第1章 第4节 研究平抛运动的规律（Word教参）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理必修第二册（教科版2019）

第4节　研究平抛运动的规律 核心素养导学 物理观念 (1)知道平抛运动的受力特点。 (2)理解平抛运动的规律，知道平抛运动的轨迹是抛物线。 科学思维 (1)会用运动的合成与分解的方法对平抛运动进行理论分析。 (2)会计算平抛运动的速度及位移，会解决与平抛运动相关的实际问题。 (3)认识平抛运动研究中等效替代的思想和“化繁为简”的思想。 科学态度与责任 通过对平抛运动规律的研究，能认识物理学是人们有意识探究而形成的对自然现象的描述与解释；认识到平抛运动的普遍性，有学习物理的内在动力，体会物理学的应用价值。 一、平抛运动的实验研究 1．探究平抛运动竖直分运动的特点 (1)如图所示，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。 (2)观察两球的运动轨迹，比较它们落地时间的先后。 (3)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复实验，记录实验现象。 2．对平抛运动频闪照片的研究 (1)如图(a)所示，截取钢球做平抛运动的部分图像，并适当放大。 (2)将钢球球心的各位置用一条平滑的曲线连接起来。 (3)以初速度的方向为x轴正方向，以竖直向下为y轴正方向建立平面直角坐标系。 (4)标出小球各位置的x坐标和y坐标，分别为x1、x2、x3、x4、x5及y1、y2、y3、y4、y5。 (5)测量x方向的相等时间间隔的位移，发现Ox1＝x1x2＝x2x3＝x3x4＝x4x5，说明钢球沿x轴方向的分运动为匀速直线运动。 (6)测量y方向相等时间间隔的位移，发现Oy1∶y1y2∶y2y3∶y3y4∶y4y5＝1∶3∶5∶7∶9。说明钢球沿y方向的分运动是初速度为0的匀加速直线运动。 二、平抛运动的理论探究 1．平抛运动中的位移 (1)水平方向：x＝v0t。(2)竖直方向：y＝gt2。 2．平抛运动中的速度 (1)水平方向：vx＝v0。(2)竖直方向：vy＝gt。 3．物体做平抛运动的轨迹 y＝x2，其中，与x、y无关，具有y＝ax2的形式，它的图像是一条抛物线。 物体平抛后下落时间越长，速度与水平方向的夹角越大，但永远不会达到90°。　　 1.如图所示，运动员在球场上多次从同一高度以不同的水平速度击出网球，且网球落在同一水平面内。请对以下结论作出判断： (1)网球的初速度越大，下落得越快。(×) (2)网球的初速度越大，抛出的水平距离越大。(√) (3)网球做平抛运动到落地的时间与初速度大小无关。(√) (4)所有网球做平抛运动的过程中速度变化量都相同。(√) 2．由静止释放后的小球将从桌子的边缘沿水平方向飞出，开始做平抛运动。 (1)小球的运动轨迹能否被看作是一条抛物线？ (2)小球具有什么受力特点？ (3)为了研究方便，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)可以看作一条抛物线。 (2)只受重力作用。 (3)水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。 　　　　　　　　　　　　　　　　 新知学习(一) [重点释解] 1．平抛运动的性质：加速度为g的匀变速曲线运动。 2．平抛运动的特点 (1)受力特点 只受重力作用，不受其他力或其他力忽略不计。 (2)运动特点 ①加速度：a＝g，平抛运动是匀变速曲线运动。 ②速度：初速度v0方向水平；任意时刻的瞬时速度的水平分量都等于初速度v0，竖直分量都等于自由落体运动的速度。 ③速度变化特点：任意两个相等的时间间隔内速度的变化量相同，Δv＝gΔt，方向竖直向下，如图所示。 (3)轨迹特点：运动轨迹是抛物线。 [特别提醒]　平抛运动中任意两个相等的时间间隔内速度的变化量相同，但是速率的变化却不相等。 [针对训练] 1．(多选)在空气阻力可忽略的情况下，下列物体的运动可视为平抛运动的是(　　) A．沿水平方向击出的排球 B．沿斜向上方投出的篮球 C．沿水平方向抛出的小石子 D．沿竖直方向向上抛出的橡皮 解析：选AC　沿水平方向击出的排球，相对地面初速度沿水平方向，且只受重力，是平抛运动，故A项正确；沿斜向上方投出的篮球的初速度不是沿水平方向，所以不是平抛运动，故B项错误；沿水平方向抛出的小石子相对地面初速度方向水平，且只受重力，是平抛运动，故C项正确；沿竖直方向向上抛出的橡皮的初速度沿竖直方向，不是平抛运动，故D项错误。 2.(2022·浙江7月学考)如图所示，小陈同学参加趣味运动中的“投球入桶”比赛。她站立在规定的位置，以初速度v0把小橡胶球水平投出，投出点高度为h，发现球落在目标桶前方。她欲将球投入桶中，应该(　　) A．h增大，v0增大 B．h增大，v0不变 C．h不变，v0增大 D．h不变，v0减小 解析：选D　如果h增加，则运动时间t＝增加，只有减小v0，才可能使水平位移x＝v0t减小，选项A、B错误