第5章 第4节 抛体运动的规律（教师用书Word）-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（人教版2019）

第4节　抛体运动的规律 [学习目标] 1.知道平抛运动的受力特点，理解平抛运动时匀变速曲线运动(物理观念).2.理解平抛运动的规律，知道其轨迹是抛物线(物理观念).3.掌握平抛运动的处理方法，会确定平抛运动的速度和位移(科学思维).4.了解斜抛运动的处理方法(科学思维)． 知识点一　平抛运动的速度 以速度v0沿水平方向抛出一物体，以抛出点为原点，以初速度v0的方向为x轴方向，竖直向下的方向为y轴方向，建立如图所示的平面直角坐标系． (1)水平方向：不受力，加速度是0，水平方向为匀速直线运动，vx＝v0. (2)竖直方向：只受重力，所以a＝g；竖直方向的初速度为0，所以竖直方向为自由落体运动，vy＝gt. (3)合速度 大小：v＝＝； 方向：tan θ＝＝(θ是v与水平方向的夹角)． 知识点二　平抛运动的位移与轨迹 1．水平位移：x＝v0t.① 2．竖直位移：y＝gt2.② (3)轨迹方程：由①②两式消去时间t，可得平抛运动的轨迹方程为y＝x2，由此可知平抛运动的轨迹是一条抛物线. 知识点三　一般的抛体运动 物体被抛出时的速度v0沿斜上方或斜下方时，物体做斜抛运动(设v0与水平方向夹角为θ)． (1)水平方向：物体做匀速直线运动，初速度v0x＝v0cos_θ. (2)竖直方向：物体做竖直上抛或竖直下抛运动，初速度v0y＝v0sin_θ.如图所示． 　　 1．判断下列说法的正误． (1)做抛体运动的物体只受重力，所以加速度保持不变．(√) (2)做平抛运动的物体初速度越小，下落得越慢．(×) (3)平抛运动的合位移的方向与合速度的方向一致．(×) (4)做平抛运动的物体，下落时间越长速度越大．(×) 2．一物体以3 m/s的速度水平抛出，0.4 s后，物体的速度大小为5_m/s，在这段时间内物体的速度的变化量为4_m/s. 考点一　对平抛运动的理解 【情境导学】 如图所示，球场上，运动员从某一高度以某一水平速度击出网球，如果不计空气阻力． (1)网球击出后，受力情况怎样？其加速度的大小和方向是怎样的？ (2)网球的运动是匀变速运动，还是变加速运动？ 答案　(1)只受重力；加速度大小为g，方向竖直向下． (2)网球运动过程中，加速度是不变的，所以网球的运动是匀变速曲线运动． 【知识拓展】 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 【例题1】 (多选)关于平抛运动，下列说法正确的是(　　) A．它是加速度不变的匀变速曲线运动 B．它是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动的合运动 C．它是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀速直线运动的合运动 D．它是速度大小不变的曲线运动 思维导引：做平抛运动的物体，其水平方向的分运动为匀速直线运动，竖直方向的分运动为初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动． 答案　AB 解析　平抛运动只受重力，所以平抛运动是加速度不变的匀变速曲线运动，选项A正确；平抛运动在水平方向上不受力，做匀速直线运动，在竖直方向上初速度为零，仅受重力，做自由落体运动，选项B正确，C错误；平抛运动的速度大小和方向都发生改变，选项D错误． 【变式1】 关于平抛运动，下列说法正确的是(　　) A．平抛运动是一种不受任何外力作用的运动 B．平抛运动是曲线运动，它的速度方向不断改变，不可能是匀变速运动 C．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 D．平抛运动的物体质量越小，落点就越远，质量越大，落点就越近 答案　C 解析　做平抛运动的物体除了受自身重力外，不受其他外力，选项A错误；平抛运动轨迹是抛物线，它的速度方向不断改变，物体的加速度是重力加速度，故平抛运动是匀变速曲线运动，选项B错误；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，选项C正确；平抛运动的运动情况与物体的质量无关，选项D错误． 考点二　平抛运动规律的应用 【情境导学】 用枪水平地射击一个靶子(如图所示，忽略空气阻力)，设子弹从枪口水平射出的瞬间，靶子从静止开始自由下落，子弹能射中靶子吗？为什么？ 答案　能够射中．子弹做平抛运动，其竖直方向做自由落体运动，相同时间内子弹与靶子下落的高度相同，故能够射中靶子． 【知识拓展】 1．平抛运动的研究方法 (1)把平抛运动分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动． (2)分别运用两个分运动的运动规律去求分速度、分位移等，再合成得到平抛运动的速度、位移等． 2．平抛运动的规律 (1)平抛运动的时间：t＝，只由高度决g定，与初速度无关． (2)水平位移(射程)：x＝v0t＝v0，由初速度和高度共同决定． (3)落地速度：v＝＝，与水平方向的夹角为θ，tan θ＝＝，落地速度由初速度和高度共同决定． 【例题2】 从某一高度处水平抛出