内容正文:
第2讲 平抛运动
授课提示:对应学生用书第88页
一、平抛运动
1.定义:以一定的初速度沿水平方向抛出的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的匀加速曲线运动,其运动轨迹是抛物线。
3.平抛运动的条件:(1)v0≠0,沿水平方向。(2)只受重力作用。
二、平抛运动的规律(如图所示)
1.速度关系
2.位移关系
三、斜抛运动
1.定义:将物体以初速度v0沿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:加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线。
1.判断正误
(1)以一定的初速度水平抛出的物体的运动是平抛运动。( )
(2)平抛运动的轨迹是抛物线,速度方向时刻变化,加速度方向也可能时刻变化。( )
(3)从同一高度水平抛出的物体,不计空气阻力,初速度大的落地速度大。( )
(4)无论初速度是斜向上方还是斜向下方的斜抛运动都是匀变速曲线运动。( )
(5)斜上抛运动的物体在最高点时速度为零。( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)×
2.(多选)(人教版必修2 P10做一做改编)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片后,A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落,关于该实验,下列说法正确的有( )
A.两球的质量应相等
B.两球同时落地
C.应改变装置的高度,多次实验
D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
答案:BC
3.(教科版必修2 P18T2)一架投放救援物资的飞机在某个受援区域的上空水平地匀速飞行,从飞机上每隔1 s投下1包救援物资,先后共投下4包,若不计空气阻力,则4包物资落地前( )
A.在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点是等间距的
B.在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点不是等间距的
C.在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线,它们的落地点是等间距的
D.在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线,它们的落地点不是等间距的
答案:C
4.(新人教版必修第二册 P20T2)环保人员在一次检查时发现,有一根排污管正在向外满口排出大量污水。这根管道水平设置,管口离地面有一定的高度,如图所示。现在环保人员只有一把卷尺,请问需要测出哪些数据就可大致估测该管道的排污量?写出测量每秒钟排污体积的表达式。
解析:测出管口离水面的高度h、污水落点到管口的水平距离x以及管口周长L。
则由h=gt2和x=v0t可得v0=
管口半径r=
管口横截面积S=
则每秒钟排污体积Q=v0S=。
答案:见解析
授课提示:对应学生用书第89页
热点一 平抛运动基本规律的应用
1.飞行时间
由t= 知,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
v==,以θ表示落地速度与水平正方向的夹角,有tan θ==,落地速度与初速度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是相同的,方向恒为竖直向下,如图所示。
5.两个重要推论
(1)做平抛运动的物体在任意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,如图所示,即xB=。
推导:
→xB=
(2)做平抛运动的物体在任意时刻任意位置处,有
tan θ=2tan α。
推导:
→tan θ=2tan α
无人机在距离水平地面高度h处,以速度v0水平匀速飞行并释放一包裹,不计空气阻力,重力加速度为g。
(1)求包裹释放点到落地点的水平距离x;
(2)求包裹落地时的速度大小v;
(3)以释放点为坐标原点,初速度方向为x轴方向,竖直向下为y轴方向,建立平面直角坐标系,写出该包裹运动的轨迹方程。
[解析] (1)包裹脱离无人机后做平抛运动,在竖直方向做自由落体运动,则h=gt2
解得t=
水平方向上做匀速直线运动,所以水平距离
x=v0t=v0。
(2)包裹落地时,竖直方向速度vy=gt=g
落地时速度v==。
(3)包裹做平抛运动,分解位移x=v0t′,y=gt′2
两式消去时间得包裹的轨迹方程y=x2。
[答案] (1)v0 (2)
(3)y=x2
1.如图所示,A球在B球的斜上方,两球相向水平抛出。若要使两球在与两球抛出的距离相等的竖直线上相遇,则下列说法正确的是( )
A.A、B两球要同时抛出
B.B球要先抛出
C.A球抛出时的速度大于B球抛出时的速度
D.A球抛出时的速度小于B球抛出时的速度
答案:D
2.(2022·全国甲卷)将一小球水平抛出,使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光。某次拍摄