内容正文:
第2讲 抛体运动
一、平抛运动
1.定义:以一定的初速度沿水平方向抛出的物体只在重力作用下的运动.
2.性质:平抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动,其运动轨迹是抛物线.
3.平抛运动的条件
(1)v0≠0,沿水平方向;(2)只受重力作用.
4.研究方法
平抛运动可以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.
5.基本规律(如图)
[微点拨] 任意相等时间Δt内的速度变化量方向竖直向下,大小Δv=Δvy=gΔt.
二、斜抛运动(说明:斜抛运动只作定性要求)
1.定义:将物体以初速度v0沿斜向上方或斜向下方抛出,物体只在重力作用下的运动.
2.性质:加速度为重力加速度g的匀变速运动,轨迹是抛物线.
3.研究方法:斜抛运动可以看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动的合运动.
[微点拨] 斜抛运动问题多为斜上抛运动,可以在最高点分成两段处理,后半段为平抛运动,前半段的逆运动可以看成相等初速度的反向平抛运动.
1.判断正误
(1)以一定的初速度水平抛出的物体的运动是平抛运动.( )
(2)做平抛运动的物体的速度方向时刻在变化,加速度方向也时刻在变化.( )
(3)做平抛运动的物体初速度越大,水平位移越大.( )
(4)做平抛运动的物体,初速度越大,在空中飞行时间越长.( )
(5)从同一高度平抛的物体,不计空气阻力时,在空中飞行的时间是相同的.( )
(6)无论平抛运动还是斜抛运动,都是匀变速曲线运动.( )
(7)做平抛运动的物体,在任意相等的时间内速度的变化量是相同的.( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√ (7)√
2.(多选)(人教版必修2 P10做一做改编)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验.小锤击打弹性金属片后,A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落,关于该实验,下列说法中正确的有( )
A.两球的质量应相等
B.两球同时落地
C.应改变装置的高度,多次实验
D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
答案 BC
3.(教科版必修2 P18T2)一架投放救援物资的飞机在某个受援区域的上空水平匀速飞行,从飞机上每隔1 s投下1包救援物资,先后共投下4包,若不计空气阻力,则4包物资落地前( )
A.在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点是等间距的
B.在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点不是等间距的
C.在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线,它们的落地点是等间距的
D.在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线,它们的落地点不是等间距的
答案 C
4.(新教材人教版必修第二册P20T2)环保人员在一次检查时发现,有一根排污管正在向外满口排出大量污水.这根管道水平设置,管口离地面有一定的高度,如图所示.现在,环保人员只有一把卷尺,请问需要测出哪些数据就可大致估测该管道的排污量?写出测量每秒钟排污体积的表达式.
解析 测出管口离水面的高度h,污水落点到岸边的距离x,以及管口周长L
则由h= eq \f(1,2) gt2和x=v0t可解得
v0= eq \f(x,\r(\f(2h,g)))
管口半径r= eq \f(L,2π)
管口横截面积S= eq \f(L2,4π)
则每秒钟排污体积Q=v0S= eq \f(xL2\r(2gh),8πh)
答案 管口离水面的高度h,污水落点到岸边的距离x,管口周长L Q= eq \f(πL2\r(2gh),8πh)
考点一 平抛运动基本规律的应用
1.平抛运动中的“三个两”
(1)两个思想方法
①数形结合的思想,数是y=eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)) eq \f(g,2v)
x2,形是抛物线.
②化曲为直的方法,把平抛运动分解为两个方向上的直线运动.
(2)两个矢量三角形
位移矢量三角形和速度矢量三角形,注意其三角形边、角的关系,往往位移偏向角与斜面倾角化归在一起.
(3)两个推论
①角度关系:速度偏转角的正切值是位移偏转角正切值的2倍,即tan θ=2tan α.
②中点关系:末速度(任意一点)的反向延长线过该时刻水平位移的中点.
2.速度改变量
因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g,所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔Δt内的速度改变量Δv=gΔt是相同的,方向恒为竖直向下,如图所示.
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
B [做平抛运动的物体只受重力作用,故平抛运动是匀变速曲线运动,A正确;平抛运动是曲线运动,速