第16讲抛体运动规律-2024届高中物理一轮复习提升素养导学案（全国通用）

第16讲 抛体运动规律 学习目标 明确目标 确定方向 1.掌握平抛运动的特点和性质. 2.理解斜抛运动和类平抛运动规律 3.能用平抛运动解决实际问题 【知识回归】 回归课本 夯实基础 第一部分基础知识梳理 一平抛运动 1.定义：将物体以一定的初速度沿水平方向抛出，物体只在重力作用下的运动。 2.性质：平抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动，运动轨迹是抛物线。 3.研究方法：运动的合成与分解 (1)水平方向：匀速直线运动； (2)竖直方向：自由落体运动。 4.基本规律 以抛出点O为坐标原点，以初速度v0方向(水平方向)为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向。 (1)位移关系 (2)速度关系 二、斜抛运动 1.定义：将物体以初速度v0斜向上方或斜向下方抛出，物体只在重力作用下的运动。 2.性质：斜抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动，运动轨迹是抛物线。 3.研究方法：运动的合成与分解 (1)水平方向：匀速直线运动； (2)竖直方向：匀变速直线运动。 4.基本规律(以斜上抛运动为例，如图所示) (1)水平方向：v0x＝v0cos__θ，F合x＝0； (2)竖直方向：v0y＝v0sin__θ，F合y＝mg。 三、类平抛运动问题分析 类平抛运动问题分析 1．受力特点 物体所受合力为恒力，且与初速度的方向垂直。 2．运动特点 在初速度v0方向做匀速直线运动，在合外力方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a＝。 第二部分重难点辨析 一、平抛运动的有用的结论 1．飞行时间 t＝，飞行时间取决于下落高度h，与初速度v0无关。 2．水平射程 x＝v0t＝v0即水平射程由初速度v0和下落高度h共同决定，与其他因素无关。 3．落地速度 ，以θ表示落地时速度与x轴正方向间的夹角，有tan θ＝＝，所以落地速度也只与初速度v0和下落高度h有关。 4．速度改变量 因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g，所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔Δt内的速度改变量Δv＝gΔt相同，方向恒为竖直向下，如图所示。 5．两个重要推论 (1)做平抛(或类平抛)运动的物体任一时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，如图甲中A点和B点所示。 (2)做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻任一位置处，设其速度方向与水平方向的夹角为θ，位移与水平方向的夹角为α，则tan θ＝2tan α，如图乙所示。 二斜面上的平抛规律 1垂直斜面： 如图所示 方法：分解速度 vx＝v0 vy＝gt tan θ＝＝ 可求得t＝ 2顺着斜面的平抛运动 如图所示 方法：分解位移 x＝v0t y＝gt2 tan θ＝ 可求得t＝ 3对着竖直墙壁的平抛运动 如图所示，水平初速度v0不同时，虽然落点不同，但水平位移相同。运动时间为t＝。 4半圆内的平抛运动 如图所示，由半径和几何 关系制约时间t：h＝gt2 R±＝v0t 联立两方程可求t。 【典例分析】 精选例题 提高素养 【例1】．2022年北京冬奥会高山滑雪项目是从高山上向山下以滑雪板、滑雪鞋、固定器和滑雪杖为主要用具的竞技运动。如图为某次训练中，运动员（可视为质点）从水平平台上以20m/s的速度冲向夹角为的倾斜雪道面，落点仍在该斜面上，忽略空气阻力，重力加速度取，则运动员距雪道面的最远距离约为（　　） A．5.1m B．10.2m C．14.1m D．21.1m 例1【答案】C 【详解】把运动员在某时刻的速度分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向，垂直于斜面方向的分速度 同理将加速度也分解为沿斜面和垂直于斜面方向，其中垂直于斜面方向的加速度 当沿垂直斜面方向分速度为零时，运动员距离斜面最远，则有 故选C。 【例2】．．从高处的点A先后水平抛出两个小球1和2，球1与地面碰撞一次后，恰好越过位于水平地面上高为h的竖直挡板，然后落在水平地面上的D点，碰前碰后的速度水平方向不变，竖直方向等大反向。球2恰好越过挡板也落在D点，忽略空气阻力。挡板的高度h为（    ） A． B． C． D． 例2【答案】B 【详解】A．设1、2球的初速度分别为、，从抛出到落到D点运动的时间分别为、则对两球在水平方向有 依题意 所以 又因两球飞过竖直挡板前的水平位移相同，而速度的水平分量的关系为 故它们飞过挡板前的运动