新教材物理粵教版課件131平拋運動

第三節(jié)平拋運動第1課時平拋運動必備知識·自主學(xué)習(xí)一、平拋運動【情境思考】

如圖,為飛機投彈的示意圖,圖中曲線是炮彈的運動軌跡。問題1:炮彈在水平方向的分運動是什么運動?問題2:炮彈在豎直方向的分運動是什么運動?提示:(1)炮彈在水平方向做勻速直線運動。(2)炮彈在豎直方向做自由落體運動。1.平拋運動:物體以一定的初速度沿_____方向拋出,僅在_____作用下所做的運動。2.平拋運動的分解:平拋運動在水平方向的分運動是_________運動,在豎直方向的分運動是_________運動。水平重力勻速直線自由落體二、平拋運動的規(guī)律1.平拋運動的位移:(1)水平方向:x=___。(2)豎直方向:y=____。(3)平拋運動的軌跡是一條_______。2.平拋運動的速度:(1)水平方向vx=__。(2)豎直方向vy=___。(3)合速度大小:v==________方向:tanθ=,其中θ為合速度與水平方向的夾角。v0t拋物線v0gt【易錯辨析】(1)平拋運動是一種變加速運動。 ()(2)平拋運動的加速度方向豎直向下,大小恒定不變。 ()(3)物體做平拋運動的時間由水平位移決定。 ()(4)物體做平拋運動時,初速度越大,在空中運動時間越長。 ()(5)物體做平拋運動時,在相等時間內(nèi)速度的變化量相等。 ()×√××√關(guān)鍵能力·合作學(xué)習(xí)知識點一平拋運動的規(guī)律1.平拋運動的特點:項目物理特性理想化特點物理上提出的平拋運動是一種理想化的模型,即把物體看成質(zhì)點,拋出后只考慮重力作用,忽略空氣阻力速度平拋運動的速度大小和方向都不斷改變,故它是變速運動加速度平拋運動的加速度為自由落體加速度,恒定不變,故它是勻變速曲線運動速度變化做平拋運動的物體任意相等時間內(nèi)速度變化量相等,均為Δv=gΔt,方向豎直向下2.平拋運動的規(guī)律及處理方法:提醒:研究平拋運動通常采用“化曲為直”的思想,即將平拋運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動?！締栴}探究】由靜止釋放后的小球?qū)淖雷拥倪吘壯厮椒较蝻w出,開始做平拋運動。討論:(1)做平拋運動的小球的受力特點是什么?提示:只受重力。(2)為了研究方便,我們可以將平拋運動轉(zhuǎn)化為哪兩個方向的直線運動?提示:可以轉(zhuǎn)化為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。【典例示范】

【典例】如圖,一條小河兩岸的高度差是h,河寬是高度差的4倍,一輛摩托車(可看作質(zhì)點)以v0=20m/s的水平速度向河對岸飛出,恰好越過小河。若g取10m/s2,求:(1)摩托車在空中的飛行時間;(2)小河的寬度?！窘馕觥?1)設(shè)河寬為x,運動時間為t,由平拋運動的規(guī)律得:豎直方向上:h=gt2水平方向上:x=v0t且:x=4h聯(lián)立以上幾式解得:t==1s。(2)小河的寬度為:x=v0t=20×1m=20m。答案:(1)1s(2)20m【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.(母題追問)【典例】中摩托車的落地速度是多大?【解析】豎直方向上:vy=gt=10×1m/s=10m/s,故摩托車的落地速度:v==10m/s。答案:10m/s2.(2020·陽江高一檢測)如圖所示,射擊槍水平放置,射擊槍與目標(biāo)靶中心位于離地面足夠高的同一水平線上,槍口與目標(biāo)靶之間的距離x=100m,子彈射出的水平速度v=200m/s,子彈從槍口射出的瞬間目標(biāo)靶由靜止開始釋放,不計空氣阻力,取重力加速度g為10m/s2,問:

(1)從子彈由槍口射出開始計時,經(jīng)多長時間子彈擊中目標(biāo)靶?(2)目標(biāo)靶由靜止開始釋放到被子彈擊中,下落的距離h為多少?【解析】(1)子彈做平拋運動,它在水平方向的分運動是勻速直線運動,設(shè)子彈經(jīng)時間t擊中目標(biāo)靶,則有t=s=0.5s。(2)目標(biāo)靶做自由落體運動,則有h=gt22m=1.25m。答案:(1)0.5s

(2)1.25m【規(guī)律方法】平拋運動時間的求解方法:(1)利用水平位移或豎直位移求解時間:根據(jù)水平方向x=v0t或豎直方向y=gt2可求解時間。(2)利用豎直分速度可求解時間:先求出豎直分速度,再根據(jù)vy=gt可求解時間。(3)利用Δy=gT2可求解時間。知識點二平拋與斜面問題1.常見的有兩類問題:(1)物體從斜面上某一點拋出以后又重新落到斜面上,此時平拋運動物體的合位移方向與水平方向的夾角等于斜面的傾角。(2)做平拋運動的物體垂直打在斜面上,此時物體的合速度方向與斜面垂直。2.基本求解思路:題干信息實例處理方法或思路速度方向垂直打在斜面上的平拋運動(1)畫速度分解圖,確定速度與豎直方向的夾角(2)根據(jù)水平方向和豎直方向的運動規(guī)律分析vx、vy(3)根據(jù)tanθ=列方程求解位移方向從斜面上水平拋出后又落在斜面上的平拋運動(1)確定位移與水平方向的夾角θ,畫位移分解圖(2)根據(jù)水平方向和豎直方向的運動規(guī)律分析x、y(3)根據(jù)tanθ=列方程求解【問題探究】兩個小球A和B以不同的水平初速度拋出后落到斜面上同一位置。

(1)兩小球在落點的速度方向是否相同?提示:兩小球在落點的速度方向相同。(2)小球在運動過程中,距斜面最遠(yuǎn)時的條件?提示:當(dāng)小球的合速度方向與斜面平行時,小球距斜面最遠(yuǎn)?！镜淅咳鐖D,小球以15m/s的水平初速度①向一傾角為37°的斜面拋出,飛行一段時間后,恰好垂直撞在斜面上②。取g=10m/s2,tan37°=,求:

(1)小球在空中的飛行時間;(2)拋出點距落點的高度③。【典例示范】【審題關(guān)鍵】序號解題依據(jù)信息提?、倨綊佭\動的規(guī)律平拋運動②速度的合成與分解速度與豎直方向夾角為37°③h=gt2豎直方向自由落體運動【解析】對小球撞在斜面上時的速度進行分解,如圖:由幾何關(guān)系知β=90°-37°=53°。(1)由圖得tanβ=得飛行時間t=tanβ=2s。(2)高度h=gt2=×10×22m=20m。答案:(1)2s(2)20m【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.如圖,物體從斜面上某點以速度v0水平拋出,一段時間后落回到斜面上;若拋出速度改為,落到斜面上時變化量為原來一半的物理量是 ()A.豎直方向的速度B.豎直方向的位移C.水平方向的位移D.豎直方向速度與水平方向速度的比值【解析】選A。由平拋運動規(guī)律,x=v0t,y=gt2,設(shè)斜面傾角為θ,由幾何關(guān)系可知tanθ=,得t=可知,拋出時的速度變?yōu)楹?時間變?yōu)樵瓉淼囊话?由vy=gt可知,豎直方向的速度變?yōu)樵瓉淼囊话?故A正確;由h=gt2和x=v0t可知,豎直位移和水平位移都為原來的,故B、C錯誤;第一次豎直方向速度和水平方向速度的比值為;第二次豎直方向和水平方向速度的比值為,因此不變,D錯誤。2.如圖,跳臺滑雪時,運動員踏著專用滑雪板,不帶雪杖在助滑路上(未畫出)獲得一速度后水平飛出,在空中飛行一段距離后著陸,這項運動非常驚險。設(shè)一位運動員由斜坡頂端A點沿水平方向飛出的速度v0=20m/s,落點在斜坡上的B點,斜坡傾角θ取37°,斜坡可以看成一斜面,不計空氣阻力。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)運動員在空中飛行的時間;(2)A、B間的距離。【解析】(1)運動員由A點到B點做平拋運動,水平方向的位移x=v0t,豎直方向的位移y=gt2,又=tan37°,聯(lián)立以上三式得運動員在空中的飛行時間t==3s。(2)由題意知sin37°=得A、B間的距離s==75m。答案:(1)3s(2)75m【拓展例題】考查內(nèi)容:平拋與相遇問題【典例示范】(多選)某次比賽中,球員甲接隊友的一個傳球,在網(wǎng)前L=3.60m處起跳,在離地面高H=3.20m處將球以v0=12m/s的速度正對球網(wǎng)水平擊出,對方球員乙剛好在進攻路線的網(wǎng)前,她可利用身體任何部位進行攔網(wǎng)阻擊。假設(shè)球員乙的直立高度和起跳攔網(wǎng)高度分別為h1=2.50m和h2=2.95m,g取10m/s2。下列情景中,球員乙可能攔網(wǎng)成功的是 ()A.乙在網(wǎng)前直立不動B.乙在甲擊球時同時起跳離地C.乙在甲擊球后0.18s起跳離地D.乙在甲擊球前0.3s起跳離地【解析】選B、C。若乙在網(wǎng)前直立不動,則排球到達乙的位置的時間t==0.3s,排球下落的高度為Δh=gt22m=0.45m<(3.2-2.5)m=0.7m則不能攔網(wǎng)成功,選項A錯誤;因為乙在空中上升的時間為t1==0.3s。乙在甲擊球時同時起跳離地,在球到達乙位置時,球員乙剛好到達最高點,因2.95m>3.2m-0.45m=2.75m,則可以攔住,故B正確;結(jié)合選項B的分析,乙在甲擊球后0.18s起跳離地,初速度為v=gt1=10×0.3m/s=3m/s,上升時間t′=0.12s時球到達乙位置,上升的高度為h′=vt′-gt′2=0.288m,2.50m+0.288m=2.788m>2.75m,可以攔網(wǎng)成功,故C正確;乙在甲擊球前0.3s起跳離地,因為乙在空中的運動時間為0.6s;則當(dāng)排球到達球網(wǎng)位置時,乙已經(jīng)落地,則不能攔網(wǎng)成功,選項D錯誤。拋體運動速度位移規(guī)律應(yīng)用斜面結(jié)合【生活情境】程老師和他7歲的兒子在逛街的過程中,發(fā)現(xiàn)了“套圈游戲”,程老師試了一次,套中一個距離起點水平距離為2m的熊大的雕像,他兒子看了,也心癢癢,想把距離起點水平距離相等的光頭強雕像也套中,假設(shè)他們套圈的時候圈的運動是平拋運動,程老師拋圈的速度為2m/s。情境·模型·素養(yǎng)探究:他兒子想要將雕像套中,應(yīng)該怎么辦?【解析】根據(jù)平拋運動的規(guī)律可知,豎直方向h=gt2,水平方向的位移x=vt=;由于程老師拋圈的速度為2m/s能夠套中,他兒子的身高要低于他,想要套中必須增加水平速度。答案:見解析【生產(chǎn)情境】某同學(xué)在學(xué)習(xí)了平拋運動后,想估測一水管截面為圓形的農(nóng)用水泵的流量Q(m3/s),如圖所示,假定水柱離開管口后做平拋運動,他手頭只有米尺。探究:(1)說明該同學(xué)需直接測量的物理量。(2)寫出用這些物理量表示流量的表達式?！窘馕觥?1)因為流量Q=vS,通過平拋運動的規(guī)律求出初速度v,根據(jù)直徑求出橫截面積S,所以需要測量的物理量為管口內(nèi)徑D,水的水平射程s,管口離地面的高度h(2)根據(jù)h=gt2得,t=,則初速度v=管口的橫截面積S=,則流量Q=vS=答案:(1)見解析(2)Q=

課堂檢測·素養(yǎng)達標(biāo)1.(2020·中山高一檢測)對于做平拋運動的物體,以下說法正確的是 ()A.拋出速度越大,飛行的時間越長B.拋出點位置越高,飛行的時間越長C.拋出點位置越高,飛行的水平距離越大D.拋出速度越大,飛行的水平距離越大【解析】選B。由平拋運動規(guī)律可知,h=gt2,x=v0t,解得飛行時間t=,所以拋出點位置越高,飛行時間越長,A錯誤,B正確;飛行的水平距離x=v0,可知飛行的水平距離由拋出速度和拋出高度共同決定,C、D錯誤。2.(2020·濟寧高一檢測)如圖,某公園有噴水裝置,若水從小魚模型口中水平噴出,忽略空氣阻力及水之間的相互作用,則 ()A.噴水口高度一定,噴水速度越大,水從噴出到落入池中的時間越長B.噴水口高度一定,噴水速度越大,水從噴出到落入池中的時間越短C.噴水口高度一定,噴水速度越大,水噴得越遠(yuǎn)D.噴水口高度一定,噴水速度越大,水噴得越近【解析】選C。據(jù)題可將水的運動看作平拋運動,豎直方向做自由落體運動,水平方向做勻速直線運動,則豎直方向有:h=gt2,t=,可知水從噴出到落入池中的時間由噴水口高度決定,與噴水速度無關(guān),所以噴水口高度一定,運動時間一定,故A、B錯誤;水平方向有:x=v0t=v0,則知噴水口高度一定,噴水速度越大,水噴得越遠(yuǎn),故C正確,D錯誤。3.(多選)(2020·江蘇高考)如圖所示,小球A、B分別從2l和l的高度水平拋出后落地,上述過程中A、B的水平位移分別為l和2l。忽略空氣阻力,則 ()和B的位移大小相等的運動時間是B的2倍的初速度是B的的末速度比B的大【解析】選A、D。位移為初位置到末位置的有向線段,由題圖可得sA=

,sB=