内容正文:
第五章 抛体运动
课时5.4 抛体运动的规律
1. 知道抛体运动的运动性质和受力特点。
2. 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. 能用平抛运动的规律解决相关问题。
4. 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。
一、平抛运动的规律
1.平抛运动的特点
物体做平抛运动时,在水平方向上不受力,有初速度,做匀速直线运动;在竖直方向上只受重力,无初速度,做自由落体运动。
2.平抛运动的速度
(1)水平分速度:vx=v0。
(2)竖直分速度:vy=gt。
(3)合速度:v=,方向:tanθ== (θ是合速度v与水平方向的夹角)。
(4)速度变化量
由Δv=gΔt可知,任意两个相等的时间间隔内速度的变化量相同,方向竖直向下,如图所示。
3.平抛运动的位移
(1)水平分位移:x=v0t。
(2)竖直分位移:y=gt2。
(3)合位移:s=,方向:tan α== (α是合位移s与水平方向的夹角)。
4.平抛运动的轨迹
(1)运动位置:t时刻的坐标为(v0t ,gt2)。
(2)运动轨迹:轨迹表达式为y=x2,平抛运动的轨迹为抛物线。
二、一般的抛体运动
1.斜抛运动:物体被抛出时的速度v0不沿水平方向,而是斜向上方或斜向下方。
2.受力分析:做斜抛运动的物体,在水平方向不受力,加速度是0;在竖直方向只受重力,加速度是g。
3.运动特点(以初速度v0斜向上方为例)
(1)水平方向:以速度v0x=v0 cos θ做匀速直线运动。
(2)竖直方向:以初速度v0y=v0 sin θ做竖直上抛运动。
4.运动的性质
由于斜抛运动的加速度是重力加速度,且与速度方向有夹角,因此,斜抛运动是匀变速曲线运动。
基础过关练
题组一 对平抛运动的理解
1.(2022山东潍坊期中)下列关于平抛运动的说法不正确的是 ( )
A.平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动
B.因为做平抛运动的物体的轨迹是曲线,所以受到的力一定是变力
C.虽然做平抛运动的物体的轨迹是曲线,但是物体的速度均匀变化
D.虽然平抛运动的轨迹是曲线,但是平抛运动是匀变速运动
2.(2022上海外国语大学附中期中)在地面上方高为H处某点将一小球水平抛出,不计空气阻力,则小球在随后的下落运动中,下列说法错误的是 ( )
A.初速度越大,小球落地的瞬时速度与竖直方向的夹角越大
B.初速度越大,落地瞬间小球速度越大
C.初速度越大,在相等的时间间隔内,速度的改变量越大
D.无论初速度为何值,在相等的时间间隔内,速度的改变量总是相同的
题组二 平抛运动规律的应用
3.(2022北京朝阳期末)某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v0的速度水平向右匀速飞行,在某时刻释放了一个小球,此时无人机到水平地面的距离为h。空气阻力忽略不计,重力加速度为g。根据上述信息,不能求出 ( )
A.小球下落的时间
B.小球运动的轨迹方程
C.小球的质量
D.小球释放点与落地点之间的水平距离
4.(2022湖南永州期末)如图所示,三个小球从O点分别以水平初速度v1、v2、v3抛出,落在水平面上的位置分别是A、B、C,O'是O在水平面上的投影点,且O'A∶O'B∶O'C=1∶3∶5。若不计空气阻力,则下列关系正确的是 ( )
A.v1∶v2∶v3=1∶3∶5
B.三个小球下落的时间之比为1∶3∶5
C.三个小球的位移大小之比为1∶3∶5
D.三个小球落地时的速度大小之比为1∶3∶5
5.(2022江苏淮安期末)如图所示,环保人员在一次检查时发现,有一根管壁厚度不计的排污管正在向外满口排出大量污水。这根管道水平放置,管口到水面的高度为3.2 m,管口到污水落点的水平距离为4 m,忽略一切阻力,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)污水从管口到水面的时间;
(2)污水从管口流出的速度;
(3)环保人员利用卷尺测得排污管道的周长为0.942 m,则该管道每秒钟排出的污水体积大约是多少?(π取3.14,计算结果保留两位小数)
题组三 与斜面有关的平抛运动
6.(2022江苏无锡期末)在某次演习中,轰炸机沿水平方向投放了一枚炸弹,炸弹正好垂直击中山坡上的目标,山坡的倾角为θ,如图所示。不计空气阻力,则炸弹竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比为 ( )
A. tan θ B.2 tan θ
C. D.
7.(2022北京西城期末,节选)2022年第24届冬季奥林匹克运动会在北京和张家口联合举行,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。如图所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图,AO为助滑道,OB为着陆坡。运动员从助滑道上的A点由静止滑下,然后从O点沿水平方向飞出,最后在着陆坡上着