高)答案(1)30m15m(2)2s解析(1)設(shè)物體在A點時速度方向與水平方向成30角，如圖所示，tan30，tAs所以在此
10、過程中水平方向的位移xAv0tA30m豎直方向的位移yAgtA215m.(2)設(shè)物體在B點時速度方向與水平方向成60角，總運動時間為tB，則tB3s所以物體從A點運動到B點所經(jīng)歷的時間ttBtA2s.【考點】平拋運動的時間、速度和位移【題點】平拋運動的速度和位移的分解研究平拋運動的一般思路1首先要把平拋運動分解為水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體運動2然后分別運用兩個分運動的運動規(guī)律去求分速度、分位移等，再合成得到平拋運動的速度、位移3這種處理問題的方法可以變復雜運動為簡單運動，使問題的解決得到簡化三、平拋運動的臨界問題例4如圖7所示，排球場的長度為18m，其網(wǎng)的高度為2m運動員站
11、在離網(wǎng)3m遠的線上，正對網(wǎng)前豎直跳起把球垂直于網(wǎng)水平擊出設(shè)擊球點的高度為2.5m，問：球被水平擊出時的速度v在什么范圍內(nèi)才能使球既不觸網(wǎng)也不出界？(不計空氣阻力，g取10m/s2)圖7答案見解析解析如圖所示，排球恰不觸網(wǎng)時其運動軌跡為，排球恰不出界時其軌跡為，根據(jù)平拋運動規(guī)律xv0t和ygt2可得，當排球恰不觸網(wǎng)時有x13m，x1v1t1h12.5m2m0.5m，h1gt12由可得v19.5m/s.當排球恰不出界時有：x23m9m12m，x2v2t2h22.5m，h2gt22由可得v217m/s.所以球既不觸網(wǎng)也不出界的水平擊出速度范圍是：9.5m/sv17 m/s.【考點】平拋運動中的臨界問
12、題【題點】平拋運動雙邊界臨界位移問題分析平拋運動中的臨界問題時一般運用極端分析的方法，即把要求的物理量設(shè)定為極大或極小，讓臨界問題突顯出來，找出產(chǎn)生臨界的條件針對訓練(多選)刀削面是很多人喜歡的面食之一，因其風味獨特而馳名中外刀削面全憑刀削，因此得名如圖8所示，將一鍋水燒開，拿一塊面團放在鍋旁邊較高處，用一刀片飛快地削下一片片很薄的面片，使面片飛向鍋中，若面團到鍋上沿水平面的豎直距離為0.8m，到鍋最近的水平距離為0.5m，鍋的半徑為0.5m要想使削出的面片落入鍋中，則面片的水平速度可以是下列選項中的哪些(空氣阻力不計，g取10m/s2)()圖8A1m/sB2 m/sC3m/sD4 m/s答案
13、BC解析由hgt2知，面片在空中的運動時間t0.4s，而水平位移xv0t，故面片的初速度v0，將x10.5m，x21.5m代入得面片的最小初速度v011.25m/s，最大初速度v023.75m/s，即1.25 m/sv03.75m/s，選項B、C正確【考點】平拋運動中的臨界問題【題點】平拋運動雙邊界臨界位移問題1(對平拋運動的理解)(多選)關(guān)于平拋運動，下列說法正確的是()A平拋運動是一種在恒力作用下的曲線運動B平拋運動的速度方向與恒力方向的夾角保持不變C平拋運動的速度大小是時刻變化的D平拋運動的速度方向與加速度方向的夾角一定越來越小答案ACD解析做平拋運動的物體只受重力作用，故A正確；平拋運
14、動是曲線運動，速度時刻變化，由v知，合速度v在增大，故C正確；對平拋物體的速度方向與加速度(合力)方向的夾角，有tan，因t一直增大，所以tan變小，變小，故D正確，B錯誤【考點】對平拋(和一般拋體)運動的理解【題點】平拋運動的性質(zhì)2(平拋運動的規(guī)律)如圖9所示，滑板運動員以速度v0從離地高h處的平臺末端水平飛出，落在水平地面上忽略空氣阻力，運動員和滑板可視為質(zhì)點，下列表述正確的是()圖9Av0越大，運動員在空中運動時間越長Bv0越大，運動員落地瞬間速度越大C運動員落地瞬間速度與高度h無關(guān)D運動員落地位置與v0大小無關(guān)答案B解析運動員在豎直方向做自由落體運動，運動員做平拋運動的時間t，只與高度
15、有關(guān)，與速度無關(guān)，A項錯誤；運動員落地時在豎直方向上的速度vy，高度越高，落地時豎直方向上的速度越大，合速度越大，C項錯誤；運動員的落地瞬間速度是由初速度和落地時豎直方向上的速度合成的，v，初速度越大，落地瞬間速度越大，B項正確；運動員在水平方向上做勻速直線運動，落地的水平位移xv0tv0，故落地的位置與初速度有關(guān)，D項錯誤【考點】平拋運動的時間、速度和位移【題點】平拋運動的時間、速度和位移3(平拋運動的規(guī)律)網(wǎng)球是一項比較流行的體育運動，兩位運動員分別從同一高度、沿同一方向水平發(fā)出甲、乙兩只網(wǎng)球，甲球出界了，乙球恰好越過球網(wǎng)落在界內(nèi)，不計空氣阻力，對于兩球的初速度v甲和v乙，飛行時間t甲和t
16、乙，下落過程中的加速度a甲和a乙的比較正確的是()Av甲a乙Cv甲v乙，t甲v乙，t甲t乙答案D解析兩球均做平拋運動，則加速度均為g；拋出時的高度相同，根據(jù)t可知，飛行的時間相同；因甲出界，乙落在界內(nèi)，可知甲的水平位移較大，根據(jù)v可知，甲的初速度比乙大，故選D.【考點】平拋運動的時間、速度和加速度【題點】平拋運動的時間、速度和加速度4(平拋運動規(guī)律的應(yīng)用)如圖10所示是網(wǎng)球發(fā)球機，某次室內(nèi)訓練時將發(fā)球機放在距地面一定的高度，然后向豎直墻面發(fā)射網(wǎng)球假定網(wǎng)球水平射出，某兩次射出的網(wǎng)球碰到墻面時與水平方向夾角分別為30和60，若不考慮網(wǎng)球在空中受到的阻力，則()圖10A兩次發(fā)射的初速度大小之比為31
17、B碰到墻面前在空中運動的時間之比為1C下落高度之比為1D碰到墻面時速度大小之比為31答案B解析tanxv0t由得：tan，故，B正確，A錯誤，C錯誤v，故，D錯誤【考點】平拋運動的時間、速度和位移【題點】平拋運動的速度和位移的分解5(平拋運動的臨界問題)如圖11所示，M、N是兩塊擋板，擋板M高h10m，其上邊緣與擋板N的下邊緣在同一水平面從高h15m的A點以速度v0水平拋出一小球(可視為質(zhì)點)，A點與兩擋板的水平距離分別為d110m，d220mN板的上邊緣高于A點，若能使小球直接進入擋板M的右邊區(qū)域，則小球水平拋出的初速度v0的大小是下列給出數(shù)據(jù)中的哪個(g取10m/s2，空氣阻力不計)()圖
18、11Av08m/sBv04 m/sCv015m/sDv021 m/s答案C解析要讓小球落到擋板M的右邊區(qū)域，下落的高度為兩高度之差，由t得t1s，由d1v01t，d2v02t，得v0的范圍為10m/sv020 m/s，故選C.【考點】平拋運動中的臨界問題【題點】平拋運動雙邊界臨界位移問題一、選擇題考點一對平拋運動的理解1在平坦的壘球運動場上，擊球手揮動球棒將壘球水平擊出，壘球飛行一段時間后落地若不計空氣阻力，則()A壘球落地時瞬時速度的大小僅由初速度決定B壘球落地時瞬時速度的方向僅由擊球點離地面的高度決定C壘球在空中運動的水平位移僅由初速度決定D壘球在空中運動的時間僅由擊球點離地面的高度決定答
19、案D解析壘球擊出后做平拋運動，設(shè)壘球在空中運動時間為t，由hgt2得t，故t僅由高度h決定，選項D正確；水平位移xv0tv0，故水平位移x由初速度v0和高度h共同決定，選項C錯誤；落地速度v，故落地速度v由初速度v0和高度h共同決定，選項A錯誤；設(shè)落地速度v與水平方向的夾角為，則tan，故選項B錯誤【考點】平拋運動的時間、速度和位移【題點】平拋運動的時間、速度和位移2某彈射管兩次彈出的小球速度相等在沿光滑豎直軌道自由下落過程中，該彈射管保持水平，先后彈出兩只小球忽略空氣阻力，兩只小球落到水平地面的()A時刻相同，地點相同B時刻相同，地點不同C時刻不同，地點相同D時刻不同，地點不同答案B解析彈出
20、的小球做平拋運動，豎直方向的分運動為自由落體運動，水平方向的分運動為勻速直線運動彈射管自由下落，兩只小球始終處于同一水平面，因此兩只小球同時落地由hgt2知，兩只小球在空中運動的時間不相等，由xvt知水平位移不相等，落地點不同考點二平拋運動規(guī)律的應(yīng)用3羽毛球運動員林丹曾在某綜藝節(jié)目中表演羽毛球定點擊鼓，如圖1是他表演時的羽毛球場地示意圖圖中甲、乙兩鼓等高，丙、丁兩鼓較低但也等高若林丹各次發(fā)球時羽毛球飛出位置不變且均做平拋運動，則()圖1A擊中甲、乙的兩球初速度v甲v乙B擊中甲、乙的兩球初速度v甲v乙C假設(shè)某次發(fā)球能夠擊中甲鼓，用相同速度發(fā)球可能擊中丁鼓D擊中四鼓的羽毛球中，擊中丙鼓的初速度最大
21、答案B解析甲、乙距飛出點的高度相同，擊中甲、乙的羽毛球的運動時間相同，由于水平位移x甲x乙，所以v甲v乙，B正確【考點】平拋運動的時間、速度和位移【題點】平拋運動的速度、時間和位移4某同學玩飛鏢游戲，先后將兩只飛鏢a、b由同一位置水平投出，已知飛鏢投出的初速度vavb，不計空氣阻力，則兩支飛鏢插在豎直靶上的狀態(tài)(側(cè)視圖)可能是()答案A5(多選)有一物體在離水平地面高h處以初速度v0水平拋出，落地時的速度為v，水平射程為l，不計空氣阻力，重力加速度為g，則物體在空中飛行的時間為()A.B.C.D.答案AC解析由lv0t得物體在空中飛行的時間為t，故A正確；由hgt2，得t，故B錯誤；由vy以及
22、vygt，得t，故C正確，D錯誤6(多選)物體以初速度v0水平拋出，若不計空氣阻力，重力加速度為g，則當其豎直分位移與水平分位移相等時，以下說法中正確的是()A豎直分速度等于水平分速度B瞬時速度大小為v0C運動的時間為D運動的位移為答案BCD解析因為平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，由豎直分位移和水平分位移相等可知gt2v0t，解得t，又由于vygt2v0，所以vv0，lv0t，故正確選項為B、C、D.【考點】平拋運動的時間、速度和位移【題點】平拋運動的速度和位移的分解7.在同一點O拋出的三個物體，做平拋運動的軌跡如圖2所示，則三個物體做平拋運動的初速度vA、v
23、B、vC的關(guān)系和三個物體做平拋運動的時間tA、tB、tC的關(guān)系分別是()圖2AvAvBvC，tAtBtCBvAvBvC，tAtBtCCvAvBtBtCDvAvBvC，tAtByByC，因此，平拋運動時間tAtBtC，選取下落相同高度時，即t相同，水平方向xv0t，由于xAxBxC，平拋運動的初速度vAvBvC，所以正確選項為C.【考點】平拋運動的時間、速度和位移【題點】平拋運動的速度、時間和位移8.如圖3所示，水平地面上有一個坑，其豎直截面為半圓，O為圓心，AB為沿水平方向的直徑若在A點以初速度v1沿AB方向平拋一小球，小球?qū)糁锌颖谏系淖畹忘cD點；而在C點以初速度v2沿BA方向平拋的小球也能
24、擊中D點已知COD60，則兩小球初速度大小之比為(小球視為質(zhì)點，空氣阻力不計)()圖3A12B13C.2D.3答案D解析小球從A點平拋擊中D點：Rv1t1，Rgt12；小球從C點平拋擊中D點：Rsin60v2t2，R(1cos60)gt22，聯(lián)立解得，D正確【考點】平拋運動規(guī)律的綜合應(yīng)用【題點】平拋運動和圓的結(jié)合考點三平拋運動的臨界問題9(多選)如圖4所示，一個電影替身演員準備跑過一個屋頂，然后水平地跳躍并離開屋頂，在下一棟建筑物的屋頂上著地如果他在屋頂跑動的最大速度是4.5m/s，那么下列關(guān)于他能否安全跳過去的說法正確的是(g取10 m/s2，不計空氣阻力)()圖4A他安全跳過去是可能的B他
25、安全跳過去是不可能的C如果要安全跳過去，他在屋頂水平跳躍速度應(yīng)不小于6.2m/sD如果要安全跳過去，他在屋頂水平跳躍速度應(yīng)小于4.5m/s答案BC解析由hgt2，xv0t將h5m，x6.2m代入解得：安全跳過去的最小水平速度v06.2m/s，選項B、C正確【考點】平拋運動的臨界問題【題點】平拋運動的臨界問題10一帶有乒乓球發(fā)射機的乒乓球臺如圖5所示水平臺面的長和寬分別為L1和L2，中間球網(wǎng)高度為h.發(fā)射機安裝于臺面左側(cè)邊緣的中點，能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球，發(fā)射點距臺面高度為3h.不計空氣的作用，重力加速度大小為g.若乒乓球的發(fā)射速率v在某范圍內(nèi)，通過選擇合適的方向，就能使乒乓球
26、落到球網(wǎng)右側(cè)臺面上，則v的最大取值范圍是()圖5A.vL1B.vC.vD.v答案D解析設(shè)以速率v1發(fā)射乒乓球，經(jīng)過時間t1剛好觸網(wǎng)并落到正中間則豎直方向上有3hhgt12水平方向上有v1t1由兩式可得v1.設(shè)以速率v2發(fā)射乒乓球，經(jīng)過時間t2剛好落到球網(wǎng)右側(cè)臺面的兩角處，在豎直方向有3hgt22在水平方向有v2t2由兩式可得v2.則v的最大取值范圍為v1vv2，故選項D正確【考點】平拋運動中的臨界問題【題點】平拋運動雙邊界臨界位移問題二、非選擇題11(平拋運動規(guī)律的應(yīng)用)物體做平拋運動，在它落地前的1s內(nèi)它的速度方向與水平方向夾角由30變成60，取g10m/s2.求：(1)平拋運動的初速度v0
27、的大小；(2)平拋運動的時間；(3)平拋時的高度答案(1)5m/s(2)1.5s(3)11.25m解析(1)假定軌跡上A、B兩點是落地前1s內(nèi)的始、終點，畫好軌跡圖，如圖所示對A點：tan30對B點：tan60tt1s由解得ts，v05m/s.(2)運動總時間tt1s1.5s.(3)高度hgt211.25m.【考點】平拋運動規(guī)律的綜合應(yīng)用【題點】平拋運動規(guī)律的綜合應(yīng)用12(平拋運動的臨界問題)在真空環(huán)境內(nèi)探測微粒在重力場中能量的簡化裝置如圖6所示，P是一個微粒源，能持續(xù)水平向右發(fā)射質(zhì)量相同、初速度不同的微粒高度為h的探測屏AB豎直放置，離P點的水平距離為L，上端A與P點的高度差也為h，重力加速度為g.圖6(1)若微粒打在探測屏AB的中點，求微粒在空中飛行的時間；(2)求能被屏探測到的微粒的初速度范圍答案(1)(2)vL解析(1)打在AB中點的微粒，豎直方向有hgt2解得t(2)打在B點的微粒，有v1，2hgt12解得v1同理，打在A點的微粒初速度v2L微粒初速度范圍為vL【考點】平拋運動中的臨界問題【題點】平拋運動雙邊界臨界位移問題18
2018-2019學年高中物理 第一章 拋體運動 3 課時1 平拋運動的規(guī)律學案 教科版必修2
