5.3 实验：探究平抛运动的特点 导学案-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3节 实验：探究平抛运动的特点 导学案 课题 第3节 实验：探究平抛运动的特点 学习目标 1.学会用实验的方法描绘平抛运动的轨迹. 2.会用运动分解的方法分析两个分运动. 3.会根据平抛运动的轨迹计算平抛运动的初速度. 4.掌握描迹法、频闪照相法等探究实验的常用方法． 学习重难点 (1)平抛运动的时间：t＝，只由高度决定，与初速度无关． (2)水平位移(射程)：x＝v0t＝v0，由初速度和高度共同决定． (3)落地速度：v＝＝，与水平方向的夹角为θ，tan θ＝＝，落地速度由初速度和高度共同决定． (4)平抛轨迹残缺(即无抛出点) 在轨迹上任取三点A、B、C(如图所示)，使A、B间及B、C间的水平距离相等，设为x，由平抛运动的规律可知A、B间与B、C间所用时间相等，设为t，重力加速度为g，则 Δh＝hBC－hAB＝gt2 所以t＝ 所以初速度v0＝＝x. 学习知识点 一、平抛运动 1．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． 2．平抛运动的性质：加速度为g的匀变速曲线运动． 二、平抛运动的两个分运动 1．水平方向：平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动． 2．竖直方向：平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动． 三、平抛运动的规律 以速度v0沿水平方向抛出一物体，以抛出点为原点，建立如图所示的直角坐标系． 1．平抛运动的位移与轨迹 (1)水平位移：x＝v0t.① (2)竖直位移：y＝gt2.② (3)轨道方程：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道是一条抛物线． 2．平抛运动的速度 (1)水平方向分速度：vx＝v0. (2)竖直方向分速度：vy＝gt. (3)物体在某点合速度大小：①v＝＝. ②方向：tan θ＝＝(θ是v与水平方向的夹角) 课前训练 1.“套圈圈”是许多人喜爱的一种游戏．如图所示，小孩和大人直立在界外同一位置，在同一竖直线上不同高度先后水平抛出小圆环，并恰好套中前方同一物体，假设圆环的运动可视为平抛运动，则(　　) A．小孩抛出的圆环速度大小较小 B．两人抛出的圆环速度大小相等 C．大人抛出的圆环运动时间较短 D．小孩抛出的圆环运动时间较短 2.(多选)如图所示，x轴在水平地面上，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的．不计空气阻力，则(　　) A．a的飞行时间比b的长 B．b和c的飞行时间相同 C．a的水平速度比b的小 D．b的初速度比c的大 3. 如图所示，一农用水泵的出水管是水平的， ， ，出水管的横截面积 ， 取 。可以估算水泵出水口的流量 （单位时间内流过的水的体积，单位为 ）为( C ) A. B. C. D. 4.如图所示，飞机离地面高度 ，水平飞行速度 ，欲使飞机投下的炸弹击中水平地面上一辆静止的汽车。假设炸弹在空中飞行时受到的阻力忽略不计， 取 。 （1） 从飞机投下炸弹开始计时，求炸弹在空中飞行的时间。 （2） 飞机应在与汽车的水平距离为多远处投弹？ 5.未来若在一个未知星球上用如图甲所示装置“探究平抛运动的特点”．悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动．现对小球采用频闪数码相机连续拍摄．在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示．a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知相机连续拍照的时间间隔是0.10 s，照片大小如图乙中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则： (1)由以上信息，可知a点________(选填“是”或“不是”)小球的抛出点． (2)该星球表面的重力加速度为________m/s2. (3)小球平抛的初速度是________m/s. (4)小球在b点时的速度是________m/s. 课前训练答案 1.答案　D 解析　平抛运动的时间由高度决定，竖直方向圆环做自由落体运动，且大人的抛出高度大于小孩的抛出高度，根据t＝得：t大人>t小孩，C错误，D正确；水平方向圆环做匀速直线运动，且圆环在水平方向的位移相等，根据x＝v0t得：v小孩>v大人，A、B错误． 2.答案　BD 解析　平抛运动在竖直方向上的分运动为自由落体运动，由h＝gt2可知，飞行时间由竖直高度决定，hb>ha，故a的飞行时间比b的短，选项A错误；同理，b和c的飞行时间相同，选项B正确；根据水平位移x＝v0t可知，a、b的水平位移满足xa>xb，且飞行时间tb>ta，故v0a>v0b，选项C错误；同理可得v0b>v0c，选项D正确． 3.[解析]选 。由平抛规律得 ， ，解得 ,水泵出水口的流量 。 4.[1] [2] [1]炸弹离开飞机后做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，有 代入数据得 。 [2]炸弹在水平方向上做匀速直线运动，在 内水平方向的位移即为飞机在这段时间内的位移，则 所以飞机应在与汽车的水平距离为 处投弹。 5.答案　(1)是(2分)　(2)8(2分)　(3)0.8(2分) (4)(2分) 解析　(1)竖直方向上，由初速度为零的匀加速直线运动在连续相等时间内通过的位移之比为1∶3∶5可知，a点是小球的抛出点． (2)由ab、bc、cd水平距离相同可知，a到b、b到c时间间隔相同，设为T，在竖直方向有Δh＝g星T2，Δh＝0.08 m，T＝0.10 s，可求出g星＝8 m/s2. (3)两相邻位置间的时间间隔为0.10 s，水平距离为8 cm，由x＝v0T，得初速度v0＝0.8 m/s. (4)b点竖直分速度为a、c间的竖直平均速度，则vy b＝ m/s＝0.8 m/s，所以vb＝＝ m/s. 学科网（北京）股份有限公司 $