新教材同步系列2024春高中物理第一章抛体运动第三节平抛运动课件粤教版必修第二册

第一章抛体运动第三节平抛运动学习目标学法指导1．知道什么是平抛运动2．会用运动的合成与分解方法探究平抛运动的特点3．初步了解平抛运动速度与位移的相关规律1．结合生活中的实例，理解抛体运动和平拋运动的概念2．通过观察频闪照片，分析、猜想平抛运动是水平和竖直两个方向分运动的合运动3．通过测量数据，探究平抛运动水平方向和竖直方向分运动的特点和规律知识导图课前·自主预习1．平抛运动平抛运动：初速度沿________方向抛出，仅在重力作用下物体所做的运动称为平抛运动．2．平抛运动的速度(1)水平方向：vx＝________．(2)竖直方向：vy＝________．(4)合速度与水平方向夹角为θ，则________________________．平抛运动的特点水平v0gt3．平抛运动的位移与轨迹(1)水平方向：x＝________．(2)竖直方向：y＝__________．(3)轨迹方程：y＝______________，式中g、v0都是与x、y无关的常量，故其轨迹是一条__________．v0t抛物线如图所示，某人向垃圾桶中水平扔硬纸球，硬纸球恰好从桶的右侧边缘飞到地面．为了把硬纸球扔进垃圾桶中，忽略空气阻力，以下说法正确的是

(

)A．抛出位置不变，适当减小初速度B．抛出位置不变，适当增大初速度C．初速度不变，抛出点水平向右移动一段距离D．初速度不变，抛出点竖直向上移动一段距离【答案】A

1．位移与水平方向夹角满足关系式：tanα＝________．2．速度与水平方向夹角满足关系式：tanθ＝_________．3．α与θ满足关系式：tanθ＝__________．平抛运动的规律2tanα做平抛运动的物体，落地时速度大小为10m/s，速度方向与水平地面的夹角为60°，则水平分速度大小是

(

)【答案】A

【解析】根据速度的分解可知水平分速度大小为vx＝vcos60°＝5m/s，故A正确．课堂·重难探究一、实验目的1．描出平抛运动物体的轨迹．2．探究平抛运动水平方向和竖直方向的分运动特点．探究平抛运动的特点二、实验思路将平抛运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动，先运用平抛竖落仪探究竖直分运动的特点，再通过分析相同时间内水平分运动的位移，确定水平分运动的特点．三、实验器材1．平抛竖落仪．2．斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺．四、实验拓展如图所示，在一块竖直放置的平板上固定着两个相同的弧形轨道A和B，用于发射钢球，两弧形轨道出口处水平，其上分别安装了一个电磁铁C和D．在轨道A出口处有一个碰撞开关S，可控制电磁铁D、E电源的通断．从轨道A射出的钢球做平抛运动，从轨道B射出的钢球做匀速直线运动，从电磁铁E处释放的钢球做自由落体运动．1．探究平抛运动水平方向分运动的特点(1)使电磁铁C和D分别相对各自轨道出口水平线处于相同高度，把两个钢球分别吸在电磁铁C、D上，切断电源，使两个钢球以相同的初速度同时水平射出．(2)改变电磁铁C、D与各自轨道出口水平线的相对高度，并确保高度相等．(3)多次重复以上步骤，观察实验现象，并分析平抛运动水平方向分运动的特点．(4)实验现象：两个钢球分别做平抛运动和匀速直线运动，并最终发生碰撞．(5)分析实验现象得出结论：做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动．2．探究平抛运动竖直方向分运动的特点(1)把两个钢球分别吸在电磁铁C、E上，并确保电磁铁E上的钢球与轨道A出口处于同一高度．释放轨道A的钢球，钢球在水平出口处碰撞开关S，切断电磁铁E的电源，使钢球从电磁铁E处释放．(2)改变电磁铁E的位置，让其从N向M移动．(3)多次重复以上步骤，观察实验现象，并分析平抛运动竖直方向分运动的特点．(4)实验现象：两个钢球分别做平抛运动和自由落体运动，并最终同样发生碰撞．(5)分析实验现象得出结论：做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动．3．探究平抛运动物体的运动轨迹(1)木板上铺上白纸并固定，固定电磁铁C在某一位置，切断电源，使小球从斜槽上由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果小球运动中碰到笔尖，就用铅笔在该位置画上一点．(2)保持C位置不变，保持同样方法，在小球运动路线上描下其他若干点．(3)将白纸从木板上取下，从O点开始通过画出的若干点描出一条平滑的曲线，如图所示．(4)分析实验现象得出结论：做平抛运动的物体的运动轨迹是一条抛物线．五、实验结论做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，其运动轨迹是一条抛物线．例1

小芳和小强两位同学采用了不同的实验方案来研究平抛运动．甲(1)小芳同学利用如图甲所示的装置进行实验．下列说法正确的是____．A．应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放B．斜槽轨道必须光滑C．斜槽轨道的末端必须保持水平D．本实验必需的器材，还有刻度尺和停表(2)小强同学利用频闪照相的方式研究平抛运动．如图乙为一小球做平抛运动的频闪照片的一部分．图中背景方格的边长均为5.0cm，不计空气阻力，g取10m/s2．则照相机两次闪光的时间间隔Δt＝______s，小球被抛出时的水平速度v＝______m/s．【答案】(1)AC

(2)0.10

2.0

【解析】(1)为使小球做平抛运动的初速度相等，应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放，A正确；只要每次把小球从轨道同一位置由静止释放即可保证小球的初速度相等，斜槽轨道没有必要光滑，B错误；为使小球离开斜槽后做平抛运动，斜槽轨道的末端必须保持水平，C正确；本实验不需要用秒表测量时间，D错误．变式1

某兴趣小组用频闪照相机拍摄小石子平抛运动的频闪照片，照片背景为一堵贴近小石子的竖直砖墙，如图所示．已知当地重力加速度为g，该同学根据所学平抛运动的知识，求出频闪照片的拍摄周期和小石子的水平初速度．(1)他已经测出砖块的长度为a，还需要测量的数据是______(写出测量的物理量及其物理符号)．(2)B点竖直方向的速度vBy＝________(用题设条件和测量的物理量的符号表示)．(3)照相机频闪周期T＝________，小石子水平初速度v0＝________(用题设条件和测量的物理量的符号表示)．【解析】(1)因为已经测出了每块砖的长度a，根据题设条件求周期与初速度还需要测出每块砖的厚度h．(2)根据在竖直方向上做匀变速直线运动，得3h－2h＝gT2，1．通过对比平抛运动和匀速直线运动相同时间段的水平位移，得出平抛运动水平分运动为匀速直线运动．2．对比平抛运动和自由落体运动通过相同高度所用的时间，得出平抛运动的竖直分运动为自由落体运动．1．平抛运动的规律平抛运动的规律及应用例2

(2023年江门外海中学期中)如图所示，将一个小球从h＝20m高处水平抛出，小球落到地面的位置与抛出点的水平距离x＝40m．g取10m/s2，不计空气阻力．求：(1)小球在空中运动的时间；(2)小球抛出时速度的大小；(3)小球落地前的瞬时速度大小和方向．变式2

(2023年东莞松山湖未来学校月考)对放在水平地面并装有一定量水的水桶扎孔，水流会以某一水平初速度射出，如图所示．已知水流从小孔射出的初速度与小孔距液面的高度成正比，下列说法正确的是

(

)A．任意扎两个高度不同的小孔，一定存在两支水柱的落地速度相同B．任意扎两个高度不同的小孔，可能存在两支水柱的落地速度相同C．往桶里加水，A水柱从孔到地面的时间变短D．往桶里加水，A水柱从孔到地面的时间不变【答案】D

在解答平抛运动与斜面的结合问题时，除要运用平抛运动的位移和速度规律，还要充分运用斜面倾角，找出位移或速度与斜面倾角的关系，从而使问题得到顺利解决．常见的模型如下：平抛运动与斜面结合的问题(1)小球在空中的飞行时间．(2)抛出点与斜面上落点的竖直距离．【答案】(1)2s

(2)20m【解析】(1)将小球垂直撞在斜面上时的速度分解，如图所示．变式3

(2023年肇庆质检)第24届冬奥会在我国成功举办．如图所示，滑雪运动员(可视为质点)到达P点后以不同的速度水平飞出，分别落到倾斜直滑道上的A、B、C、D点，不计空气阻力，所用时间分别为tA、tB、tC、tD，时间最长的是

(

)A．tA

B．tBC．tC

D．tD【答案】B

核心素养应用科学态度与责任——体育运动中的平抛问题体育运动中有很多项目与抛体运动相关，若将这些项目加以抽象，在理想化状态下，很多球类、投掷类项目可以看成是平抛运动．假如我们把乒乓球、排球等运动看成平抛运动，由于球网高度、球台、球场边界条件的限制，往往会出现平抛运动临界条件的问题．解决这样的问题，要求我们从实际出发，建立物理模型，用平抛运动的规律进行求解．学会分析这类问题，可以提高解决问题的能力，加强科学态度与责任的培养．例4如图，某学校的排球场长为18m，球网高度为2m．一同学站在离网3m线上(虚线所示)，正对网竖直跳起，并用手在离地高2.5m处将球向正前方水平击出．不计球飞行过程中受到的阻力，欲使球既不触网又不出界，则击球速度可能是

(

)A．6m/sB．9m/sC．12m/sD．18m/s【答案】C例5刀削面是人们喜欢的面食之一，全凭刀削得名．如图甲所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用刀片飞快地削下一片片很薄的面片，使面片飞向旁边的锅里．若一面片获得了水平方向的初速度，飞出时离锅内水面的竖直距离约0.80m，如图乙所示．不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2．面片在空中运动的时间约为

(

)A．0.10sB．0.40sC．8.0sD．16s【答案】B

例6

(2023年广州番禺区期中)小明在离墙一定距离的同一点，先后将A、B两飞镖沿同一方向水平掷出，不计空气阻力，两飞镖插在墙靶上的情况如图所示，且两插点在同一条竖直线上，下列说法正确的是

(

)A．镖A的运动时间和镖B的运动时间相等B．镖A的运动时间比镖B的运动时间长C．镖A掷出时的初速度比镖B掷出时的初速度大D．镖A掷出时的初速度比镖B掷出时的初速度小【答案】C

小练·随堂巩固1．(2023年东莞松山湖未来学校月考)两个物体做平抛运动的轨迹如图所示，设它们抛出的初速度大小分别为va、vb，从抛出至碰到台上的时间分别为ta、tb，则

(

)A．va>vb B．va<vbC．ta>tb

D．ta＝tb【答案】A

2．某物理实验小组采用如图所示的装置研究平抛运动．每次都将小球从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出．改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹．某同学设想小球先后三次做平抛，将水平挡板依次放在1，2，3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距．若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1，x2，x3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是(

)A．x2－x1＝x3－x2

B．x2－x1<x3－x2C．x2－x1>x3－x2

D．无法判断【答案】C

【解析】因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来越短，水平方向上做匀速直线运动，所以x2－x1>x3－x2，故C正确．3．(2023年梅州丰顺一中月考)如图甲所示，客家人口中的“风车”也叫“谷扇”