(讲义)第1章 第3节 平抛运动 第4节 生活和生产中的抛体运动-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册(粤教版2019)

第三节　平抛运动 第四节　生活和生产中的抛体运动 学习任务 1．知道平抛运动和抛体运动的概念，了解平抛运动的条件。 2．能构建平抛运动模型，会应用运动合成与分解的方法分析解决相关平抛运动的速度和位移问题。 3．探究平抛运动竖直和水平分运动的特点及规律，了解科学探究中获取及处理数据的方法。 4．通过对生活中抛体运动的分析，认识运动的多样性，体会物理学在实际中的应用价值。 知识点一　平抛运动的规律 1．平抛运动 (1)概念：将物体以一定的初速度沿水平方向抛出，仅在重力作用下物体所做的运动称为平抛运动。 (2)条件：①初速度水平。 ②忽略空气阻力，只受重力。 2．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)。 3．平抛运动的位移与轨迹 (1)水平位移：x＝v0t　　　　　　① 竖直位移：y＝gt2 　　　　　　 ② (2)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。 (3)平抛运动是匀变速曲线运动。 1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)如果下落时间足够长，平抛运动物体的速度方向可以变为竖直方向。 (　　) (2)在同一地区的同一高度，所有做平抛运动的物体的加速度都相同。 (　　) (3)平抛运动合位移的方向与合速度的方向一致。 (　　) [答案]　(1)×　(2)√　(3)× 知识点二　抛体运动 1．抛体运动：将物体以一定的初速度向空中抛出，仅在重力作用下物体所做的运动称为抛体运动。 2．斜抛运动 借鉴探究平抛运动时运动合成与分解的方法，可以将斜抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛或竖直下抛运动。 (1)水平方向：物体做匀速直线运动，初速度vox＝v0cos θ。 (2)竖直方向：物体做竖直上抛或竖直下抛运动，初速度voy＝v0sin θ。 　标枪被掷得远近，除了力度外，还与哪些因素有关？ 提示：抛射角度。 2：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)斜抛运动和平抛运动水平方向都是匀速直线运动 (　　) (2)斜抛运动的竖直方向是自由落体运动 (　　) [答案]　(1)√　(2)× 3：填空 斜向上抛运动中 水平位移：x＝______________。 竖直位移：y＝______________。 [答案]　v0t cos θ　v0t sin θ－gt2 如图所示，一人正练习投掷飞镖(不计空气阻力)。 (1)飞镖投出后，受力情况怎样？其加速度的大小和方向是怎样的？ (2)飞镖做的是什么运动？运动轨迹如何？ (3)这种运动如何处理？ 提示：(1)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)平抛运动，轨迹是抛物线。 (3)正交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。 考点1　实验：探究平抛运动 1．实验思路 (1)提出问题 平抛运动是平面内的曲线运动，速度和位移的大小和方向时刻在发生变化。这个复杂的曲线运动有什么规律呢？能否分解为两个简单的直线运动？ (2)科学猜想 由于物体是沿水平方向抛出的，在运动过程中只受重力作用。因此平抛运动可能是水平方向和竖直方向分运动的合成。那么只要研究出这两个分运动的特点，平抛运动的规律就清楚了。 2．进行实验 方案一：利用频闪照相法探究平抛运动的特点 (1)实验目的 ①探究平抛运动的轨迹是一条什么曲线。 ②探究平抛运动水平方向和竖直方向是什么运动。 (2)实验原理 数码相机每秒拍下小球做平抛运动时的十几帧或几十帧照片，将照片上不同时刻的小球的位置连成平滑曲线，便得到小球的运动轨迹，如图所示，由于相邻两帧照片间的时间间隔相等，只要测出相邻两帧照片上小球位置间的水平距离和竖直距离，就很容易判断平抛运动在水平方向和竖直方向的运动特点。 (3)数据处理 ①建立以抛出点为坐标原点，以小球水平抛出时的初速度方向为x轴正方向，以竖直向下为y轴正方向的直角坐标系。 ②测出相邻两帧照片中小球移动的水平距离和竖直距离。 ③根据水平位移和竖直位移随时间变化的具体数据，分析小球水平方向分运动和竖直方向分运动的特点。 (4)结果分析 水平方向的分运动是匀速直线运动，竖直方向的分运动是匀加速直线运动。 方案二：利用描迹法探究平抛运动的特点 (1)实验设计 实验装置如图所示。小钢球从斜槽上滚下，从水平槽飞出后做平抛运动