内容正文:
专题05抛体运动
1.通过观察了解曲线运动,知道曲线运动的方向学习目标
2.掌握物体做曲线运动的条件,明确曲线运动是一种变速运动
3.知道速度方向、合力方向及轨迹弯曲情况之间的关系
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一、曲线运动
1、曲线运动
物体运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。
2、曲线运动的速度方向
曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是曲线上该点的切线方向。
3、曲线运动的性质
做曲线运动的物体,速度方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动。
4、物体做曲线运动的条件
从运动学角度说,物体的加速度方向跟速度方向不在一条直线上,物体就做曲线运动;从动力学角度来说,如果物体所受合外力的方向跟物体的速度方向不在一条直线上时,物体就做曲线运动。
二、运动的合成和分解
1、运动的合成与分解
已知分运动求合运动,叫做运动的合成;已知合运动求分运动,叫做运动的分解。
分运动与合运动是一种等效替代关系,运动的合成与分解是研究曲线运动的一种基本方法。
要点诠释:合运动与分运动的关系
(1)等时性:各分运动经历的时间与合运动经历的时间相等。例如:平抛运动水平方向与竖直方向的时间相等。
(2)独立性:一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其他分运动的影响。
(3)等效性:各分运动的叠加与合运动有完全相同的效果。
2、合运动的性质和轨迹的判定
合运动的性质和轨迹:由合初速度和合加速度共同决定。
三、平抛运动
1、定义:水平抛出的物体只在重力作用下的运动叫做平抛运动。
2、性质:加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线。
3、研究方法:
(1)平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。分别研究两个分运动的规律,必要时再用运动合成的方法进行合成。
(2)可独立研究竖直方向上的运动:竖直方向上为初速度为零的匀变速直线运动。
连续相等时间内竖直位移之比为 。
连续相等时间内竖直位移之差为一恒量。
4、平抛运动的规律
设平抛运动的初速度为,建立坐标系如图所示。
(1)速度公式:
速度与水平方向的夹角为
(2)位移公式:
速度与位移方向的夹角为
(3)轨迹: (抛物线的一个单支)
1.如图所示,一物体始终受到水平向右的恒力F的作用,在桌面某点静止开始向右运动,一段时间后脱离桌子,最终落到水平地面上,对于物体在空中的运动过程,下列说法正确的是( )专项训练
A.物体做变加速曲线运动
B.恒力F力越大,则在空中运动时间越长
C.恒力F力越大,则物体落地时速率越大
D.某时刻开始物体做直线运动
【答案】C
【详解】
A.物体在空中受重力和恒力F,合外力恒定,加速度恒定,物体做匀加速曲线运动,A错误。
B.落地时间取决于竖直位移,竖直方向物体做自由落体运动,竖直位移不变,根据
所以落地时间不变,B错误。
C.物体在水平方向做匀加速运动,在时间相同的情况下,恒力F越大,加速度越大,水平速度越大,落地时速率越大,C正确。
D.物体在空中受恒力F和重力,合力方向与水平初速度方向不共线,物体做曲线运动,D错误。
故选C。
2.物体做平抛运动,下列说法正确的是( )
A.水平方向的分运动是匀速直线运动
B.水平方向的分运动是匀加速直线运动
C.物体加速度的大小不断改变
D.物体加速度的方向不断改变
【答案】A
【详解】
AB.平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动,竖直方向的自由落体运动,B错误A正确;
CD.平抛运动物体只受重力,加速度大小为重力加速度,即物体加速度的大小和方向不变化,CD错误。
故选A。
3.做平抛运动的物体,在水平方向上通过的最大距离取决于抛出时( )
A.物体的高度和初速度 B.物体的重量和初速度
C.物体的高度和质量 D.由物体的高度决定
【答案】A
【详解】
由水平、竖直位移公式
联立可得
故物体在水平方向上通过的最大距离取决于抛出时的高度和初速度,A正确。
故选A。
4.一人在指定的地点放烟花庆祝农历新年如图所示,五彩的烟花弹从地上的盒子中喷出。若某一瞬间两颗烟花弹同时从盒子中飞出,烟花弹a的初速度方向竖直向上,烟花弹b的初速度方向斜向右上方如果两颗烟花弹到达的最大高度相等,忽略空气的影响,则( )
A.两颗烟花弹初速度大小相等
B.在空中运动的过程中,两颗烟花弹速度变化率相同
C.烟花弹b上升过程中运动的时间更长
D.烟花弹a在最高点加速度为零
【答案】B
【详解】
A.设烟花弹b的速度方向与水平方向的夹角为,则
又
则
故A错误;
B.在空中运动的过程中,两颗烟花弹速度变化率为
故B正确;
C.根据可知,两烟