2.3 科学探究：平抛运动的特点（学案）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理必修第二册（鲁科版2019）

[应用体验] 1.解析：(1)飞机水平速度不变，在水平方向有l=v_，t，第3节科学探究：平抛运动的特点 把握常见的命题视角 竖直方向有h=”2，消去t解得a=-2°， ；命题视角(―)………………………… [典例1]解析：(1)实验中需要在坐标纸上记录小球的位 由牛顿第二定律得F=mg+ma=mg(1+-一^。置，描绘钢球的运动轨迹，需要利用铅垂线确定坐标轴的y 轴，故C，F是需要的 （2)在高度h处，飞机竖直方向的速度vy=at=-”（2)只有斜槽的末端保持切线水平，钢球才具有水平初速度， 则速度大小：v=\sqrt{v}_0^2+v_y^z=v_0\sqrt{1}+44-。 其运动才是平抛运动；每次从同一位置由静止释放钢球，是 为了使钢球具有相同的初还度。 (3)如米钢球在运动过程中与首板上的白纸相接触就会改变 它的运动轨迹，使共不足一把运动，故A正确；将描出的点 答案：(1)mg(1+“-)（2)v_0\sqrt{1}+4x用平滑的曲线连接起来，故5错误，C正确；应用描点法可 2.解析：(1)小球在斜面上沿v_0方向做匀速直线运动，沿垂直的轨迹时，挡板下降的距离可以不是等间距的，故 于v_0方向做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动，根答案：1)CF（2)水平初速度（3)AC 据牛顿第二定律有mgsin30^∘=ma· ；命题视角(一。1)竖直方向用铅垂线确定，因为小球在竖 2L— 又L=-at^2，解得t=√zsin30^∘ （2)由轨迹可知，竖直距离v。∶ν∶y…=1∶3∶5；由于水 x=x=x，则t=t=t，所以t_on^︰t_A^︰t_g 所以x=v_0t=v_0\sqrt{gsin}30^∘=20m。 平距离x _0i ～…，续相等的时间内，竖直方向的位移之比为 （2)小球运动到斜面底端时的速度大小用v表示，则有 1·3∶5…，表明竖直方向是初速度为零的匀加速运动，O点 v_x=v_0=10m/s，v，=2aL=2gsin30^∘∘L=gL 故v=\sqrt{v}_，^2+v_y=10\sqrt{2}m/s。 就是抛出点。 答案：(1)20m（2)10\sqrt{2}m/s（3)由于竖直方向有y=﹖gt，水平方向有x=v_0t，则平抛 典例2]﹒解析：如图甲所示，设球刚好触墙而过时小球离开 房顶的速度为v_1，则小球自房顶飞出后做平抛运动到达墙运动的轨迹方程为y=，则斜率0.04=20，解 头时，水平位移大小为1，竖直位移大小为(H-h)，则y=H得g=9.60m/s^2 答案：(1)铅垂线（2)1∶3÷51﹔1﹔1零一匀加速 -h=(5-3.2)m=1.8m， （3)9.6 由y=2gt_1^2得小球自飞出后运动到墙头所用的时间为t_1=命题视角(三)… \sqrt{2}=^2×1^8s=0.6s，～1.解析：(1)由题表中数据可知，h一定时，钢球的水平位移d 与初速度v_、成正比关系，与时间t无关 由l=v_1t_1得小球离开房顶时的速度为（2)该同学计算时重力加速度取的是10m/s^2，一般情况下 应取9.8m/s^2，从而导致约3ms的偏差。 v_1=t-0.6^m/s=5m/s。（3)钢球直径过大，钢球飞过光电门需要时间或光电门传感 器置于槽口的内侧，使测量值大于理论 答案：(1)正比飞行时间t（2)计算时重力加速度取值 （10m/s)大于实际值（3)见解析 2.解析：(1)小球做平抛运动时，在水平方向上做匀速直线运 动，在竖直方向上做自由落体运动，故频闪仪器A所拍摄的 频闪照片为(D′ 设小球飞出后恰好落在墙外的马路边缘时离开房顶的速度（2)题图乙中频闪照片(b)可以说明小球在水平方向上的分 为v_2，如图乙所示，此过程水平位移大小为(l＋d)，竖直位移运动为匀速直线运析 大小为H，则小球在空中的飞行时间t_2满足H=2gt_2^2，则(b）（2)见科学有效的训练设计 ；1.解析：(1)平抛运动中与小球质量无关，A错误；保证小球每次从 同一位直田前正释放，正确；通过调节斜槽末端保持水平，可 以保证初速度沿水平方向，C正确；不需要测定斜槽顶端到桌面 由l+d=v_2t_2得v_2=-^“=3+^1^0m/s=13m/s，的高度h，D错误； 即小球恰好落在马路边缘时从房顶飞出的速度大小为13m/s。（2)①由Δy=2L=gT，解得T=0.12s； 综上分析知欲使小球离开房顶后能落在马路上，则小球离」_②由平抛运动水平方向做匀速运动可知v_0=÷一半一 开房顶时的速度v_0应满足v_1≤v_0≤v_2，即5m/s≤v_01.8m/s。·2)①0.12②1.8 13m/s。 答案：5m/s≤v_0≤13m/s。篇析：1容数是被射道主出水平，这样小球离开斜槽时速度 [应用体验]{一÷点水平。才能保证小球