第1章 第3节 平抛运动-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(粤教版)

第三节　平抛运动 学习目标：1.[物理观念]知道平抛运动的特点，并能用动力学观点分析运动轨迹。　2.[科学思维]掌握平抛运动的一般处理方法：沿水平方向和竖直方向进行分解。　3.[科学探究]会通过实验探究平抛运动。　4.[科学态度与责任]学会利用平抛运动规律解答有关问题。 一、探究平抛运动 1．平抛运动的定义 将物体以一定的初速度沿水平方向抛出，仅在重力作用下物体所做的运动。 2．探究平抛运动的特点 (1)在水平方向的分运动是匀速直线运动。 (2)在竖直方向的分运动是自由落体运动。 (3)研究方法：运用运动合成与分解的方法。 二、平抛运动规律 以抛出点为坐标原点O，以水平方向为x轴(正方向与v0同向)，以竖直方向为y轴，正方向竖直向下。则 1．物体在任一时刻t的位置坐标公式为x＝v0t，y＝gt2。 2．物体经时间t到达某点，该点的水平分速度vx＝v0，竖直分速度vy＝gt，合速度v＝。 3．合速度v的方向与x轴夹角为θ，则tan θ＝。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)平抛运动可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。 (√) (2)平抛运动是曲线运动，故物体受到的力的方向一定不断变化。 (×) (3)平抛运动物体的速度、加速度都随时间增大。 (×) (4)如果下落时间足够长，平抛运动物体的速度方向可以变为竖直方向。 (×) 2．关于平抛运动，下列说法正确的是(　　) A．平抛运动是非匀变速运动 B．平抛运动是匀速运动 C．平抛运动是匀变速曲线运动 D．平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的 C　[做平抛运动的物体只受重力作用，产生恒定的加速度，是匀变速运动，其初速度与合外力垂直不共线，是曲线运动，故平抛运动是匀变速曲线运动，A、B错误，C正确；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自由落体运动，故落地时的速度是水平方向的分速度和竖直方向的分速度的合速度，其方向一定与竖直方向(或水平方向)有一定的夹角，D错误。] 3．做平抛运动的物体的落地点与抛出点间水平距离的决定因素是(　　) A．物体下落的高度和初速度 B．物体下落的高度 C．物体的初速度 D．物体的质量和初速度 A　[平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动，由h＝gt2可得t＝，则水平距离为x＝v0t＝v0，由此可知，物体的落地点与抛出点间水平距离的决定因素是物体下落的高度h和初速度v0，故本题选A。] 探究平抛运动规律的3种常用的方法 1.对比实验法 实验装置如图所示。 (1)研究水平方向上的分运动的性质 ①把两个小铁珠分别吸在电磁铁C、D上，切断电源，使两个小铁珠以相同的初速度分别从轨道A、B同时射出。 ②同步改变电磁铁C、D与轨道出口水平线之间的高度，多次重复以上步骤。 我们看到两个小铁珠每次都发生相碰，因此可以得出两个小铁珠在水平方向上的运动相同的结论，即平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。 (2)研究竖直方向上的分运动的性质 ①把两个小铁珠分别吸在电磁铁C、E上，切断电磁铁C的电源，使一个小铁珠从轨道A射出，并在射出时通过碰撞开关S使电磁铁E断电，释放吸着的小铁珠。 ②让电磁铁E从N向M移动，调整它的位置，多次重复以上步骤。 我们看到两个小铁珠每次都发生相碰，因此可以得出两个小铁珠在竖直方向上的运动相同的结论，即平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。 2．轨迹研究法 描出平抛运动的轨迹，建立起水平、竖直的直角坐标系，通过对平抛运动轨迹的研究，找出平抛运动的规律。 例如，假定物体在水平方向做匀速直线运动，确定运动时间相等的一些点的坐标，研究物体在竖直方向运动的位移随时间的变化关系，确定竖直方向的运动规律。 (1)如图所示，在平抛运动轨迹的水平坐标轴x上，从原点O开始向右取几个距离相等的点a、b、c，再在轨迹上找到它们的对应点A、B、C，则物体从其中一个位置运动到下一个位置所用时间都是相等的。 (2)过A、B、C作水平线与y轴分别交于a′、b′、c′，则这些点间的距离就是每经过相等时间，物体在竖直方向的位移。 (3)测量Oa′、a′b′、b′c′的长度，探究在竖直方向上是否做匀变速直线运动。 3．频闪照片法 (1)判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 ①原理：若平抛运动的轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后，轨迹上各点的坐标具有y＝kx2的关系，且同一轨迹上k是一个特定的值。 ②验证方法 方法一：代入法 用刻度尺测量几个点的x、y坐标，分别代入y＝kx2中求出常数k，看计算得到的k值在误差允许范围内是否为一常数。 方法二：图像法 建立y—x2坐标系，根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应y值的x2值，在y—x2坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，并求出该直线