新教材物理粤教版课件131平抛运动

第三节平抛运动第1课时平抛运动必备知识·自主学习一、平抛运动【情境思考】

如图,为飞机投弹的示意图,图中曲线是炮弹的运动轨迹。问题1:炮弹在水平方向的分运动是什么运动?问题2:炮弹在竖直方向的分运动是什么运动?提示:(1)炮弹在水平方向做匀速直线运动。(2)炮弹在竖直方向做自由落体运动。1.平抛运动:物体以一定的初速度沿_____方向抛出,仅在_____作用下所做的运动。2.平抛运动的分解:平抛运动在水平方向的分运动是_________运动,在竖直方向的分运动是_________运动。水平重力匀速直线自由落体二、平抛运动的规律1.平抛运动的位移:(1)水平方向:x=___。(2)竖直方向:y=____。(3)平抛运动的轨迹是一条_______。2.平抛运动的速度:(1)水平方向vx=__。(2)竖直方向vy=___。(3)合速度大小:v==________方向:tanθ=,其中θ为合速度与水平方向的夹角。v0t抛物线v0gt【易错辨析】(1)平抛运动是一种变加速运动。 ()(2)平抛运动的加速度方向竖直向下,大小恒定不变。 ()(3)物体做平抛运动的时间由水平位移决定。 ()(4)物体做平抛运动时,初速度越大,在空中运动时间越长。 ()(5)物体做平抛运动时,在相等时间内速度的变化量相等。 ()×√××√关键能力·合作学习知识点一平抛运动的规律1.平抛运动的特点:项目物理特性理想化特点物理上提出的平抛运动是一种理想化的模型,即把物体看成质点,抛出后只考虑重力作用,忽略空气阻力速度平抛运动的速度大小和方向都不断改变,故它是变速运动加速度平抛运动的加速度为自由落体加速度,恒定不变,故它是匀变速曲线运动速度变化做平抛运动的物体任意相等时间内速度变化量相等,均为Δv=gΔt,方向竖直向下2.平抛运动的规律及处理方法:提醒:研究平抛运动通常采用“化曲为直”的思想,即将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。【问题探究】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。讨论:(1)做平抛运动的小球的受力特点是什么?提示:只受重力。(2)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:可以转化为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。【典例示范】

【典例】如图,一条小河两岸的高度差是h,河宽是高度差的4倍,一辆摩托车(可看作质点)以v0=20m/s的水平速度向河对岸飞出,恰好越过小河。若g取10m/s2,求:(1)摩托车在空中的飞行时间;(2)小河的宽度。【解析】(1)设河宽为x,运动时间为t,由平抛运动的规律得:竖直方向上:h=gt2水平方向上:x=v0t且:x=4h联立以上几式解得:t==1s。(2)小河的宽度为:x=v0t=20×1m=20m。答案:(1)1s(2)20m【素养训练】1.(母题追问)【典例】中摩托车的落地速度是多大?【解析】竖直方向上:vy=gt=10×1m/s=10m/s,故摩托车的落地速度:v==10m/s。答案:10m/s2.(2020·阳江高一检测)如图所示,射击枪水平放置,射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上,枪口与目标靶之间的距离x=100m,子弹射出的水平速度v=200m/s,子弹从枪口射出的瞬间目标靶由静止开始释放,不计空气阻力,取重力加速度g为10m/s2,问:

(1)从子弹由枪口射出开始计时,经多长时间子弹击中目标靶?(2)目标靶由静止开始释放到被子弹击中,下落的距离h为多少?【解析】(1)子弹做平抛运动,它在水平方向的分运动是匀速直线运动,设子弹经时间t击中目标靶,则有t=s=0.5s。(2)目标靶做自由落体运动,则有h=gt22m=1.25m。答案:(1)0.5s

(2)1.25m【规律方法】平抛运动时间的求解方法:(1)利用水平位移或竖直位移求解时间:根据水平方向x=v0t或竖直方向y=gt2可求解时间。(2)利用竖直分速度可求解时间:先求出竖直分速度,再根据vy=gt可求解时间。(3)利用Δy=gT2可求解时间。知识点二平抛与斜面问题1.常见的有两类问题:(1)物体从斜面上某一点抛出以后又重新落到斜面上,此时平抛运动物体的合位移方向与水平方向的夹角等于斜面的倾角。(2)做平抛运动的物体垂直打在斜面上,此时物体的合速度方向与斜面垂直。2.基本求解思路:题干信息实例处理方法或思路速度方向垂直打在斜面上的平抛运动(1)画速度分解图,确定速度与竖直方向的夹角(2)根据水平方向和竖直方向的运动规律分析vx、vy(3)根据tanθ=列方程求解位移方向从斜面上水平抛出后又落在斜面上的平抛运动(1)确定位移与水平方向的夹角θ,画位移分解图(2)根据水平方向和竖直方向的运动规律分析x、y(3)根据tanθ=列方程求解【问题探究】两个小球A和B以不同的水平初速度抛出后落到斜面上同一位置。

(1)两小球在落点的速度方向是否相同?提示:两小球在落点的速度方向相同。(2)小球在运动过程中,距斜面最远时的条件?提示:当小球的合速度方向与斜面平行时,小球距斜面最远。【典例】如图,小球以15m/s的水平初速度①向一倾角为37°的斜面抛出,飞行一段时间后,恰好垂直撞在斜面上②。取g=10m/s2,tan37°=,求:

(1)小球在空中的飞行时间;(2)抛出点距落点的高度③。【典例示范】【审题关键】序号解题依据信息提取①平抛运动的规律平抛运动②速度的合成与分解速度与竖直方向夹角为37°③h=gt2竖直方向自由落体运动【解析】对小球撞在斜面上时的速度进行分解,如图:由几何关系知β=90°-37°=53°。(1)由图得tanβ=得飞行时间t=tanβ=2s。(2)高度h=gt2=×10×22m=20m。答案:(1)2s(2)20m【素养训练】1.如图,物体从斜面上某点以速度v0水平抛出,一段时间后落回到斜面上;若抛出速度改为,落到斜面上时变化量为原来一半的物理量是 ()A.竖直方向的速度B.竖直方向的位移C.水平方向的位移D.竖直方向速度与水平方向速度的比值【解析】选A。由平抛运动规律,x=v0t,y=gt2,设斜面倾角为θ,由几何关系可知tanθ=,得t=可知,抛出时的速度变为后,时间变为原来的一半,由vy=gt可知,竖直方向的速度变为原来的一半,故A正确;由h=gt2和x=v0t可知,竖直位移和水平位移都为原来的,故B、C错误;第一次竖直方向速度和水平方向速度的比值为;第二次竖直方向和水平方向速度的比值为,因此不变,D错误。2.如图,跳台滑雪时,运动员踏着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上(未画出)获得一速度后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆,这项运动非常惊险。设一位运动员由斜坡顶端A点沿水平方向飞出的速度v0=20m/s,落点在斜坡上的B点,斜坡倾角θ取37°,斜坡可以看成一斜面,不计空气阻力。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)运动员在空中飞行的时间;(2)A、B间的距离。【解析】(1)运动员由A点到B点做平抛运动,水平方向的位移x=v0t,竖直方向的位移y=gt2,又=tan37°,联立以上三式得运动员在空中的飞行时间t==3s。(2)由题意知sin37°=得A、B间的距离s==75m。答案:(1)3s(2)75m【拓展例题】考查内容:平抛与相遇问题【典例示范】(多选)某次比赛中,球员甲接队友的一个传球,在网前L=3.60m处起跳,在离地面高H=3.20m处将球以v0=12m/s的速度正对球网水平击出,对方球员乙刚好在进攻路线的网前,她可利用身体任何部位进行拦网阻击。假设球员乙的直立高度和起跳拦网高度分别为h1=2.50m和h2=2.95m,g取10m/s2。下列情景中,球员乙可能拦网成功的是 ()A.乙在网前直立不动B.乙在甲击球时同时起跳离地C.乙在甲击球后0.18s起跳离地D.乙在甲击球前0.3s起跳离地【解析】选B、C。若乙在网前直立不动,则排球到达乙的位置的时间t==0.3s,排球下落的高度为Δh=gt22m=0.45m<(3.2-2.5)m=0.7m则不能拦网成功,选项A错误;因为乙在空中上升的时间为t1==0.3s。乙在甲击球时同时起跳离地,在球到达乙位置时,球员乙刚好到达最高点,因2.95m>3.2m-0.45m=2.75m,则可以拦住,故B正确;结合选项B的分析,乙在甲击球后0.18s起跳离地,初速度为v=gt1=10×0.3m/s=3m/s,上升时间t′=0.12s时球到达乙位置,上升的高度为h′=vt′-gt′2=0.288m,2.50m+0.288m=2.788m>2.75m,可以拦网成功,故C正确;乙在甲击球前0.3s起跳离地,因为乙在空中的运动时间为0.6s;则当排球到达球网位置时,乙已经落地,则不能拦网成功,选项D错误。抛体运动速度位移规律应用斜面结合【生活情境】程老师和他7岁的儿子在逛街的过程中,发现了“套圈游戏”,程老师试了一次,套中一个距离起点水平距离为2m的熊大的雕像,他儿子看了,也心痒痒,想把距离起点水平距离相等的光头强雕像也套中,假设他们套圈的时候圈的运动是平抛运动,程老师抛圈的速度为2m/s。情境·模型·素养探究:他儿子想要将雕像套中,应该怎么办?【解析】根据平抛运动的规律可知,竖直方向h=gt2,水平方向的位移x=vt=;由于程老师抛圈的速度为2m/s能够套中,他儿子的身高要低于他,想要套中必须增加水平速度。答案:见解析【生产情境】某同学在学习了平抛运动后,想估测一水管截面为圆形的农用水泵的流量Q(m3/s),如图所示,假定水柱离开管口后做平抛运动,他手头只有米尺。探究:(1)说明该同学需直接测量的物理量。(2)写出用这些物理量表示流量的表达式。【解析】(1)因为流量Q=vS,通过平抛运动的规律求出初速度v,根据直径求出横截面积S,所以需要测量的物理量为管口内径D,水的水平射程s,管口离地面的高度h(2)根据h=gt2得,t=,则初速度v=管口的横截面积S=,则流量Q=vS=答案:(1)见解析(2)Q=

课堂检测·素养达标1.(2020·中山高一检测)对于做平抛运动的物体,以下说法正确的是 ()A.抛出速度越大,飞行的时间越长B.抛出点位置越高,飞行的时间越长C.抛出点位置越高,飞行的水平距离越大D.抛出速度越大,飞行的水平距离越大【解析】选B。由平抛运动规律可知,h=gt2,x=v0t,解得飞行时间t=,所以抛出点位置越高,飞行时间越长,A错误,B正确;飞行的水平距离x=v0,可知飞行的水平距离由抛出速度和抛出高度共同决定,C、D错误。2.(2020·济宁高一检测)如图,某公园有喷水装置,若水从小鱼模型口中水平喷出,忽略空气阻力及水之间的相互作用,则 ()A.喷水口高度一定,喷水速度越大,水从喷出到落入池中的时间越长B.喷水口高度一定,喷水速度越大,水从喷出到落入池中的时间越短C.喷水口高度一定,喷水速度越大,水喷得越远D.喷水口高度一定,喷水速度越大,水喷得越近【解析】选C。据题可将水的运动看作平抛运动,竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动,则竖直方向有:h=gt2,t=,可知水从喷出到落入池中的时间由喷水口高度决定,与喷水速度无关,所以喷水口高度一定,运动时间一定,故A、B错误;水平方向有:x=v0t=v0,则知喷水口高度一定,喷水速度越大,水喷得越远,故C正确,D错误。3.(多选)(2020·江苏高考)如图所示,小球A、B分别从2l和l的高度水平抛出后落地,上述过程中A、B的水平位移分别为l和2l。忽略空气阻力,则 ()和B的位移大小相等的运动时间是B的2倍的初速度是B的的末速度比B的大【解析】选A、D。位移为初位置到末位置的有向线段,由题图可得sA=

,sB=