第1章 第4节 研究平抛运动的规律-【新课程学案】2026-2027学年高中物理必修第二册教师用书word(教科版)
第4节 研究平抛运动的规律
核心素养导学
物理观念 | (1)知道平抛运动的受力特点。 (2)理解平抛运动的规律,知道平抛运动的轨迹是抛物线。 |
科学思维 | (1)会用运动的合成与分解的方法对平抛运动进行理论分析。 (2)会计算平抛运动的速度及位移,会解决与平抛运动相关的实际问题。 (3)认识平抛运动研究中等效替代的思想和“化繁为简”的思想。 |
科学态度与责任 | 通过对平抛运动规律的研究,能认识物理学是人们有意识探究而形成的对自然现象的描述与解释;认识到平抛运动的普遍性,有学习物理的内在动力,体会物理学的应用价值。 |
一、平抛运动的实验研究
1.探究平抛运动竖直分运动的特点
(1)如图所示,用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,做平抛运动,同时B球被释放,自由下落,做自由落体运动。
(2)观察两球的运动轨迹,比较它们落地时间的先后。
(3)分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,多次重复实验,记录实验现象。
2.对平抛运动频闪照片的研究
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(1)如图(a)所示,截取钢球做平抛运动的部分图像,并适当放大。
(2)将钢球球心的各位置用一条平滑的曲线连接起来。
(3)以初速度的方向为x轴正方向,以竖直向下为y轴正方向建立平面直角坐标系。
(4)标出小球各位置的x坐标和y坐标,分别为x1、x2、x3、x4、x5及y1、y2、y3、y4、y5。
(5)测量x方向的相等时间间隔的位移,发现Ox1=x1x2=x2x3=x3x4=x4x5,说明钢球沿x轴方向的分运动为匀速直线运动。
(6)测量y方向相等时间间隔的位移,发现Oy1∶y1y2∶y2y3∶y3y4∶y4y5=1∶3∶5∶7∶9。说明钢球沿y方向的分运动是初速度为0的匀加速直线运动。
二、平抛运动的理论探究
1.平抛运动中的位移
(1)水平方向:x=v0t。(2)竖直方向:y=gt2。
2.平抛运动中的速度
(1)水平方向:vx=v0。(2)竖直方向:vy=gt。
3.物体做平抛运动的轨迹
y=x2,其中,
与x、y无关,具有y=ax2的形式,它的图像是一条抛物线。
物体平抛后下落时间越长,速度与水平方向的夹角越大,但永远不会达到90°。
1.如图所示,运动员在球场上多次从同一高度以不同的水平速度击出网球,且网球落在同一水平面内。请对以下结论作出判断:
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(1)网球的初速度越大,下落得越快。 (×)
(2)网球的初速度越大,抛出的水平距离越大。 (√)
(3)网球做平抛运动到落地的时间与初速度大小无关。 (√)
(4)所有网球做平抛运动的过程中速度变化量都相同。 (√)
2.由静止释放后的小球将从桌子的边缘沿水平方向飞出,开始做平抛运动。
(1)小球的运动轨迹能否被看作是一条抛物线?
(2)小球具有什么受力特点?
(3)为了研究方便,我们可以将平抛运动转化为哪两个方向的直线运动?
提示:(1)可以看作一条抛物线。
(2)只受重力作用。
(3)水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
新知学习(一)
[重点释解]
1.平抛运动的性质:加速度为g的匀变速曲线运动。
2.平抛运动的特点
(1)受力特点
只受重力作用,不受其他力或其他力忽略不计。
(2)运动特点
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