高中物理教科版 (2019)必修 第二册4 研究平抛运动的规律优质课件ppt

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4　研究平抛运动的规律
1.知道平抛运动的受力特点，会用运动的合成与分解分析平抛运动(重点)。2.理解平抛运动的规律，会确定平抛运动的速度和位移，知道平抛运动的轨迹是一条抛物线(重难点)。
一、平抛运动的实验研究
三、平抛运动的位移与轨迹
1.如图为平抛竖落仪，A、B球处于同一高度，用小锤击打弹片，A球沿水平方向抛出，同时B球被释放，做自由落体运动，改变击打弹片的力度，多次重复实验，比较每次实验结果，可发现每次A球与B球_____落地，但每次A球落地点的距离远近不同，这说明平抛物体初速度的大小____影响其在空中运动的时间，只影响水平分运动的_____。
2.图中钢球沿y方向每隔相同时间的位移之比Oy1∶y1y2∶y2y3∶y3y4∶y4y5≈1∶3∶5∶7∶9，可以认为平抛运动沿y方向的分运动是________________________运动。其加速度等于__，即小球在竖直方向做的是________运动。
　(2023·乐山市校考期中)两个同学根据不同的实验装置，进行了“探究平抛运动的特点”的实验：(1)甲同学采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，使A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明平抛运动的物体____________________________。
在竖直方向上做自由落体运动
在同一高度、同一时刻开始做平抛运动的小球与自由落体的小球总是同时落地，说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。
(2)乙同学采用如图乙所示的装置，两个末端都水平的相同弧形轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与光滑的水平板接触，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度______。
两轨道相同，竖直高度差一样，都从静止滚下，小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度相等。
(3)现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使它们同时从轨道M、N的末端射出，实验可观察到在E处P球击中Q球，改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到P球击中Q球的现象，这说明平抛运动的物体____________________________。
两小球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的末端射出，实验可观察到P球击中Q球。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明P球在水平方向上的运动规律与Q球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。
以初速度v0沿水平方向抛出一物体，以抛出点为原点，以初速度v0的方向为x轴正方向，竖直向下的方向为y轴正方向，建立如图所示的平面直角坐标系。(1)水平方向：vx＝_____。(2)竖直方向：vy＝_____。(3)合速度
一物体做平抛运动，轨迹如图所示，先后经过A、B、C三点，通过AB和BC所用时间相等。A、B、C三点速度如图。(1)试用作图法画出A到B过程速度变化量Δv1，B到C过程速度变化量Δv2。
(2)试分析Δv1和Δv2的特点。
答案　速度变化量的特点：任意两个相等的时间间隔内速度的变化量相同，Δv＝gΔt，方向竖直向下。
(1)做平抛运动的物体的速度、加速度都随时间增大。(　 　)(2)平抛运动的速度方向沿轨迹的切线方向，速度大小、方向都不断变化。(　 　)(3)做平抛运动的物体的速度方向与水平方向的夹角越来越大，若足够高，速度方向最终可能竖直向下。(　 　)
　(2023·漳州市高一期中)将一小球从空中以v0＝1.2 m/s的速度水平抛出，小球经过空中的A、B两个位置，如图所示。已知小球在A点的速度方向与水平方向的夹角为37°，在B点的速度方向与水平方向的夹角为53°，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力，则小球在A点的速度大小为_____ m/s，由A点运动至B点的时间为_____ s。
A点的竖直方向的分速度vAy＝v0tan 37°＝0.9 m/sB点的竖直方向的分速度vBy＝v0tan 53°＝1.6 m/s
1.做平抛运动的物体，以抛出点为原点，以初速度v0的方向为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立平面直角坐标系，如图。运动时间t后，其水平位移：x＝____竖直位移：y＝______
2.轨迹方程：y＝_______，平抛运动的轨迹是一条抛物线。
1.做平抛运动的物体在空中运动的时间由什么因素决定？
2.做平抛运动的物体水平位移大小由什么因素决定？
3.做平抛运动的物体落地时的速度大小由什么因素决定？
(1)平抛运动合位移的方向与合速度的方向一致。(　 　)(2)平抛运动合位移的大小等于物体的路程。(　 　)(3)做平抛运动的物体每秒内位移增量相等。(　 　)
　(2022·湖北卷改编)如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距离为d，A位置离水面的高度为 。训练员将小球向左水平抛出，入水点在B位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为θ。求tan θ的值。
由平抛运动的规律可知d＝v0t
　(多选)(2023·眉山市高一期中)极限运动员想驾驶摩托车以30 m/s的水平初速度做飞越河谷表演，河谷的尺寸如图所示，取重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力。下列关于摩托车能否越过该河谷的说法正确的是A.摩托车的运动可以看作平抛运动B.根据图中的尺寸，摩托车能够飞跃河谷C.根据图中的尺寸，摩托车不能飞跃河谷D.根据图中的尺寸，不能确定摩托车是否能飞跃河谷
摩托车只受重力作用且初速度水平，其运动可以看作平抛运动，故A正确；
　从某一高度处水平抛出一物体，它落地时速度是50 m/s，方向与水平方向成53°角斜向下。(不计空气阻力，g取10 m/s2，cs 53°＝0.6，sin 53°＝0.8)求：(1)抛出点的高度和水平射程；
答案　80 m　120 m
设落地时竖直方向的速度为vy，水平速度为v0，则有vy＝vsin 53°＝50×0.8 m/s＝40 m/sv0＝vcs 53°＝50×0.6 m/s＝30 m/s
(2)抛出后3 s末的速度；
设抛出后3 s末的速度为v3，则竖直方向的分速度vy3＝gt3＝10×3 m/s＝30 m/s
(3)抛出后3 s内的位移。
抛出后3 s内物体的水平位移x3＝v0t3＝30×3 m＝90 m竖直方向的位移
故物体在3 s内的位移
考点一　平抛运动的实验探究1.(2023·成都七中高一期中)某学习小组用图甲所示装置研究平抛运动在竖直方向的运动规律。实验操作是：使完全相同的小球A、B处于同一高度，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。
(1)小组同学们观察到的现象是：小球A、B_____(填“同时”或“不同时”)落地。多次改变图甲中实验装置的离地高度后，重复上述操作，均有相同的实验现象，同学们根据这些现象大胆猜想：平抛运动在竖直方向的分运动为_____________。若增大小锤敲击力度，则小球A、B______(填“同时”或“不同时”)落地。
用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开，球A、B同时落地。平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动。若增大小锤敲击力度，则小球A、B仍同时落地。
(2)为进一步验证猜想，该小组同学利用频闪相机得到了小球做平抛运动时的频闪照片如图乙，已知相机的闪光频率为f，结合比例尺测得小球在图中L、M、N三个位置时球心在竖直方向的间距分别为y1、y2，则可得到竖直方向的加速度a＝__________，经验证，此值与当地重力加速度在实验误差内接近相等，即可证明实验猜想。
考点二　平抛运动规律的应用2.(多选)“套圈”是老少皆宜的游戏。如图所示，某同学先后两次在A点把小环水平抛出，分别直接套中位于水平地面B、C两点处的目标物。不计空气阻力，下列说法正确的有A.两小环在空中的飞行时间相同B.两小环抛出时的初速度相同C.两小环落地时的末速度相同D.两小环在空中飞行过程中速度的变化量相同
根据Δv＝gΔt，由于两次飞行的加速度和时间都相同，则两小环在空中飞行过程中速度的变化量相同，故D正确。
3.(2023·成都外国语学校高一期中)如图所示，在竖直平面内，小球P悬挂在离地h高处，一玩具枪的枪口与小球等高且相距为L。当玩具子弹以水平速度v从枪口向小球射出时，小球恰好由静止释放，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是A.以小球为参考系，子弹在空中做平抛运动B.以子弹为参考系，小球在空中做匀速直线运动
竖直方向上小球和子弹均做自由落体运动，以小球为参考系，子弹在空中做匀速直线运动，同理，以子弹为参考系，小球在空中做匀速直线运动，故A错误，B正确；
4.(多选)a、b两个物体做平抛运动的轨迹如图所示，设它们从Q点抛出的初速度分别为va、vb，从抛出至碰到台上的时间分别为ta、tb，则A.va>vb B.vatb D.ta