第5章 4 抛体运动的规律-2021-2022学年新教材高中物理必修第二册【名师导航】同步Word教参(人教版)

4．抛体运动的规律 学习目标：1.[物理观念]知道物体做平抛运动的条件及变速运动的性质和受力特点。　2.[科学思维]通过运动的合成与分解分析平抛运动的规律，掌握分析方法。　3.[科学思维]能用平抛运动的规律解决相关问题。　4.[科学思维]知道斜抛运动，会用运动的合成和分解的方法分析一般的抛体运动。 阅读本节教材，回答第14页“问题”并梳理必要知识点。 教材第14页“问题”提示：需要考虑击球点与地面的高度、击球点与网的水平距离以及击球的力度等；可以采用运动的分解的方法，将平抛运动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，求解两个方向的分速度，再用平行四边形定则求解球落地时的速度。 一、平抛运动的速度 将物体以初速度v0水平抛出，由于物体只受重力作用，t时刻的速度为： 1．水平方向：vx＝v0。 2．竖直方向：vy＝gt。 3．合速度 [特别提示]　由tan θ＝知，速度与水平方向的夹角随时间t的增大而增大，但一定不会达到90°，因为水平方向上的分运动是匀速直线运动，水平分速度不变，合速度也就不可能沿竖直方向。 二、平抛运动的位移与轨迹 将物体以初速度v0水平抛出，经时间t，物体的位移为： 1．水平方向：x＝v0t。 2．竖直方向：y＝gt2。 3．合位移 4．轨迹：由水平方向x＝v0t解出t＝，代入y＝gt2得y＝x2，平抛运动的轨迹是一条抛物线。 [特别提示]　y＝x2中，g、v0都是与t无关的常量，所以是与x，y无关的常量。y＝x2与数学中的二次函数方程y＝ax2形式相似，二次函数的图像是一条抛物线，“抛物线”的名称就是由抛体运动得来的。 三、一般的抛体运动 物体抛出的速度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)，如图所示。 1．水平方向：物体做匀速直线运动，初速度vx＝v0cos θ。 2．竖直方向：物体做竖直上抛或竖直下抛运动，初速度vy＝v0sin θ。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)水平抛出的物体所做的运动就是平抛运动。 (×) (2)做平抛运动的物体下落时，速度与水平方向的夹角θ越来越大。 (√) (3)平抛运动合位移的方向与合速度的方向一致。 (×) (4)斜抛运动和平抛运动在竖直方向上做的都是自由落体运动。 (×) 2．(多选)关于平抛运动，以下说法正确的是(　　) A．做平抛运动的物体，速度和加速度都随时间的增加而增大 B．做平抛运动的物体仅受到重力的作用，所以加速度保持不变 C．平抛运动是匀变速运动 D．平抛运动是变加速运动 BC　[做平抛运动的物体，速度随时间不断增大，但由于只受恒定不变的重力作用，所以加速度是恒定不变的，选项A错误，B正确；平抛运动是加速度恒定不变的曲线运动，所以它是匀变速曲线运动，选项C正确，D错误。] 3．(多选)运动员在同一位置分别沿与水平地面成30°和60°角的方向踢出一只橄榄球，两次球落在同一地点，运动轨迹如图所示，不计空气阻力，则橄榄球(　　) A．两次运动的位移相等 B．沿轨迹①运动的时间长 C．在最高点时沿轨迹②运动的速度小 D．两次的最高点位置一定在同一竖直线上 ABD　[位移是起点到终点的有向线段，所以橄榄球两次运动的位移相等，A正确；橄榄球在竖直方向做竖直上抛运动，上升到最大高度时竖直方向的分速度等于零，橄榄球在最高点之后的过程可看成平抛运动，根据t＝可知，沿轨迹①运动的时间长，B正确；橄榄球在最高点时，其水平位移x＝vxt相等，又橄榄球沿轨迹①运动的时间长，所以在最高点时沿轨迹①运动的速度小，C错误；因上升和下落两个过程具有时间、速度、位移的对称性，根据对称性可知，两次的最高点位置一定在同一竖直线上，D正确。] 平抛运动的研究方法及规律 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？ (3)为了研究问题方便，我们可以将平抛运动转化为哪两个方向的直线运动？ 提示：(1)因忽略空气阻力，飞镖投出后，只受重力作用，其加速度大小为g，方向竖直向下。 (2)飞镖运动过程中，加速度是不变的，所以飞镖的运动是匀变速曲线运动，轨迹是抛物线。 (3)可将平抛运动转化为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。 1．平抛运动的特点 项目 物理特性 理想化特点 物理上提出的平抛运动是一种理想化的模型，即把物体看成质点，抛出后只考虑重力作用，忽略空气阻力 速度 平抛运动的速度大小和方向都不断改变，故它是变速运动 加速度 平抛运动的加速度为自由落体加速度，恒定不变，故它是匀变速曲线运动 速度变化 做平抛运动的物体任意相等时间内速度变化量相等，均为Δv＝gΔt，方向竖直向