第4课 平抛运动的基本概念和研究方法-【帮课堂】2021-2022学年高一物理同步精品讲义（沪科版2020必修二）

第4课 平抛运动的基本概念和研究方法 1、知道抛体运动的受力特点，会用运动的合成与分解的方法分析平抛运动 2、知道平抛运动的规律，会推导平抛运动分运动的公式和合运动的公式 3、知道平抛运动的轨迹是一条抛物线，会推导平抛运动的轨迹方程 4、会求平抛运动的时间和任意时刻的速度 问题1：球抛出过程中速度的大小和方向是如何变化的？ 问题2：球抛出过程中受力情况是怎样的？ 问题3：球抛出过程中加速度是如何变化的？ 知识点01 平抛运动的条件与性质 一、平抛运动定义： 将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体只在重力的作用下所做的运动，叫做平抛运动。 二、平抛运动的条件 1、有一个水平初速度 2、运动过程中只受重力作用 三、平抛运动的性质 平抛运动具有恒定的重力加速度，所以是匀变速曲线运动 【典例1】 (多选)关于平抛运动，下列说法正确的是( ) A．平抛运动是匀变速运动 B．平抛运动是变加速运动 C．平抛运动过程中，任意两段相同时间内位移相同 D．平抛运动过程中，任意两端相同时间内速度变化量相同 【解析】平抛运动只受重力作用，因为a=g恒定不变，即做匀变速曲线运动，所以A正确。 加速度定义为单位时间内的速度变化量，所以加速度恒定，任意相等时间内速度变化量相同，D正确 【答案】AD 【典例2】 (多选)质量为M的物体受到一组共点恒力作用而处于平衡状态；撤去某个恒力F1时，物体可能做 ( ) A．匀加速直线运动 B．匀减速直线运动 C．匀变速曲线运动 D．变加速曲线运动 【解析】物体处于共点力平衡状态下，可能处于匀速直线运动或静止状态，此时撤去某个恒力F1，则物体此时所受合外力大小为F1，方向与F1相反 如果原本物体静止或者速度方向与合外力方向同向，则做匀加速直线运动 如果原本物体速度方向与合外力方向相反，则做匀减速直线运动 如果原本物体速度方向和合外力不在同一直线上，则做匀变速曲线运动 【答案】ABC 【即学即练1】 下列关于物体运动的说法， ( ) A．曲线运动一定是变速运动 B．曲线运动的加速度一定是变化的 C．平抛运动的速度一定不变 D．平抛运动的速度变化量一定不变 【答案】AD 知识点02 平抛运动的规律 一、研究平抛运动的思想方法——运动的分解 将平抛运动分解为竖直方向和水平方向上两个简单的为我们所熟悉的直线运动 水平方向：匀速直线运动 竖直方向：自由落体运动 变复杂为简单 二、平抛运动的规律： 1.速度规律： 分速度： 　　　 合速度： 速度偏转角： 2.位移规律： 分位移： 　　　 合位移： 位移偏转角： 三、关于平抛运动的一些结论： 1.平抛物体任意时刻瞬时速度的反向延长线过水平分位移的中点，好象物体是从水平分位移中点沿直线射出； 2.速度偏转角的正切等于位移偏转角正切的２倍． 3.影响运动时间的因素: 4.影响落地水平位移的因素: 5.影响落地速度的因素: 6.任意两个相等时间间隔内的速度变化量相等: 【典例1】 在平坦的垒球运动场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球飞行一段时间后落地．若不计空气阻力， 则（ ） A．垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定 B．垒球落地时瞬时速度的方向仅击球点离地面的高度决定 C．垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定 D．垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定 【解析】平抛运动可以分解为竖直方向的自由落体运动以及水平方向的匀速直线运动，球的运动过程由击出到落地为止，因此竖直方向位移即为抛出点离地高度，因此根据自由落体规律 ，落地时间只和抛出时的高度有关，落地时的速度为水平初速度与竖直方向自由落体速度的合成，因此由抛出高度以及抛出速度两部分决定，因此选D 【答案】D 【典例2】 某人站在高20米处以5米/秒水平速度抛出一物体（g=10米/秒2）求： （1）飞行时间；（2）水平射程； （3）落地时速度大小； （4）下落一半高度时速度大小。 【解析】 (1) (2) (3) (4) 【答案】（1）2s （2）10m （3） （4）15m/s 【即学即练1】 证明：平抛物体任意时刻瞬时时速度方向的反向延长线与初速度延长线的交点到抛出点的距离都等于水平位移的一半。 【解析】设时间t内物体的水平位移为s，竖直位移为h，则末速度的水平分量vx=v0=s/t，而竖直分量vy=2h/t， ，所以有 【即学即练2】 (多选)物体做平抛运动时，描述物体在竖直方向的分速度v和位移h(取向下为正)随时间变化的图象分别是图中的(　　) 【解析】由于平抛运动在竖直方向上的运动是自由落体运动，其竖直分速度v=gt，竖直位移h=12gt2，故v随时间变化图象应为D，h随时间变化的图象为A. 【答案】AD 【即学即练3】