第1章 第三节 平抛运动(课件)-【学而思·PPT课件分层练习】2024-2025学年高一物理必修第二册（粤教版2019）

1.平抛运动的定义 　　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.平抛运动的特点 (1)理想化特点:平抛运动是一个理想化模型,把物体看成质点,物体抛出后只受重 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,且始终等于重力加速度,是匀变速曲线运 动。 第三节　平抛运动 1 | 认识平抛运动 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 安培力与洛伦兹力 　　实验装置如图所示。 1.研究水平方向上的分运动的性质 (1)实验过程:使电磁铁C、D分别相对各自轨道出口水平线处于相同高度。把两 个钢球分别吸在电磁铁C、D上,切断电源,使两个钢球以相同的初速度分别从轨 2 | 探究平抛运动规律 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 安培力与洛伦兹力 道A、B同时水平射出。改变电磁铁C、D与轨道出口水平线的相对高度,并确保 高度相等。多次重复以上步骤。观察实验现象,并分析平抛运动水平方向分运动 的特点。 (2)实验现象:我们看到两个钢球每次都发生相碰。 (3)实验结论:两个钢球在水平方向上的运动相同,即平抛运动在水平方向上的分 运动是匀速直线运动。 2.研究竖直方向上的分运动的性质 (1)实验过程:把两个钢球分别吸在电磁铁C、E上,并保持电磁铁E上的钢球与轨 道A出口在同一高度。使钢球从轨道A射出,并在水平出口处碰撞开关S使电磁铁 E断电,释放吸着的钢球。让电磁铁E从N向M移动,调整它的位置,多次重复以上 步骤。观察实验现象,并分析平抛运动竖直方向分运动的特点。 (2)实验现象:观察到两个钢球每次都发生相碰。 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 安培力与洛伦兹力 (3)实验结论:两个钢球在竖直方向上的运动相同,即平抛运动在竖直方向上的分 运动是自由落体运动。 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 安培力与洛伦兹力 以抛出点为坐标原点O,以水平方向为x轴,正方向与v0同向,以竖直方向为y轴,正方 向竖直向下。 1.平抛运动的位移 (1)物体在任一时刻t的位置坐标公式为x0=v0t,y0= gt2。 (2)合位移s= = 。   方向:tan α= = (α表示位移与水平方向之间的夹角)。 3 | 平抛运动的规律 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 安培力与洛伦兹力 2.平抛运动的速度 (1)物体经时间t到达某点,该点的水平分速度vx=v0,竖直分速度vy=gt。 (2)合速度:v2= + ,方向:tan θ =  =  (θ是合速度v与水平方向的夹角)。   导师点睛　平抛运动速度的三个特点 (1)速度是矢量,方向时刻改变,其方向沿曲线的切线方向。 (2)任意时刻的速度水平分量等于初速度v0。 (3)任意相等时间间隔Δt内的速度变化量相等,均竖直向下,且Δv=Δvy=gΔt。 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 安培力与洛伦兹力 判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。 1.一架飞机水平匀速飞行,从飞机上每隔1 s释放一个小球,先后释放4个,若不计空 气阻力,从地面上观察4个小球在空中任何时刻总是在飞机正下方排成竖直的直 线,它们的落地点是不等间距的。 ( ✕ ) 做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动,所以释放的小球在落地前都在 飞机的正下方,即在飞机的正下方排成竖直的直线。由于下落高度相等,则每个 小球落地的时间相等,因为每隔1 s释放一个小球,落地时在水平方向上相邻两小 球的间隔为Δx=vΔt,v相等,Δt相等,故Δx相等。 2.在同一位置同时正对着竖直墙壁水平抛出两个小球,则初速度大的小球先碰到 墙壁。 ( √ ) 3.如果下落时间足够长,平抛物体的速度方向可以变为竖直方向。 ( ✕ ) 由于做平抛运动的物体水平方向有分速度,故末速度的方向不可能竖直向下。 知识辨析 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 安培力与洛伦兹力 1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线 (1)原理:若平抛运动的轨迹是抛物线,则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标系 后,轨迹上各点的坐标具有y=kx2的关系,且同一轨迹上k是一个特定的值。 (2)验证方法 ①方法一:代入法 　　用刻度尺测量几个点的坐标(x,y),分别代入y=kx2中求出常数k,看计算得到的k 值在误差允许范围内是否为一常数。 ②方法二:图像法 　　根据平抛运动轨迹所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应y值的x2值, 建立y-x2坐标系,在坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上,并求出该直线的 1 利用频闪照相法探究平抛运动规律 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 安培力与洛伦兹力 斜率即k值。 2.探究水平和竖直分运动的规律 (1)以小球的第一张照片位置中心为原点O,水平方向为x轴、竖直方向为y轴建立 平面直角坐标系。 (2)小球其他照片位置中心依次为A、B、C、D…,过A、B、C、D点分别作x、y 轴的垂线,在x、y轴上测量OA、AB、BC、CD之间的距离,记为(xOA,yOA)、(xAB,yAB)等。 (3)在误差允许的范围内,若xOA=xAB=xBC=xCD,则表明平抛运动的水平分运动为匀速 直线运动。 (4)在误差允许的范围内,若yCD-yBC=yBC-yAB=yAB-yOA,根据(yCD+yBC)-(yAB+yOA)=4aT2,T为 频闪周期,可得加速度a;若a=g(重力加速度),则表明平抛运动的竖直分运动为自 由落体运动。 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 安培力与洛伦兹力 1.三个决定因素 2 平抛运动的规律及其推论 飞行时间的 决定因素 由h= gt2可得t= ,知平抛物体的飞行时间取 决于下落高度h,与初速度v0无关 水平射程的 决定因素 由于x=v0t=v0 ,可知平抛物体的水平射程由初 速度v0和下落高度h共同决定,与其他因素无关 落地速度的 决定因素 落地速度v= = ,以θ表示落地速 度与x轴正方向间的夹角,有tan θ= = ,所以 落地速度由初速度v0和下落高度h共同决定 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 安培力与洛伦兹力 导师点睛    平抛运动飞行时间的三种求法 (1)位移法:利用水平位移或竖直位移求解时间,由平抛运动的时间等于各分运动 的时间,根据水平方向运动规律得t= ,或根据竖直方向的位移h= gt2得t= 。 (2)速度法:利用速度求解时间,先求出竖直分速度,由于竖直方向为自由落体运动, 则有vy=gt,故t= 。 (3)推论法:利用匀变速直线运动的推论Δh=gT2求解时间。 2.两个重要推论 (1)推论一:做平抛(或类平抛)运动的物体,在任意时刻(或任意位置处),设其速度方 向与水平方向的夹角为θ,位移方向与水平方向的夹角为α,则有tan θ=2 tan α。 证明:如图甲所示,由于tan θ= = ,tan α= = = =  tan θ,所以tan θ=2 tan α。 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 安培力与洛伦兹力 甲 (2)推论二:做平抛(或类平抛)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。 证明:如图乙所示,从O点水平抛出的物体经时间t到达P点,速度的反向延长线交 OB于A点。则OB=v0t,AB= = gt2· = gt2· = v0t。可见AB= OB,所以A为 OB的中点。 乙 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 安培力与洛伦兹力  典例　如图所示,边长为1 m的正方体下表面在水平地面上,将可视为质点的小 球从顶点A在∠BAD所在范围内(包括边界)分别沿不同的水平方向抛出,落点都 在A1B1C1D1平面范围内(包括边界)【1】。不计空气阻力,g取10 m/s2,则 (　    )   A.小球落在B1点时,初速度为  m/s,是抛出速度的最小值【2】 B.小球落在C1点时,初速度为  m/s,是抛出速度的最大值【3】 C.落在B1D1线段上的小球【4】,平抛时初速度的最小值与最大值之比是1∶2 D.落在B1D1线段上的小球,平抛时初速度的最小值与最大值之比是1∶  第1讲　描述运动的基本概念 第一章 安培力与洛伦兹力 信息提取　【1】小球做平抛运动,下落高度相同,平抛运动的时间相等。 【2】平抛小球在水平方向做匀速直线运动,抛出速度最小时,水平位移最小。 【3】平抛小球在水平方向做匀速直线运动,抛出速度最大时,水平位移最大。 【4】小球落在B1D1线段上,最小的水平距离是A1到B1D1的距离,最大是A1B1或A1D1。 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 安培力与洛伦兹力 思路点拨    (1)利用自由落体运动公式【5】,求小球下落的时间; (2)利用三角形边角关系【6】,计算小球运动的水平位移; (3)利用匀速直线运动规律【7】,求小球做平抛运动的初速度。 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 安培力与洛伦兹力 解析    小球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动,有L = gt2,得出t= =  s,因为下落高度相同,所以平抛运动的时间相等(由【1】和 【5】得到);由几何关系可知,小球的落地点离A1越近,小球在水平方向的位移越 小,由于小球落在B1点时,水平位移不是最小,落在C1点时水平位移最大,为正方形 的对角线的长度,即 L,由 L=v0t解得v0=  m/s,为抛出速度的最大值(由 【2】、【3】、【6】、【7】得到),选项A、B错误;由几何关系可得,在B1D1线段 上,B1D1的中点离A1最近,B1或D1离A1最远,故落在B1D1线段上的小球初速度的最小 值与最大值的比为1∶ (由【4】、【6】、【7】得到),选项D正确,C错误。 答案    D 第1讲　描述运动的基本概念 第一章 安培力与洛伦兹力 $$