内容正文:
第五章 抛体运动
课时5.4 抛体运动的规律
1. 知道抛体运动的运动性质和受力特点。
2. 通过运动的合成与分解,分析平抛运动的规律,掌握分析方法。
3. 能用平抛运动的规律解决相关问题。
4. 知道斜抛运动,会用运动的合成和分解的方法分析一般的抛体运动。
1. 平抛运动的特点
物体做平抛运动时,在水平方向上不受力,有初速度,做匀速直线运动;在竖直方向上只受重力,无初速度,做自由落体运动,则平抛运动的规律如下:
1) 位移规律
→ 合位移 →
2) 速度规律
→ 合速度 →
3) 轨迹:平抛运动的轨迹是一条开口向下的抛物线
→ 消去t → 轨迹方程:
(1) 一般的抛体运动
1.斜抛运动:将物体以速度v0沿斜向上方或斜向下方抛出,只在重力作用下的运动(轨迹关于最高点的竖直线对称)。
2.运动性质:斜抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动。斜上抛的运动轨迹是抛物线,如图所示(以斜上抛为例说明,如图所示)
(1)水平方向:做匀速直线运动,速度vx = v0 cos。 (为初速度与水平方向的夹角)
(2)竖直方向:做竖直上抛运动,速度vy = v0 sin-gt。
(3)合速率:先减小后增大,在最高点速率最小。
(4)水平射程: ,=45°时水平射程最大。
(5)对称性:轨迹关于过最高点的竖直线对称;物体在同一高度速率相等;上升时间与下降时间具有对称性。
考点 平抛运动的规律及相关物理量
物理量
特点
轨迹
开口向下的抛物线的一部分,抛出点即为抛物线的顶点。
飞行时间
由t = 知,飞行时间取决于下落高度h,与初速度v0无关
水平射程
x = v0t = v0,即水平射程由初速度v0、下落高度h共同决定,与其他因素无关
落地速度
,以θ表示落地速度与水平方向的夹角,有,所以落地速度只与初速度v0、下落高度h有关
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,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,本质上是匀变速曲线运动。如图所示
基础过关练
题组一 对平抛运动的理解
1.(2023江苏学业水平合格性模拟预测)关于平抛运动,下列说法正确的是 ( )
A.平抛运动一定是匀变速曲线运动
B.平抛运动加速度的方向始终与速度的方向垂直
C.平抛运动的初速度越大,在空中飞行的时间一定越长
D.平抛运动经过足够长时间后,速度的方向可能竖直向下
2.(2023江苏盐城测试)某人沿水平方向抛出一小球,球的脱手速度为v1,落地速度为v2,不计空气阻力,则v1与v2的关系图正确的是 ( )
A B C D
题组二 平抛运动规律的应用
3.(2023上海浦东期末)游乐场内两支玩具枪在同一位置先后沿水平方向各射出一颗子弹,打在远处的同一个靶上,A为甲枪子弹留下的弹孔,B为乙枪子弹留下的弹孔,两弹孔在同一竖直线上相距h,如图所示,不计空气阻力。下列判断正确的是 ( )
A.子弹在空中运动时均做变加速曲线运动
B.甲枪射出的子弹初速度较大
C.甲、乙两枪射出的子弹运动时间一样长
D.乙枪射出的子弹初速度较大
4.(2023江苏镇江中学期中)以v0的速度水平抛出一物体,当其水平分位移与竖直分位移大小相等时,下列说法错误的是(已知重力加速度为g) ( )
A.瞬时速度的大小是v0
B.运动时间是t=
C.竖直分速度大小等于水平分速度大小
D.运动的位移大小是
5.(2023浙江大学附属中学期末)将小球从O点以某一速度水平抛出,轨迹如图所示,经过A点时,速度与水平方向夹角为30°,经过B点时,速度与水平方向夹角为60°,由A点到B点经历的时间为t,空气阻力忽略不计,重力加速度为g。求:
(1)小球从O点抛出的速度大小;
(2)O、B两点间的高度差。
题组三 与斜面有关的平抛运动
6.(2023重庆育才中学期末)跳台滑雪是冬奥会的传统项目,其运动过程可以简化成如图所示模型。跳台斜坡AC与水平面的夹角θ=30°,滑雪运动员从斜坡的起点A以v0=5 m/s的初速度水平飞出,最后落到斜坡上的B点。不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,则运动员从A点运动至B点的时间为 ( )
A.1 s B.1.5 s C. s D.3 s
7.(2023江苏镇江中学月考)如图所示,某同学对着墙壁练习打乒乓球,某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离墙面,恰好垂直落在球拍上的B点。已知球拍与水平方向的夹角θ=60°,A、B两点的高度差h=0.5 m,忽略空气阻力,重力加速度g=10 m/s2,则球刚要落到球拍上时的速度大小为 ( )
A. m/s B.2 m/s
C. m/s D. m/s
8.(2023湖南长沙芙蓉高