内容正文:
第3课时 平抛运动
学习指导,核心素养物理观念,科学思维1. 通过具体实例,建构理想化模型,知道什么是抛体运动及抛体运动是匀变速曲线运动.,√,√
2. 通过阅读课本,查阅资料,理解平抛运动及其运动规律,会用平抛运动的规律解决有关问题.,,√
1. 抛体运动:将物体以某一初速度抛出,在忽略空气阻力,只考虑受________的情况下,物体所做的运动,抛体运动的加速度恒为________, 在相同的时间内速度的变化________(填“相同”或“不相同”);其中初速度沿________的抛体运动,叫平抛运动.
2. 平抛运动的研究方法:根据运动效果的等效性,利用运动分解的方法,将其转化为我们所熟悉的两个方向上的直线运动:① 水平方向的____直线运动;② 竖直方向的________运动.
3. 平抛运动的规律
(1) 分运动
① 水平方向匀速直线运动:vx=________、x=________;
② 竖直方向自由落体运动:vy=________、y=________.
(2) 合运动
① 瞬时速度:v=________,方向tanθ=.(θ为速度与水平方向夹角)
=
② 位移:s=________,方向tanα=tanθ.(θ为速度与水平方向夹角)
==
4. 注意
(1) 平抛运动飞行时间:由t=知,时间取决于下落高度h,与初速度v0无关.
(2) 水平射程:x=v0t=v0,即水平射程由初速度v0和下落高度h共同决定,与其他因素无关.
一、 对平抛运动特点的理解
1. 理想化特点:平抛运动是一种理想化的模型,即把平抛物体看成质点,抛出后只考虑重力作用,忽略空气阻力.
2. 匀变速特点:平抛运动的加速度恒定,始终等于重力加速度,大小和方向都不变,所以平抛运动是匀变速曲线运动.
3. 速度变化特点:任意两个相等的时间间隔内速度的变化相同,Δv=gΔt,方向竖直向下.
例1 关于平抛运动的叙述,下列说法不正确的是( )
A. 平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动
B. 平抛运动的速度方向与恒力方向的夹角保持不变
C. 平抛运动的速度大小是时刻变化的
D. 平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小
【思路分析】 解决本题的关键知道平抛运动的特点,知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动.
【解析】 平抛运动如图所示:
在平抛运动中,物体只受重力,为恒力,方向总是竖直向下,平抛运动的轨迹是曲线,速度方向时刻在改变,故A正确、B错误;全过程,重力一直在做功,根据动能定理知,速度一直在增加,故C正确;竖直分速度一直在增加,但水平分速度不变,则平抛运动的速度方向和加速度方向的夹角一定越来越小,故D正确.
【答案】 B
二、 对平抛运动规律的理解
基本规律(如图所示)
水平方向,vx=v0,x=v0t竖直方向,vy=gt,y=+(gt)2)方向,与水平方向夹角的正切
)=+vgt2合速度,大小,v=
tan θ=方向,与水平方向夹角的正切
合位移,大小,s==
tan α=)x2 例2 如图所示,可视为质点的小滑块,从光滑斜面上的A点由静止开始自由滑下.到达C点时速度vC=3 m/s,C点右侧有8级台阶(台阶编号如图所示,台阶没画完全).每级台阶的高度均为h=0.2 m,宽均为L=0.4 m,设滑块从C点滑出后与地面或台阶碰撞后不再弹起.(g=10 m/s2)
轨迹方程,y==
(1) 通过计算判断滑块离开C点后,能落到哪个台阶上?
(2) 求落点P与点C在水平方向的距离x (保留2位有效数字)
【思路分析】 平抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动.
【解析】 (1) 由平抛运动规律可得:nh=gt2,
nL=vCt,
解得:n=,
所以落到第三级台阶上.
(2) 由3h=gt2,
x=vCt,
解得:x=1.0 m.
【答案】 (1) 第三级台阶 (2) 1.0 m
【点评】 采用化曲为直的方法,将平抛运动分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动,把对曲线运动的分析转化成对直线运动的分析.
1. 热播电视剧《知否,知否》中有我国的一种传统投掷游戏——“投壶”,如图所示,大人和小孩在同一竖直线上的不同高度分别以水平速度v1、v2抛出“箭矢”(可视为质点),都能投入地面上的“壶”内.若“箭矢”在空中的运动时间分别为t1、t2,忽略空气阻力.则( )
A. t1>t2 B. t1=t2
C. v1=v2 D. v1>v2
2. (2019·安徽合肥一中期中)下列关于曲线运动的说法中正确的是( )
A. 物体所受的合外力不为零时一定做曲线运动
B. 物体在一恒力作用下可能做曲线运动
C. 曲线运动不可能是匀变速运动
D. 物