第五章抛体运动知识清单-高一下学期物理人教版

抛体运动知识清单5.1曲线运动一、曲线运动分析1.定义：物体的是曲线的运动，称为曲线运动。2.位移（1）定义：曲线运动的位移是指运动的物体从出发点到所研究位置的。它是。（2）位移计算：如图所示，在x方向的分位移xA=，在y轴方向的分位移yA=。物体相对于坐标远点的位移大小为；3.速度（1）定义：质点在轨迹上某一点的瞬时速度，沿曲线在这一点的.（2）大小：如图所示，物体沿曲线从A运动到B，割线段AB的长度XAB为位移的大小，平均速度曲线运动中速度的方向是不断的。性质：速度的方向是时刻变化的，因而曲线运动一定是运动。加速度不为零，合外力不为零。（5）分类：匀变速曲线运动（合力恒定）和变加速曲线运动（合力是变力）4.物体做曲线运动的条件（1）物体做曲线运动的条件：①运动学的角度：物体的加速度方向与它的速度方向同一条直线上②动力学的角度：物体所受合力的方向与它的速度方向同一条直线上。合力方向与轨迹的关系①无力不拐弯，拐弯必有力②轨迹总是向合力的方向弯曲③合力的方向总是指向曲线运动轨迹的凹侧④曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间5.2运动的合成与分解蜡块沿玻璃管匀速上升的速度为vy，玻璃管向右匀速移动的速度为vx。则蜡块向右上方运动，那么，怎样定量地研究蜡块的运动呢？1．建立坐标系：蜡块在竖直平面内运动，则可以选择平面直角坐标系。以蜡块开始匀速运动的位置为，以水平向右的方向和竖直向上的方向分别为轴和轴方向，建立平面直角坐标系，如图所示。2．蜡块运动的轨迹：x为蜡块与y轴的距离，y为蜡块与x轴的距离，vx为蜡块向右移动的速度，vy为蜡块沿玻璃管上升的速度。在时刻t，蜡块的位置可以用它的x、y两个坐标表示x＝，y＝。消去t可得，由于vy/vx是常量，所以蜡块的运动轨迹是。3．蜡块运动的速度：蜡块的速度v和vx、vy的关系可以由勾股定理确定大小关系，v＝，速度的方向，即速度矢量v与x轴正方向的夹角θ有tanθ＝。思：假如没有以蜡块开始运动时的位置作为坐标原点，对于蜡块运动轨迹是直线的结论会不会发生改变？1．运动的合成与分解的概念：在蜡块的实例中，蜡块的向右上方的运动可以看成沿玻璃管向上的运动和水平向右的运动共同构成。蜡块沿玻璃管向上的运动和水平向右的运动都叫做。蜡块的向右上方的运动叫做。由分运动求合运动的过程叫作，由合运动求分运动的过程叫作，运动的合成与分解遵循。2．合运动与分运动的特性：（1）等效性：各分运动的共同效果与合运动的效果相同。（2）等时性：各分运动与合运动同时发生、同时结束，时间相同。（3）独立性：各分运动之间互不相干，彼此独立，互不影响。（4）同体性：各分运动与合运动是同一物体的运动。正误判断（1）合运动的位移一定比分运动的位移大（）（2）合运动的速度一定比分运动的速度大（）（3）合运动的时间一定等于分运动的时间（）（4）两个直线运动的合运动一定是直线运动（）（5）两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动（）（6）一个匀速直线运动和一个匀加速直线运动不在同一直线上时，它们的合运动是曲线运动（）（7）两个初速度为零的匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动（）（8）两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动可能是曲线运动（）总结：合运动性质的判断方法：判断两个直线运动的合运动的性质时，应先根据平行四边形定则，求出合运动的合初速度v0和合加速度a，然后进行判断：（1）判断轨迹的曲直：若a与v0方向共线，则做运动；若a与v0方向不共线，则做运动。（2）判断是否做匀变速运动：若a恒定，则物体做运动；若a变化，则物体做运动。船渡河的问题，可以看做由两个运动合成。假如河水不流动而船在静水中沿AB方向行驶，经一段时间从A运动到B，假如船的发动机没有开动，而河水流动，那么船经过相同的一段时间将从A运动到A′，如果船在流动的河水中开动同时参与上述两个运动，经相同时间从A点运动到B′点，从A到B′的运动就是上述两个分运动的合运动。学习目标一渡河时间问题问题：如图所示，v船是船在静水中的速度、v水是水流速度、v是船的实际速度即合速度；v船与河岸的夹角为θ，河的宽度为d，求：（1）船渡河的时间？（2）当θ为多大时，船渡河时间最短？知识生成：无论是v船>v水，还是v船<v水，当船在静水中的航速v船与河岸的夹角θ=即v船与河岸时，渡河时间是最短的。应用探究：例1、一艘船的船头始终正对河岸方向行驶，如图所示。已知船在静水中行驶的速度为v1，水流速度为v2，河宽为d。则下列说法正确的是()A．船渡河时间为eq\f(d,v2)B．船渡河时间为eq\f(d,\r(v12＋v22))C．船渡河过程被冲到下游的距离为eq\f(v2,v1)dD．船渡河过程被冲到下游的距离为eq\f(v2,\r(v12＋v22))d学习目标二最短位移问题问题1：若v水<v船，如图所示，（1）当合速度v满足什么条件时，船的航程最短，最短航程是多少？（2）航程最短时，θ角要满足什么条件，渡河的时间为多少？（用d,v水,v船表示）问题2、若v水>v船，如图所示，船在静水中的航速v船与河岸的夹角θ满足什么条件时，船的航程是最短的，最短的航程是多少（用d、v水、v船表示）知识生成：①若v水<v船，最短的位移为，船头与上游河岸夹角满足cosθ＝，如图甲所示．②若v水>v船，如图乙所示，从出发点A开始作矢量v水，再以v水末端为圆心，以v船的大小为半径画圆弧，自出发点A向圆弧作切线即为船位移最小时的合运动的方向．这时船头与河岸夹角θ满足cosθ＝，最短位移x短＝应用探究：例2、河宽d＝200m，水流速度v1＝3m/s，船在静水中的速度v2＝5m/s。求：(1)欲使船渡河时间最短，船应怎样渡河？最短时间是多少？船经过的位移多大？(2)欲使船航行距离最短，船应怎样渡河？渡河时间多长？5.3实验：探究平抛运动的特点描绘平抛运动轨迹的几种方案频闪照相法:用频闪照相机记录物体在不同时刻的位置，将这些位置连起来就得到了平抛运动的轨迹。由于相邻两帧照片间的时间间隔相等，只要测出相邻两帧照片间的_______，就很容易判断平抛运动在水平向上的运动特点。喷水法：让持续稳定的细水流水平喷出，在空中形成弯曲的细水柱，，它显示了平抛运动的轨迹，设法将它描在纸上就能平抛运动的轨迹。描点法：让小球每次都从斜槽上________由_________滚下，从斜槽末端_______抛出，用铅笔描出小球经过的位置，通过多次实验，在竖直的背景方格纸上记录小球所经过的多个位置，连起来就得到小球做平抛运动的轨迹。判断平抛运动的轨迹是否为抛物线公式法：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线后，轨迹上各点的坐标应满足y=ax²的关系（a是一个特定常亮）②验证方法：用刻度尺测量几个点的坐标，分别代入y=ax²中求出常量a，看计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数。图像法：建立________坐标系，根据所测量的各个点的坐标分别计算出对应的y值和x²值，在坐标系中描点，连接各点看是否_________。探究思考探究平抛运动的规律探究平抛运动竖直分运动的规律①实验：如图甲所示，小钢球A、B位于相同高度处，用小锤击打弹性金属片，金属片收到小锤的击打，向前推动小钢球A，是小钢球A具有水平初速度做平抛运动，同时松开小钢球B，使B从孔中自由落下做自由落体运动。②现象：不管两小钢球距地面的高度多大，或者小锤击打金属片的力度多大，两小钢球每次都同时落地。③结论：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。探究平抛运动水平运动的规律①实验：如图乙所示，两个相同的弧形轨道，上端分别为装有电磁针，将两个相同的小钢球A、B分别吸在电磁针上，然后切断电源，使小钢球A、B以相同的初速度分别从圆弧轨道末端水平射出。②现象：只改变上面圆弧轨道的高度，发现两小钢球总是几乎同时到达P处。③结论：平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。在“探究平抛运动规律”的实验中：(1)在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹.为了能较准确地描绘运动轨迹,A.通过调节使斜槽的末端保持______;B.每次释放小球的位置必须______(“相同”或者“不同”)C.每次必须由_______释放小球(“运动”或者“静止”)D.小球运动时不应与木板上的白纸相接触E.将球的位置记录在纸上后,取下纸,将点连成______(“折线”或“直线”或“平滑曲线”)(2)某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验中,忘记了小球抛出点的位置O,如图所示,A为物体运动一段时间后的位置.g取10m/s2,根据图象,可知平抛物体的初速度为_________；小球抛出点的位置O的坐标为___________.5.4抛体运动的规律1、抛体运动：以一定的初速度将物体抛出，在可以忽略的情况下，物体只受的作用，这样的运动叫抛体运动。如果抛体运动的初速度沿水平方向，这个运动叫做平抛运动。2、平抛运动的速度：任意t时刻的水平分速度，竖直分速度，合速度，方向与水平方向的夹角为，则3、平抛运动的位移：以物体离开手的位置为坐标原点，以为轴的正方向，的方向为轴的正方向，建立坐标系；物体水平方向不受力，分速度保持不变，水平坐标随时间的变化规律是；物体在竖直方向的初速度是，受重力的作用，产生的加速度为，竖直方向的坐标随时间的变化规律是4、斜抛运动：物体抛出时的初速度斜向下方或斜向上方，与水平方向的夹角为，受力情况与平抛运动完全相同，沿水平方向和竖直方向的初速度分别是。达标检测一、单选题1．在高空中，某人将飞镖正对前方不远处的靶心沿水平方向掷出，且在掷出飞镖的同时将靶自由释放，忽略空气阻力，下列判断正确的是（

）A．飞镖击中靶心正上方 B．飞镖击中靶心正下方C．飞镖正中靶心 D．条件不足，无法判断2．一个做匀速直线运动的物体，从某时刻起受到一个与运动方向不在同一直线上的恒力作用。在此之后，关于物体运动的说法正确的是（）A．可能做匀速圆周运动B．运动速度大小一定不断增大C．速度方向与该恒力方向的夹角一定逐渐变小D．在恒力作用下不可能做曲线运动3．一艘小船在静水中的速度是，一条河宽60m，河水流速为，下列说法正确的是（

）A．小船在这条河中运动的最大速度是 B．小船在这条河中运动的最小速度是C．小船渡过这条河的最短时间是20s D．小船渡过这条河的最小距离是60m4．一小球从M运动到N，a、b、c、d是其运动轨迹上的四个点，某同学在图上标出了小球经过该点时的速度va、vb、vc、vd如图所示,其中可能正确的是A．a B．b C．c D．d5．物块B套在倾斜杆上，并用轻绳与物块A相连，今使物块B沿杆由点M匀速下滑到N点，运动中连接A、B的轻绳始终保持绷紧状态，在下滑过程中，下列说法正确的是（）A．物块A的速度先变大后变小B．绳上的拉力先大于物体A的重力，再小于物体A的重力C．物块A先处于超重状态再处于失重状态D．物块A始终处于超重状态6．如图所示，横截面为直角三角形的两个相同斜面如图紧靠在一起，固定在水平面上，小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛出，最后落在斜面上。其中三个小球的落点分别是a、b、c，已知落点a最低，落点c最高。下列判断正确的是（

）A．落点b、c比较，小球落在b点飞行时间最短B．落在c点的小球向右水平抛出初速度v0最小C．落在a、b两点的小球飞行时间均与初速v0成正比D．落在a、b两点的小球，b的瞬时速度方向与v0的夹角大一些7．在我国古代，人们曾经用一种叫“唧筒”的装置进行灭火，这种灭火装置的特点是：筒是长筒，下开窍，以絮囊水杆，自窍唧水，既能汲水，又能排水。简单来说，就是一种特制造水枪。设灭火时保持水喷出时的速率不变，则下列说法正确的是（）A．灭火时应将“唧筒”的轴线指向着火点B．想要使水达到更高的着火点，必须调大“唧筒”与水平面间的夹角（90°以内）C．想要使水达到更远的着火点，必须调小“唧筒”与水平面间的夹角（90°以内）D．若将出水孔扩大一些，则推动把手的速度相比原来应适当慢一些二、多选题8．如图所示为竖直黑板，下边为黑板的水平槽，现有一三角板ABC，∠C＝30°.三角板上A处固定一大小不计的滑轮．现让三角板竖直紧靠黑板，BC边与黑板的水平槽重合，将一细线一端固定在黑板上与A等高的Q点，另一端系一粉笔头(可视为质点)．粉笔头最初与C重合，且细线绷紧．现用一水平向左的力推动三角板向左移动，保证粉笔头紧靠黑板的同时，紧靠三角板的AC边，当三角板向左移动的过程中，粉笔头会在黑板上留下一条印迹．关于此印迹，以下说法正确的是()A．若匀速推动三角板，印迹为一条直线B．若匀加速推动三角板，印迹为一条曲线C．若变加速推动三角板，印迹为一条曲线D．无论如何推动三角板，印迹均为直线，且印迹与AC边成75°角9．如图所示，质量相等的A、B两物体在同一水平线上，当以大小为的水平速度抛出A物体的同时，B物体开始以大小为的初速度竖直向下运动（空气阻力忽略不计），曲线AC为A物体的运动轨迹，直线BD为B物体的运动轨迹，两轨迹相交于O点，则下列说法中正确的是（）A．A、B两个物体在O点相遇B．A、B两个物体过O点时动能相同C．A、B两个物体过O点时重力的功率不同D．A、B两个物体从开始运动到O点的过程中速度的变化量相同10．如图，一半径为R的圆环固定于竖直平面内，圆心为O。现从圆环上距离圆心О竖直高度为0.5R的A点以水平初速度v0向右抛出一个小球，一段时间后，小球落在圆环上的B点（图中未画出）；当v0大小不同时，小球的落点B也不同。重力加速度为g，不计空气阻力，小球可视为质点。以下说法正确的是（）A．当时，小球可以经过О点B．当时，A、B两点位于一条直径上C．当v0取不同值时，小球从A点运动到B点的时间不可能相同D．若B点在О点的正下方，小球从A到B的运动过程中速度变化量最大三、实验题11．如图所示是某种“研究平抛运动”的实验装置：（1）当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为，此瞬间电路断开使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地，改变大小，重复实验，a、b仍同时落地，该实验结果可表明()．A．两小球落地速度的大小相同

B．两小球在空中运动的时间相等C．a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同D．a小球在水平方向的分运动是匀加速直线运动（2）利用该实验装置研究a小球平抛运动的速度，从斜槽同一位置释放小球，实验得到小球运动轨迹中的三个点，如图乙所示，图中为抛出点，B点在两坐标线交点，坐标，，则a小球水平飞出时的初速度大小为m/s；平抛小球在B点处的瞬时速度的大小为m/s（g=10m/s2）（结果保留两位有效数字）。12．某学习小组探究平抛运动的特点。（1）采用如图甲所示装置探究平抛运动竖直分运动的特点。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。实验发现两球同时落地。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，发现两球仍同时落地。根据该实验现象，可以得出A球在竖直方向的分运动是。（2）探究平抛运动水平分运动的特点时，得到小球平抛运动的轨迹如