内容正文:
第2讲 抛体运动的规律
一、平抛运动
1.定义:以一定的初速度沿水平方向抛出的、只在重力作用下的运动。
2.特点:加速度为g的匀加速运动,运动轨迹是抛物线。
思考辨析
1.以一定的初速度水平抛出,物体将做平抛运动。
(×)
2.平抛运动的轨迹是曲线,速度方向时刻改变,加速度的方向也时刻改变。
(×)
3.做平抛运动的物体,在任意相等的两段时间内,速度的变化量具有什么特点?
提示:相等。
二、平抛运动的基本规律
1.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匀加速直线运动。
2.基本规律
(1)位移关系
(2)速度关系
思考辨析
1.平抛运动的时间由高度决定。
(√)
2.从同一高度水平抛出的两个物体,初速度越大的物体落地时的速度越大。
(√)
3.对于平抛运动,基本的处理方法是什么?
提示:将平抛运动分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的初速度为0、加速度为重力加速度的匀加速直线运动。
三、斜抛运动
1.定义:将物体以一定的初速度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.特点:斜抛运动是加速度为g的匀变速运动,运动轨迹是抛物线。
思考辨析
1.斜抛运动的加速度恒定。
(√)
2.斜抛运动基本的处理方法是分解运动,斜抛运动可以分解为什么运动?
提示:斜抛运动可分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的加速度为g的匀变速直线运动。
考点1 抛体运动的基本规律(能力考点)
考向1 平抛运动的规律
(2020·北京模拟)如图所示,某同学练习定点投篮,其中有两次篮球垂直撞在竖直篮板上,篮球的运动轨迹分别如图中曲线1、2所示。若两次抛出篮球的速度v1和v2的水平分量分别为v1x和v2x,竖直分量分别为v1y和v2y,不计空气阻力,下列关系正确的是( )
A. v1x<v2x,v1y>v2y
B. v1x>v2x,v1y<v2y
C. v1x<v2x,v1y<v2y
D. v1x>v2x,v1y>v2y
篮球垂直撞在竖直篮板上,可将篮球的运动反向处理,即视为平抛运动,定点投篮意味着两次投篮的水平射程相等,即两次平抛运动的水平位移相等,两次投篮的高度不同,意味着两次投篮的运动时间不同。
【自主解答】
A 解析:题目以定点投篮为背景,考查了平抛运动的相关知识。考查了理解能力、推理论证能力、模型建构能力。突出对基础性、应用性和创新性的考查。将篮球的运动反向处理,即视为平抛运动,由题图可知,第二次篮球运动过程中的高度较小,所以运动时间较短,水平射程相等,故第二次水平分速度较大,即v1x<v2x。篮球在竖直方向上做自由落体运动,由公式v=2gh可知,第二次运动过程中的高度较小,所以第二次竖直分速度较小,即v1y>v2y。故选A。
【技法总结】
1.飞行时间
由t= 知,飞行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。
3.落地速度
v=,落地速度与初速度v0和下落高度h有关。=+2gh),以θ表示落地速度与水平正方向间的夹角,有tan θ=)=+v
4.两个重要推论
(1)做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点,如图所示,即xB=。
(2)做平抛运动的物体在任意时刻,总有tan θ=2tan α。
考向2 斜抛运动的基本规律
(2021·济南模拟)狞猫弹跳力惊人,栖息在干燥的旷野和沙漠,善于捕捉鸟类。一只狞猫以某一初速度斜向上与水平地面成θ角跳离地面,落地前其最大高度为h,最大水平位移为x。不考虑空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 保持起跳速度大小不变,增大θ角,狞猫在空中的运动时间不变
B. 保持起跳速度大小不变,增大θ角,狞猫在空中的最大高度h增大
C. 保持起跳角度θ不变,增大起跳速度,x与h的比值减小
D. 保持起跳角度θ不变,增大起跳速度,x与h的比值增大
狞猫做斜上抛运动,竖直方向做匀减速直线运动,根据竖直分运动可以确定时间,进而求解竖直位移。
【自主解答】
B 解析:狞猫做斜上抛运动,在竖直方向上有 vy=v0sin θ=gt1,狞猫在空中的运动时间t=2t1=,保持起跳角度θ不变,增大起跳速度,x与h的比值不变,故选项C、D错误。=sin 2θ,g),最大水平位移与最大高度的比值为 cos θsin θ,g)=sin2θ,2g),保持起跳速度大小不变,增大θ角,狞猫在空中到达的最大高度增大,故选项B正确;狞猫的最大水平位移x=vxt==gt,保持起跳速度大小不变,增大θ角,狞猫在空中的运动时间增大,故选项A错误;狞猫在空中到达的最大高度h=
【技法总结】
“化