5.4　抛体运动的规律 -2021-2022学年高一物理教学一体案（人教版2019必修第二册）

§5-4　抛体运动的规律 一、学习目标 1.知道平抛运动的受力特点，会用运动的合成与分解分析平抛运动. 2.理解平抛运动的规律，会确定平抛运动的速度和位移，知道平抛运动的轨迹是一条抛物线. 3.能利用运动的合成与分解的方法分析一般的抛体运动． 二、学习过程 【问题探究】如图所示，一人正练习投掷飞镖，如果不计空气阻力， (1)飞镖投出后，受力情况怎样？其加速度的大小和方向是怎样的？ (2)飞镖的运动是匀变速运动，还是变加速运动？运动轨迹如何？ 【知识点1】平抛运动的速度 以速度v0沿水平方向抛出一物体，以抛出点为原点，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，建立如图所示的平面直角坐标系． (1)水平方向：不受力，加速度是0，水平方向为匀速直线运动，vx＝v0. (2)竖直方向：只受重力，由牛顿第二定律得到：mg＝ma，所以a＝g；竖直方向的初速度为0，所以竖直方向为自由落体运动，vy＝gt. (3)合速度 大小：v＝＝； 方向：tan θ＝＝(θ是v与水平方向的夹角)． 例题1、刀削面是北方人喜欢的面食之一，因其风味独特，驰名中外，刀削面全凭刀削，因此得名。如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞快地削下一片片很薄的面片儿，面片便水平飞向锅里，若面团到锅的上沿的竖直距离为，最近的水平距离为，锅的半径为，要想使削出的面片落入锅中，则面片的水平速度不能是下列选项中的哪些？ A. B. C. D. 例题2、小明玩飞镖游戏时，从同一位置先后以速度和将飞镖水平掷出，依次落在靶盘上的、两点，如图所示，飞镖在空中运动的时间分别和不计空气阻力，则 A. ， B. ， C. ， D. ， 跟踪训练：如图所示，在水平地面上点正上方不同高度的、两点分别水平抛出一小球，如果两球均落在同一点上，则两小球 A. 落地的速度大小可能相同 B. 落地的速度偏向角可能相同 C. 两个小球下落时间一定相同 D. 两个小球抛出时的初速度可能相同 【问题探究】1．既然平抛运动是匀变速运动，那么匀变速直线运动的规律能否直接用于平抛运动？ 2．如图所示，投出篮球的运动轨迹与平抛运动相似吗？轨迹有什么特点？从哪一点以后的运动与平抛运动相同？要确定篮球在任意时刻的速度和位置， 应该怎么办？ 【知识点2】平抛运动的位移与轨迹 1．水平位移：x＝v0t① 2．竖直位移：y＝gt2② 3．轨迹方程：由①②两式消去时间t，可得平抛运动的轨迹方程为y＝x2，由此可知平抛运动的轨迹是一条抛物线． 例题3、网球运动员对着墙壁练习打网球，假定球在墙面上以的速度沿水平方向反弹，落地点到墙面的距离在至之间，忽略空气阻力，取，球在墙面上反弹点的高度范围是      A. 至 B. 至 C. 至 D. 至 跟踪训练：如图所示，某同学将一小球水平抛出，最后球落在了正前方小桶的左侧，不计空气阻力。为了能将小球抛进桶中，他可采取的办法是 A. 保持抛出点高度不变，减小初速度大小 B. 保持抛出点高度不变，增大初速度大小 C. 保持初速度大小不变，降低抛出点高度 D. 减小初速度大小，同时降低抛出点高度 例题4、 小明将铅球以初速度平抛出，铅球落地时的速度方向与水平方向成角，不计空气阻力，重力加速度为则：    铅球的抛出点离地面的高度；    铅球水平位移．    铅球的运动时间． 【问题探究】1．如图所示，若不计空气阻力，从运动的角度分析，排球和铅球的运动有什么共同点？ 2．①尝试导出如图所示的斜抛运动轨迹的关系式．讨论这个关系式中物理量之间的关系，看看能够得出哪些结论． ②以上讨论有一个前提，即空气阻力可以忽略．如果做斜抛运动的物体的速度不大，例如用手抛出一个石块，这样处理的误差不大．但是物体在空气中运动时，速度越大，阻力也越大，所以，研究炮弹的运动时就不能忽略空气阻力．根据你的推测，炮弹运动的实际轨迹大致是怎样的？ 【知识点3】一般的抛体运动 物体被抛出时的速度v0沿斜上方或斜下方时，物体做斜抛运动(设v0与水平方向夹角为θ)． (1)水平方向：物体做匀速直线运动，初速度v0x＝v0cos θ. (2)竖直方向：物体做竖直上抛或竖直下抛运动，初速度v0y＝v0sin θ.如图2所示． 例题5、当地时间年月日，科比布莱恩特于加利福尼亚州的一场直升机坠机事故中不幸遇难，令人惋惜，很多人都听说过他的洛杉矶凌晨四点太阳的故事。某次比赛中，科比正对篮板罚球，篮球恰好垂直打在篮板上距离地面高为的位置后反弹入框。已知罚球线到篮板的水平距离为，篮球出手点在罚球线正上方高为的位置。不计空气阻力，重力加速度。则篮球出手时速度大小最接近   A. B. C. D. 跟踪训练：某同学进行篮球训练，如图所示，将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直墙面上