5.3 实验：研究平抛运动（学案）-【成才之路】2020-2021学年高中新课程物理同步学习指导（人教版必修2）

现行旧教材·高中新课程学习指导 　 　 知识点 2:1. 匀速直线　 2. 自由落体　 3. v20 + (gt) 2 　 gt v0 　 　 知识点 3:1. v0 t　 2. 1 2 gt2 　 3. x2 + y2 　 gt 2v0 　 5. 抛物 　 　 知识点 4:1. 斜向上　 斜向下　 2. 不变　 重力 3. (1)匀速　 v0 cosθ　 (2)v0 sinθ 判一判　 (1) × 　 (2)√　 (3)√　 (4) × 　 (5) × 　 (6)√ 选一选　 B　 因为子弹做平抛运动,其竖直方向做自由落体运动,所以松 鼠只有竖直上跳才不会被击中,故选 B。 想一想 　 　 不能 解析:根据 y = 1 2 gt2 ,当他降落在下一个屋顶时,下落的高度 y = 4. 9 m,所用时间 t = 2y g = 2 × 4. 9 9. 8 s = 1. 0 s,最大水平位移:x = vm t = 4. 5 × 1. 0 m = 4. 5 m < 6. 2 m,所以他不能安全到达下一个屋顶。 课内互动探究 　 　 思考讨论 1:提示:(1)飞镖将做平抛运动,只受到重力作用,加速度 等于重力加速度,方向向下;(2)因飞镖的加速度为一恒量,故飞镖的运 动是匀变速曲线运动。 　 　 典例试做 1:AB　 平抛运动是匀变速曲线运动,加速度是恒定的,B 正确;平抛运动在任意相等时间间隔 Δt 内的速度改变量均竖直向下,且 Δv = Δvy = g·Δt,A 正确;在相等时间间隔 Δt 内,水平位移 x = v0 Δt 相 等,而竖直位移 y = vΔt + 1 2 gΔt2 是随时间增大的,所以位移不是均匀变 化的,C、D 错误。 对点训练 1:ABC　 小球运动过程的加速度不变且轨迹为曲线,故 A 正确;小球通过窗户所用的时间决定于竖直方向的分速度,而小球在竖 直方向上做自由落体运动,速度越来越大,故可知,通过三个窗户所用的 时间 t1 > t2 > t3 ,所以选项 B 正确;因为加速度相同,所以小球通过 3 个 窗户速度的变化一样快,选项 C 正确;由平抛运动特点可知,合速度的方 向不同,故运动轨迹不同,所以,选项 D 错误。 思考讨论 2:提示:能够射中。 子弹做平抛运动,水平方向做匀速直 线运动,竖直方向做自由落体运动,相同时间内与靶子下落的高度相同, 故能够射中靶子。 　 　 典例试做 2:(1)9. 5 m/ s < v < 17 m/ s (2)2. 13 m 解析:(1)如图所示排球恰不触网时其运动 轨迹为Ⅰ。 排球恰不出界时其运动轨迹为Ⅱ,根 据平抛运动的规律:s = v0 t 和 h = 1 2 gt2 ,可得当 排球恰不触网时有:s1 = 3 m = v1 t1 ,h1 = 2. 5 m - 2 m = 0. 5 m = 1 2 gt21 可解得:v1 = 3 10 m/ s≈9. 5 m/ s 当排球恰不出界时有 s2 = 3 m + 9 m = v2 t2 ,h = 2. 5 m = 1 2 gt22 　 　 可解得: 　 　 v2 = 12 2 m/ s≈17 m/ s 　 　 所以既不触网也不出界的速度范围是 9. 5 m/ s < v < 17 m/ s (2)如图所示为排球恰不触网也恰不出界的 临界轨迹。 设击球点高度为 h′,根据平抛运动的 规律有: s1 = 3 m = vt′1 ,h′1 = h′ -2 m = 1 2 gt′21 s2 =3 m +9 m = vt′2　 h2 = h′ = 1 2 gt′22 联立以上四式可得: h′≈2. 13 m。 对点训练 2:C　 套圈做平抛运动,竖直分运动是自由落体运动,根 据 h = 1 2 gt2 ,有:t = 2h g ,故 t1 = t3 > t2 ,故 C 正确,D 错误;AB 水平分 位移相同,由于 t1 > t2 ,根据 x = v0 t,有:v1 < v2 ;由于 t1 = t3 ,x1 < x3 ,根据 x = v0 t,有:v1 < v3 ;v2 和 v3 关系不能确定,故 AB 错误;故选 C。 课堂达标检测 1. A　 因为 A、B 两球只在重力作用下做抛体运动,并且速率和方向均相 同,故两球的运动轨道相同,选项 A 正确。 2. D　 根据 x = v0 t,y = 1 2 gt2 将已知数据代入可得 v0 = 20 m/ s 3. 1. 25 m/ s < v0 < 3. 75 m/ s 解析:由 h = 1 2 gt2 得 t = 0. 4 s v1 = L t = 1. 25 m/ s　 v2 = L + 2R t = 3. 75 m/ s 所以 1. 25 m/ s < v0 < 3. 75 m/ s。