第五章 5.4 抛体运动的规律-【精彩三年】2020-2021学年高中新教材物理必修第二册课程探究与巩固配套PPT（人教版 浙江专版）

杭州良品图书有限公司 精彩三年课程探究与巩固 物理 必修第二册 第五章　抛体运动 5．4　抛体运动的规律 * 1．平抛运动的特点 (1)只受重力。 (2)初速度沿水平方向，与重力方向垂直。 (3)曲线运动。 2．平抛运动的分解 (1)平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体 运动。 (2)两个分运动既具有独立性，又具有等时性。 【思辨】 思考题 动物管理员在森林里寻找到了一只丢失的猴 子，立即用麻醉枪水平地射击，设子弹从枪口水平射出的瞬间，精明的猴子便从静止开始自由下落。猴子能跑掉吗？为什么？ 【答案】 不能跑掉。因为子弹做平抛运动，它的竖直分运动是自由落体运动，与猴子的运动相同。 以初速度v0的方向为x轴方向，竖直向下的方 向为 y 轴方向，建立平面直角坐标系， 如图所示。 1．水平方向上的分速度：由于平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，故 物体在水平方向的分速度将保持初速度 v0 不变。 2．竖直方向上的分速度：竖直方向的初速度是0，所以，物体在y轴方向的 分速度vy与时间t的关系是：vy＝gt。 3．平抛运动的速度：由勾股定理可知，速度大小v＝＝，速度的 方向tan α＝＝。 【思辨】 判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)平抛运动水平方向上的分速度不变。(　　) (2)平抛运动竖直方向上的分速度不变。(　　) (3)平抛运动的速度越来越大。(　　) (4)平抛运动的速度方向可以达到竖直方向。(　　) √ × √ × 1．水平方向的位移：根据水平方向做匀速直线运动：x＝v0t。 2．竖直方向的位移：根据自由落体运动的知识可知，做平抛运动的物体的 竖直分位移与时间的关系是： 3．位移大小：l＝＝。 4．位移方向：tan θ＝＝＝。 5．平抛轨迹：由 x＝v0t，y＝gt2，两式消去t得：y＝x2， 故平抛运动的轨迹是一条抛物线。 【思辨】 判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)平抛运动的轨迹是圆周的一部分。(　　) (2)平抛运动的位移方向与速度方向相同。(　　) (3)平抛运动的位移方向可以达到竖直方向。(　　) × × × 1．斜抛：物体被抛出时的速度v0不沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方， 在运动过程中只受重力，这种情况常称为斜抛。 2．特点 (1)在水平方向不受力，加速度是0。 (2)在竖直方向只受重力，加速度是g。 3．斜上抛物体的速度 设初速度v0与水平方向的夹角为θ： (1)水平方向分速度v0x＝v0cos θ。 (2)竖直方向分速度v0y＝v0sin θ。 4．斜上抛物体的轨迹 水平位移：x＝v0cos θ·t， 竖直位移：y＝v0sin θ·t－gt2， 两式联立消去t得： y＝－·x2＋tanθ·x， 故斜抛运动的轨迹也是一条抛物线。 由抛体运动的轨迹方程可知，抛体运动的轨迹是由初速度和加 速度决定的，与物体的质量无关。 【思辨】 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)斜抛运动是匀变速曲线运动。(　　) (2)斜抛运动是加速度逐渐增大的曲线运动。(　　) (3)斜抛运动是加速度逐渐减小的曲线运动。(　　) √ × × 2．思考题 物体在空气中运动时，速度越大，阻力也越大，所 以，研究炮弹的运动时需要考虑空气阻力。将炮弹 的运动沿水平方向、竖直方向分解，那么考虑空气 阻力后，炮弹的水平分运动是什么运动？在竖直方向上升、下降过程中加速度大小是否相等？炮弹运动的实际轨迹还是不是抛物线？大致是怎样 的？ 【答案】 考虑空气阻力后，炮弹的水平分运动变为减速直线运动，在竖直方向上升、下降过程中加速度大小并不相等，所以实际轨迹不再是抛物 线，由于空气阻力的影响，射程和射高都减小了，如图所示。 将一个物体以v0＝10 m/s的速度从离水平地面h＝20 m的高度水平抛出，求落地时的速度。不计空气阻力，g取10 m/s2。 【解析】 如图所示，以抛出时物体的位置O为原 点，建立平面直角坐标系，x轴沿初速度方向，y 轴竖 直向下。 物体水平方向不受力，水平分运动是匀速运动， 【答案】 10 m/s，与水平方向夹角的正切值为2 落地时物体的水平分速度vx＝v0＝10 m/s； 物体在竖直方向只受重力，加速度为g，竖直分运动是自由落体运动。 物体落地时的竖直分速度vy满足 v－0＝2gh，由此解出vy＝20 m/s， 物体落地时的速度大小v＝ ＝10 m/s， 设物体落地时的速度方向与水平地面夹角是θ，则tan θ＝