5.4 抛体运动的规律-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高一物理必修2同步课堂高效讲义教师用书人教版(2019）

第四节 抛体运动的规律► 对应学生用书P16 【课标要求】　1.会用运动的合成与分解的方法分析平抛运动。 2．体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。 3．能分析生产、生活中的抛体运动。 知识点一 | 平抛运动 教材新知梳理 一、平抛运动的速度 如图所示，将物体以初速度v0水平抛出，由于物体只受重力作用，t时刻的速度： 1．水平方向：vx＝v0。 2．竖直方向：vy＝gt。 3．合速度 (1)大小：v＝＝。 (2)方向：tan θ＝＝。 说明：θ为速度方向与水平方向间的夹角。 二、平抛运动的位移与轨迹 如图所示，将物体以初速度v0水平抛出，经时间t，物体的位移： 1．水平方向：x＝v0t。 2．竖直方向：y＝gt2。 3．合位移 (1)大小：s＝＝ _。 (2)方向：tan α＝＝。 说明：α为位移方向与水平方向间的夹角。 4．轨迹：由水平方向x＝v0t解出t＝，代入y＝gt2得y＝x2，平抛运动的轨迹是一条抛物线。 关键核心突破 [任务驱动] 1．飞镖运动是一项非常有趣的运动。如图所示，在一次飞镖比赛中，一位同学沿水平方向正对飞镖盘的靶心投出飞镖，飞镖能命中靶心吗？ 提示：不能命中靶心。 2．球场上，运动员多次从同一高度以不同的水平速度击出网球。若网球均落在同一水平面上，每次网球在空中运动的时间相同吗？落地速度相同吗？ 提示：在空中运动的时间相同，落地速度不同。 [要点培优] 1．运动时间 由于平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动，有h＝gt2，故t＝ ，即平抛物体在空中运动的时间取决于下落高度h，与初速度v0无关。 2．水平位移 由于平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动，故平抛物体的水平射程即落地点与抛出点间的水平距离x＝v0t＝v0，可知水平射程与初速度v0和下落高度h有关，与其他因素无关。 3．落地速度 根据平抛运动的两个分运动，可得落地速度的大小v＝＝，落地速度也只与初速度v0和下落高度h有关。以θ表示落地速度与水平方向间的夹角，有tan θ＝＝。 题组应用培优 [例1](多选)某人站在竖直放置的靶盘前，将一玩具“子弹”在距离靶盘2 m处，以20 m/s的初速度水平投射出去。如图所示，A为靶盘上留下的子弹孔，O为靶心，A、O在同一竖直线上，A、O距离h为15 cm。忽略空气的阻力，g取10 m/s2，为了投射中靶心，其它条件都不变，只需要调整(　　 ) A．“子弹”到靶的距离为4 m B．“子弹”到靶的距离为1.5 m C．“子弹”初速度的大小为25 m/s D．“子弹”到靶的距离为3 m，初速度的大小为15 m/s 解析：选AD。设玩具“子弹”从射出到A点的时间为t，射出点到O点的竖直高度为H，“子弹”做平抛运动，有t＝ s＝0.1 s，H＝gt2＋h＝0.2 m，故可知当投射中靶心时，“子弹”从射出到O点的时间为t1＝＝0.2 s，所以当水平初速度不变时，投射中靶心时，“子弹”到靶的距离为x1＝20×0.2 m＝4 m，A正确，B错误；当“子弹”初速度的大小为25 m/s时，射到靶的时间为t2＝ s＝0.08 s≠0.2 s，故此时不能射中靶心，C错误；当“子弹”到靶的距离为3 m，初速度的大小为15 m/s时，射到靶的时间为t3＝ s＝0.2 s，可知此时可以射中靶心，故D正确。 [训练]1.一个物体从某一确定的高度以v0的初速度水平抛出，已知它落地时的速度为vt, 那么它的运动时间是(　　) A． B． C． D． 解析：选D。根据平行四边形定则得物体落地时竖直分速度vy＝，则运动的时间t＝＝，故D正确。 [训练]2．如图是一杂技自行车运动员，想飞跃一高度h＝0.8 m，宽度d为4 m的壕沟(g取10 m/s2) (1)运动员从A点飞出做什么运动？ (2)求运动员在空中飞行的时间。 (3)至少要多大的初速度才能安全飞跃。 解析：(1)运动员有水平初速度，只受重力，所以是平抛运动。 (2)由于h＝gt2，则t＝ ＝0.4 s。 (3)由于x＝v0t，则v0＝＝＝10 m/s。 答案：(1)平抛运动　(2)0.4 s　(3)10 m/s 知识点二 | 一般的抛体运动 教材新知梳理 1．定义：物体抛出的速度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)，如图所示。 2．运动性质：物体只受重力，抛体运动是匀变速曲线运动。 3．分析方法 (1)水平方向：物体做匀速直线运动，初速度vx＝v0cos_θ。 (2)竖直方向：物体做竖直上抛或竖直下抛运动，初速度vy＝v0sin_θ。 关键核心突破 [任务驱动] 1．体育运动中投掷的链球、铅球、铁饼、标枪等(如图所示)，都可以看作是斜上抛运动。 以抛出的铅球为例： (1)铅球离开手后，如不考虑空气阻力，其受力情况、速度