第一章 第三节 第2课时 平抛运动的规律-【高考领航】2023-2024学年高中物理必修第二册同步核心辅导与测评（粤教版）

第2课时　平抛运动的规律 核心素养要求 核心素养呈现 1.知道平抛运动的受力特点，会利用运动的合成与分解分析平抛运动. 2.理解平抛运动的规律，会确定平抛运动的速度，知道平抛运动的轨迹是一条抛物线. 3.能利用运动的合成与分解的方法分析一般的抛体运动. 　平抛运动的速度 如图建立直角坐标系，以抛出点为原点，以水平方向为x轴，正方向与初速度v0的方向相同；以竖直方向为y轴，正方向竖直向下． 物体在点A的速度沿点A的切线方向，其水平分速度vx和竖直分速度vy分别为 vx＝v0 vy＝gt 物体在点A速度的大小v＝ 方向可以用合速度的方向与x轴的夹角θ表示，即tan θ＝. (1)水平抛出的物体所做的运动就是平抛运动．( × ) (2)平抛运动中要考虑空气阻力的作用．( × ) (3)做平抛运动的物体下落时，速度与水平方向的夹角θ越来越大．( √ ) (4)如果下落时间较长，平抛运动的物体的速度方向变为竖直方向．( × ) 　平抛运动的位置坐标与轨迹 1．物体在任一时刻t的位置坐标公式为 x＝v0t； y＝gt2． 2．平抛运动的轨迹是一条抛物线． 已知平抛物体的水平位移为x，竖直位移为y，试求合位移的大小和方向．_________________________________________ 解析：设物体平抛的位移为s，位移与水平方向夹角为α， 根据勾股定理合位移大小s＝ 方向：tan α＝. 答案：s＝　tan α＝ 　平抛运动的理解 [思考探究] 如图所示，一人正练习投掷飞镖，请思考(不计空气阻力)： (1)飞镖投出后，其加速度的大小和方向是怎样的？ 提示：因忽略空气阻力，飞镖投出后，只受重力作用，其加速度大小为g，方向竖直向下． (2)飞镖的运动是匀变速运动，还是变加速运动？ 提示：飞镖运动过程中，加速度是不变的，所以飞镖的运动是匀变速运动． [思维深化] 1．物体做平抛运动的条件：物体的初速度v0沿水平方向，只受重力作用，两个条件缺一不可． 2．平抛运动的性质：加速度为g的匀变速曲线运动． 3．平抛运动的三个特点 (1)理想化特点：平抛运动是一种理想化的模型，即把物体看成质点，抛出后只考虑重力作用，忽略空气阻力． (2)匀变速特点：平抛运动的加速度恒定，即始终等于重力加速度． (3)速度变化特点：任意两个相等的时间间隔内速度的变化相同，Δv＝gΔt，方向竖直向下，如图所示． 4．平抛运动的轨迹：由x＝v0t，y＝gt2得y＝x2，为抛物线方程，其运动轨迹为抛物线． 　(多选)关于平抛物体的运动，以下说法正确的是(　　) A．做平抛运动的物体，速度和加速度都随时间的增加而增大 B．做平抛运动的物体仅受到重力的作用，所以加速度保持不变 C．平抛物体的运动是匀变速运动 D．平抛物体的运动是变加速运动 【解析】　做平抛运动的物体，速度随时间不断增大，但由于只受恒定不变的重力作用，所以加速度是恒定不变的，选项A错误，B正确；平抛运动是加速度恒定不变的曲线运动，所以它是匀变速曲线运动，选项C正确，D错误． 【答案】　BC [针对训练] 1．做平抛运动的物体，每秒的速度增量总是(　　) A．大小相等，方向相同 B．大小不等，方向不同 C．大小相等，方向不同 D．大小不等，方向相同 解析：在平抛运动中速度的变化量Δv＝gΔt，所以每秒内的速度变化量大小都等于9.8 m/s，方向都是竖直向下．选项A正确． 答案：A 　平抛运动的规律及推论 [思考探究] 空中以一定速度飞行的战斗机，为击中前方坦克，而从后方水平投出一枚炸弹，炸弹飞行轨迹如图所示．根据运动轨迹，以抛出点为原点，水平方向和竖直方向建立坐标系如图所示，请思考以下问题： (1)分析曲线运动的基本思路和方法是什么？如何对平抛运动进行研究？ 提示：分析曲线运动的基本思路和方法是将运动分解．研究平抛运动时，可以将其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． (2)平抛运动的时间、水平位移和落地速度由哪些因素决定？ 提示：平抛运动的时间由下落高度y决定，水平位移和落地速度则由初速度v0和下落高度y共同决定． [思维深化] 1．平抛运动的研究方法 (1)由于平抛运动是匀变速曲线运动，速度、位移的方向时刻发生变化，无法直接应用运动学公式，因此研究平抛运动问题时采用运动分解的方法． (2)平抛运动一般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．平抛运动的规律 (1)运动时间：由y＝gt2得t＝ 知，做平抛运动的物体在空中运动的时间只与下落的高度有关，与初速度的大小无关． (2)水平位移：由x＝v0t＝v0知，做平抛运动的物体的水平位移由初速度v0和下落的高度y共同决定． (3)落地速度：v＝＝，即落地速度由初速度v0和下落的高度y共同决定．