5.2平抛运动 同步知识精讲-2021-2022学年高一下学期物理沪科版（2020）必修第二册

5.2平抛运动 知识讲解 1抛体运动的定义、性质与分类 1.1定义 以一定初速度抛出且只在重力作用下的运动叫抛体运动。 理解：①物体只受重力，重力认为是恒力，方向竖直向下； ②初速度不为零，物体的初速度方向可以与重力的方向成任意角度； ③抛体运动是一理想化模型，因为它忽略了实际运动中空气的阻力，也忽略了重力大小和方向的变化。 1.2性质 抛体运动是匀变速运动，因为它受到恒定的重力mg作用，其加速度是恒定的重力加速度g。 1.3抛体运动的分类 按初速度的方向抛体运动可以分为: 竖直上抛：初速度v0竖直向上，与重力方向相反，物体做匀减速直线运动； 竖直下抛：初速度v0竖直向下，与重力方向相同，物体做匀加速直线运动； 斜上抛： 初速度v0的方向与重力的方向成钝角，物体做匀变速曲线运动； 斜下抛：初速度v0的方向与重力的方向成锐角，物体做匀变速曲线运动； 平抛：初速度v0的方向与重力的方向成直角，即物体以水平速度抛出，物体做匀变速曲线运动； 例题精讲 【例1】下列属于平抛运动的是（ ） A. 斜向上踢出足球 B. 水平飞行的飞机投下的小箱子 C. 洒水车斜向上喷出的水 D. 自由落体的小球 【答案】B 巩固练习 1、平抛运动是将物体沿 方向抛出，物体只受 力，它是一种 运动。 【答案】水平、重、匀变速曲线 2平抛运动的概念与性质 2.1平抛运动的概念 初速度v0的方向与重力的方向成直角，即物体以水平速度抛出，物体做匀变速曲线运动；它是抛体运动的一种。常见的平抛运动：瀑布中的水滴运动、水平抛出的排球等。x y O 2.2平抛问题的处理 平抛问题应建立合适的坐标系，如图建立坐标系，将平抛运动分解为两个方向的运动：沿水平方向的运动和竖直方向的运动。其中水平方向的运动为：速度为v0匀速直线运动；竖直方向的运动为：自由落体运动（初速度为零的匀加速直线运动）。 通过分析这两个运动来解决平抛运动 2.2.1抛体的位置 抛体运动位置的描写：平抛运动是平面曲线运动，任意时刻的位置要由两个坐标来描写，建立坐标系，写出x、y两个方向上的位移时间关系，x=x(t) y=y(t) ，问题得到解决。 2.2.2轨迹方程的确定 由两个方向上的运动学方程x=x(t) y=y(t)消除时间t，得到轨迹方程y=f(x)。 2.2.3速度、位移的确定 速度的确定：写出经时间t物体在x、y两个方向上的分速度、，由平行四边形法则，可以求得任意时刻的瞬时速度v。 位移的确定：与速度方法一样。 2.3平抛运动的规律 2.3.1平抛运动的条件和性质 （1）条件：物体只受重力作用，具有水平方向的初速度。 （2）性质：加速度恒定，竖直向下，是匀变速曲线运动。 2.3.2平抛运动的规律 规律：按水平和竖直两个方向分解； 水平方向：不受外力，以为速度的匀速直线运动，； 竖直方向：竖直方向只受重力且初速度为零，做自由落体运动，； 平抛运动的轨迹：是一条抛物线； 合速度：大小： 即； 方向：v与水平方向夹角为， 即； 合位移：大小： 即； 方向：S与水平方向夹角为，即； 一个关系： ，说明了经过一段时间后，物体位移的方向与该时刻合瞬时速度的方向不相同，速度的方向要陡一些。如图所示。 3对平抛运动的研究 3.1平抛运动在空中的飞行时间 由竖直方向上的自由落体运动可以得到时间； 可见，平抛运动在空中的飞行时间由抛出点到落地点的竖直距离和该地的重力加速度决定，抛出点越高或者该地的重力加速度越小，抛体飞行的时间就越长，与抛出时的初速度大小无关。 3.2平抛运动的射程 由平抛运动的轨迹方程可以写出其水平射程； 可见，在g一定的情况下，平抛运动的射程与初速度成正比，与抛出点高度的平方根成正比，即抛出的速度越大、抛出点到落地点的高度越大时，射程也越大。 3.3平抛运动轨迹的研究 平抛运动的抛出速度越大时，抛物线的开口就越大。 例题精讲 【例1】关于物体的平抛运动，下列说法不正确的是（ ） A．由于物体受力的大小和方向不变，因此平抛运动是匀变速运动 B．由于物体的速度方向不断变化，因此平抛运动不是匀变速运动 C．物体运动时间只由抛出时的高度决定，与初速度无关 D．平抛运动的水平距离，由抛出点高度和初速度共同决定 【思路点拨】弄清楚平抛运动的受力特点和水平方向、竖直方向的具体运动情况，是回答问题的关键。 【答案】B 【解析】平抛运动受到恒定的重力作用，做匀变速曲线运动，选项A正确，选项B错误；由平抛运动的规律知，物体运动时间是 只由抛出时的高度决定，与初速度无关，C选项正确；平抛的水平距离，可以看出抛出的速度越大、抛出点到落地点的竖直距离越大时，射程也越大，