5.4 抛体运动的规律 作业设计-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

高中物理人教版必修第二册 第五章《抛体运动》 第5节 抛体运动的规律 作业设计 作业目标 1．掌握平抛中的临界、极值问题的处理方法。 2．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。 知识回顾 一、竖直上抛运动可分为上升阶段和下降阶段． ①上升过程是初速度为v0、加速度为a＝g的匀减速直线运动(以竖直向上为正方向)： vt＝v0－gt，h＝v0t－gt2. ②下降过程是自由落体运动(以竖直向下为正方向)： vt′＝gt′，h′＝gt′2. (2)整体法 ①将全过程看作是初速度为v0、加速度为a＝g的匀变速直线运动，用匀变速直线运动规律进行计算(以竖直向上为正方向)：vt＝v0－gt，h＝v0t－gt2. ②若vt>0，则物体在上升；vt<0，则物体在下降．h>0，物体在抛出点上方；h<0，物体在抛出点下方． (3)利用竖直上抛运动的v－t图像，如图所示． 二、斜抛运动的规律： 斜抛物体的轨迹 (1)速度规律 水平速度：vx＝v0x＝v0cos θ。 竖直速度：vy＝v0y－gt＝v0sin θ－gt。 t时刻的速度大小为v＝。 (2)位移规律 水平位移：x＝v0xt＝v0t cos θ。 竖直位移：y＝v0t sin θ－gt2。 t时间内的位移大小为s＝，与水平方向成α角，且tan α＝。 三、平抛运动的处理方法和规律 项目 速度 位移 水平分运动 水平速度vx＝v0 水平位移x＝v0t 竖直分运动 竖直速度vy＝gt 竖直位移y＝gt2 合运动 大小：v＝ 方向：与水平方向夹角为θ，tan θ＝＝ 大小：s＝ 方向：与水平方向夹角为α，tan α＝＝ 图示 方法总结 1．斜抛运动的射高和射程： (1)斜抛运动的飞行时间：t＝＝。　 (2)射高：h＝＝。 (3)射程：s＝v0cosθ·t＝＝，　 对于给定的v0，当θ＝45°时，射程达到最大值，smax＝。 分层作业：作业任务一 1.如图所示是消防车利用云梯(未画出)进行高层灭火，消防水炮离地的最大高度H＝40 m，出水口始终保持水平且出水方向可以水平调节，着火点在高h＝ 20 m的楼层，其水平射出的初速度在5 m/s≤v0≤15 m/s之间，可进行调节，出水口与着火点不能靠得太近，不计空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2，则(　　) A.如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离x最大为40 m B.如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离x最小为10 m C.如果出水口与着火点的水平距离x不能小于15 m，则射出水的初速度最小为 5 m/s D.若该着火点高度为40 m，该消防车仍能有效灭火 2. 某次军事演习中，在 、 两处的炮车向正前方同一目标 发射炮弹 、 ，炮弹运动轨迹如图所示。已知炮口距地面的高度相同，忽略空气阻力，则( C ) A. 的加速度比 的大 B. 的飞行时间比 的短 C. 在最高点的速度比 在最高点的小 D. 打到目标时的速度比 打到目标时的大 3.一名初中生将一个质量 的实心球抛出，球离手时离地面高度约 ，离手瞬间初速度约 ，球到达最高点 时的速度约 ，忽略空气阻力，重力加速度 取 。求： （1） 点离地面的高度 ； （2） 球到达 点后的运动过程中，平抛落地点与 点的水平距离 。 分层作业：作业任务二 1.在某次投篮表演中，运动员在空中一个漂亮的投篮，篮球以与水平面成 的倾角落入篮筐。这次起跳投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上，已知投球点到篮筐距离为 ，不考虑空气阻力，则( C ) A. 篮球投出后的最高点相对于篮筐的竖直高度为 B. 篮球刚离手时，篮球的速度大小为 C. 篮球入篮筐时的速度大小为 D. 篮球运动到最高点时，其速度为零 2．如图所示，窗子上、下沿间的高度H＝1.6 m，墙的厚度d＝0.4 m，某人在离墙壁距离L＝1.4 m、距窗子上沿h＝0.2 m处的P点，将可视为质点的小物件以v的速度水平抛出，小物件直接穿过窗口并落在水平地面上，取g＝10 m/s2。则v的取值范围是(　　) A．v>7 m/s B．v<2.3 m/s C．3 m/s<v<7 m/s D．2.3 m/s<v<3 m/s 3.某运动员在水平高台上水平向右跑到高台边缘，以 的速度从上边缘的 点水平向右跳出，运动时间 后落在一倾角为 的斜面上的 点，速度方向与斜面垂直。此时运动员迅速转身并调整姿势，以 的速度从 点水平向左蹬出，刚好落到斜面的底端 点。 点为平台的下边缘点，假设该运动员可视为质点，不计空气阻力， 取 ， ， 。求： （1） 运动员从高台边缘跳出的水平速度 大小； （2） 水平高台 的高度 。 作业任务一答案 1.解析　出水口与着火点之间的高度差为Δh＝20 m，又Δh＝gt2，t＝2 s，又 5 m/s≤v0≤15 m/s，因此出水口与着火点的水平距离x的范围为10 m≤x≤30 m，故A错误，B正确；如果出水口与着火点的水平距离不能小于15 m，则最小出水速度为7.5 m/s，故C错误；如果着火点高度为40 m，保持出水口水平，则水不能到达着火点，故D错误。 答案　B 2.[解析]选 。炮弹在空中运动忽略空气阻力，即做斜上抛运动，只受重力作用，加速度相同都为重力加速度，故 错误；斜上抛运动在竖直方向为竖直上抛运动，水平方向为匀速直线运动，设上升的高度为 ，上升运动的时间为 ，下降的高度为 ，下降的时间为 ，根据竖直上抛运动的规律可知 ， ，由题图可知， 上升的高度和下降的高度都比 大，故 运动时间比 运动时间长，故 错误；根据斜上抛运动的规律可知，在运动的最高点只有水平方向的速度，两炮弹从最高点开始做平抛运动，由题图可知， 的水平位移更大，而 运动的时间更短，故 水平方向的速度更大，即 在最高点的速度比 的小，故 正确；两炮弹从最高点平抛，则打到目标时的速度为 ， 的水平速度 比 小，但其竖直高度 比 大，则两者打到目标时的速度无法比较大小，故 错误。 3.[1] [解析]忽略空气阻力，小球水平方向做匀速直线运动，当球到达最高点时，其竖直方向的速度为零，此时小球的水平速度 ，则球离手瞬间竖直方向初速度为 由公式可知小球竖直上升的高度为 O点离地面的高度 。 [2] [解析]球到达 点后做平抛运动，则由 可知 则水平距离 。 作业任务二答案 1.[解析]选 。因篮球以与水平面成 的倾角落入篮筐，可知落入篮筐时的水平速度和竖直速度相等，均设为 ，则水平方向 ，竖直方向 ， 错误；由 ，解得 ，则 ，则篮球刚离手时，篮球的速度大小 ，则篮球入篮筐时的速度大小也为 ， 错误， 正确；篮球运动到最高点时有水平速度，则速度不为零， 错误。 2.C　[小物件做平抛运动，可根据平抛运动规律解题。若小物件恰好经过窗子上沿，则有h＝gt，L＝v1t1，得v1＝7 m/s；若小物件恰好经过窗子下沿，则有h＋H＝gt，L＋d＝v2t2，得v2＝3 m/s，所以3 m/s<v<7 m/s，故C项正确。] 3.[1]在 点有 ， 联立解得 。 [2]从 点跳到斜面的底端 点，有 解得 ，则水平高台 的高度 。 作业反馈 学科网（北京）股份有限公司 $