第五章第一節(jié) 5.2 平拋運(yùn)動(dòng)

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1、5.2 平拋運(yùn)動(dòng) 一、【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.知道拋體運(yùn)動(dòng)的概念，特點(diǎn)及型，掌握平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，理解其性質(zhì)，知道處理平拋運(yùn)動(dòng)的思路，會(huì)解決平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。 2.通過(guò)對(duì)平拋規(guī)律的探究，體會(huì)運(yùn)動(dòng)的合成與分解在研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的應(yīng)用。 二、【重點(diǎn)難點(diǎn)】 1.平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，即物體（質(zhì)點(diǎn)）的位移，速度如何隨時(shí)間變化。 2.平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的處理思路和方法。 三、【課前預(yù)習(xí)】 1.根據(jù)牛頓第二定律和公式，可推導(dǎo)出平拋運(yùn)動(dòng)的水平分位移和豎直分位移隨時(shí)間變化的規(guī)律 。 2.根據(jù)牛頓第二定律和公式，可推導(dǎo)出平拋運(yùn)動(dòng)的水平速度和豎直速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。 3.斜拋運(yùn)動(dòng)的水平方

2、向分運(yùn)動(dòng)是 。 4.研究平拋運(yùn)動(dòng)的位置隨時(shí)間變化的規(guī)律時(shí)，應(yīng)該建立一個(gè)坐標(biāo)原點(diǎn)在 坐標(biāo)系。 5.由平拋運(yùn)動(dòng)的水平坐標(biāo)和豎直坐標(biāo)隨時(shí)間的變化規(guī)律導(dǎo)出平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡為 。 四、【課堂導(dǎo)學(xué)】 一、平拋物體的位置 1.研究的方法和分析思路 （1）坐標(biāo)系的建立：以拋出點(diǎn)為 ，以水平拋出的方向?yàn)? 軸的方向，以豎直向下的方向?yàn)? 軸的正方向。 （2）水平方向上的受力情況及運(yùn)動(dòng)情況：由于小球在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程只受 作用，小球在水平方向不受力的作用，故水平方向沒(méi)有 ，水平方向的分速度v0保

3、持不變。 （3）豎直方向上的受力情況及運(yùn)動(dòng)情況：在豎直方向，根據(jù)牛頓第二定律，小球在重力的作用下產(chǎn)生的加速度為 ，而在豎直方向上的初速度為 。 2.位置的確定 （1）水平坐標(biāo)：由于水平方向的分速度保持v0不變，運(yùn)動(dòng)中小球的水平坐標(biāo)隨時(shí)間變化的規(guī)律是x= 。 （2）豎直坐標(biāo)：小球在豎直方向產(chǎn)生的加速度為 ，豎直方向初速度為 ，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的規(guī)律，小球在豎直方向的坐標(biāo)隨時(shí)間變化的規(guī)律是y= 。 二、平拋物體的速度 1.水平速度vx 初速度為v0的平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向受力為零，故在時(shí)刻t的水平分

4、速度vx= 。 2.豎直分速度 平拋運(yùn)動(dòng)的豎直初速度為 ，豎直方向只受重力，根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度為重力加速度 ，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知，豎直分速度vy= 。 三、平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡 1.平拋小球水平方向坐標(biāo)為x=v0t，豎直方向坐標(biāo)為，聯(lián)立這兩個(gè)式子消去t，可得到平拋物體的軌跡方程：y= 。式中 、 都是與x、y無(wú)關(guān)的常量，這正是初中數(shù)學(xué)中的 函數(shù)的圖象，是一條 線。即平拋物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條 線。 2.進(jìn)一步的拓展—斜拋運(yùn)動(dòng) （1）斜上拋運(yùn)動(dòng)的受力情況：在水平方向上不

5、受力，加速度是 ；在豎直方向只受 ，加速度大小為 。 （2）斜上拋物體的初速度為v0，與水平方向間的夾角為θ，則此速度沿水平方向的分量vx= ， vy= 。 （3）求解斜上拋運(yùn)動(dòng)的方法：水平方向?yàn)? 運(yùn)動(dòng)；豎直方向?yàn)槌跛俣葹? 的勻 速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a= 。 3.合速度 （1）大小：若知vx和vy的值，按照數(shù)學(xué)上的 定理，可求得t時(shí)刻平拋運(yùn)動(dòng)速度大小vt= 。 （2）方向：根據(jù)vx和vy的值，按照三角函數(shù)知識(shí)，可求得t時(shí)刻瞬時(shí)速度的方向跟水平方向夾角θ的正切

6、值tanθ= 。 典例1在490m的高空，以240m/s的速度水平飛行的轟炸機(jī)追擊一魚(yú)雷艇，該艇正以25m/s的速度與飛機(jī)同方向行駛。飛機(jī)應(yīng)在魚(yú)雷后面多遠(yuǎn)處投下炸彈，才能擊中該艇？（g取9.8m/s2） 遷移應(yīng)用1一個(gè)物體以速度v水平拋出，不計(jì)空氣阻力，經(jīng)過(guò)時(shí)間t擊中豎直墻壁，求這段時(shí)間內(nèi)物體通過(guò)的位移大小和擊中墻壁時(shí)的速度方向。 典例2以9.8m/s的水平初速度拋出的物體，飛行一段時(shí)間后，垂直地撞在傾角θ=30的斜面上，則物體飛行的時(shí)間是多少？（g取9.8m/s2） 遷移應(yīng)用2一個(gè)物體以速度v水平拋出，不計(jì)空氣阻力，落地時(shí)速度方向與水平地

7、面的夾角為θ，求平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和拋出時(shí)的高度。 五、【本課小結(jié)】 在解決平拋運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題時(shí)，將平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，時(shí)間相同是兩分運(yùn)動(dòng)聯(lián)系的橋梁。 六、【課堂反饋】 （一）課堂練習(xí) 1.從理論上對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的分析，下列說(shuō)法正確的是（ ） A.拋體運(yùn)動(dòng)的物體只受到重力的作用，故質(zhì)量不同的物體做拋體運(yùn)動(dòng)的加速度不一樣 B.拋體運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向所受外力為零，故在水平方向沒(méi)有加速度 C.同一個(gè)物體做斜拋運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況不一樣，所以軌跡不一樣 D.不同物體做拋體運(yùn)動(dòng)時(shí)的合力可能不同，但它們做拋體運(yùn)功的加速度一樣 2

8、.對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)，由下列條件可以確定物體初速度的是（ ） A.已知水平位移 B.已知下落高度 C.已知落地速度、下落高度 D.已知全程位移的大小和方向 3.關(guān)于拋體運(yùn)動(dòng)的軌跡，正確的是（ ） A.拋體運(yùn)動(dòng)的軌跡都是拋物線 B.拋體運(yùn)動(dòng)的軌跡都是反比例曲線 C.平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡都是拋物線 D.平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡都是反比例曲線 4.一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從距地面高度為h處以初速度v0水平拋出，不計(jì)空氣阻力，物體在空中運(yùn)動(dòng)的水平位移是由下列哪個(gè)選項(xiàng)中的物理量決定的（ ） A.質(zhì)量m和初速度v0

9、 B. 初速度v0和高度h C. 質(zhì)量m 和高度h D. 高度h 5.如圖5-7所示，將小球從坐標(biāo)原點(diǎn)沿水平軸ox拋出，經(jīng)一段時(shí)間到達(dá)P點(diǎn)，其坐標(biāo)為（x0,y0）。作小球軌跡在P點(diǎn)的切線并反向延長(zhǎng)與ox軸相交于Q點(diǎn)，則Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)為（ ） A.x0/5 B.3x0/10 C. x0/2 D. 3x0/4 6.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)被水平拋出，不計(jì)空氣阻力，要想擊中B點(diǎn)（已知A、B之間的距離為L(zhǎng)，AB連線與水平方向的夾角為θ），由此可求得（ ） A.由A到B的時(shí)間為 B.由A到B的

10、運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 C. 由A到B的時(shí)間為 D.由于初速度未知，以上結(jié)論都不對(duì) 7.以初速度v0水平拋出一物體，當(dāng)其豎直分位移與水平分位移相等時(shí)，此物體的（ ） A.豎直分速度等于水平分速度 B.瞬時(shí)速度為 C.運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 D.運(yùn)動(dòng)的位移是 8.槍管AB對(duì)準(zhǔn)小球C，A、B、C在同一水平線上，已知BC=100m。當(dāng)子彈射出槍口B時(shí)，C球自由落下。若小球C落下20m時(shí)被擊中，則子彈離開(kāi)槍口時(shí)的速度為（g取10m/s2）（ ） A.20m/s B.30m/s C.40m/s D.50m/s 9.一架飛機(jī)以150m

11、/s的速度在高空某一水平面上做勻速直線飛行。相隔1s先后從飛機(jī)上落下M、N兩物體。不計(jì)空氣阻力，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中它們的位置關(guān)系是（ ） A.M在N前150m B.M在N后150m C.M在N正下方，保持4.9m的距離 D.M在N正下方距離隨時(shí)間增大 10.火車以1m/s2的加速度在平直軌道上加速行駛，車廂中一乘客把手伸到窗外，從距地面2.5m高處自由釋放一物體，若不計(jì)空氣阻力，則物體落地時(shí)與乘客的水平距離為（g取10m/s2）（ ） A.0 B.0.5m C.0.25m D

12、.0.75m （二）高考鏈接 11.如圖5-8所示，是一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照片的一部分，其中A、B、C是小球不同時(shí)刻在照片上的位置，圖中背景方格的邊長(zhǎng)為5cm，如果g取10m/s2，則小球初速度為多少？ 12.如圖5-9所示，一高度為h=0.2m的水平面在A點(diǎn)處與一傾角為θ=30的斜面連接，一小球以v0=5m/s的速度在平面上向右運(yùn)動(dòng)。求小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到地面所需的時(shí)間（平面與斜面均光滑，g取10m/s2）。某同學(xué)對(duì)此題的解法為：小球沿斜面運(yùn)動(dòng)，則，由此可求得落地的時(shí)間t。 問(wèn)：你同意上述解法嗎？若同意，求出所需的時(shí)間；若不同意，則說(shuō)明理由并求出你認(rèn)為正確的結(jié)果。

13、 13.在距地面高度為1500m處，有一架飛機(jī)以v0=360km/h的速度水平勻速飛行，已知投下的小物體在離開(kāi)飛機(jī)后做平拋運(yùn)動(dòng)，小物體做平拋運(yùn)動(dòng)10s后降落傘自動(dòng)張開(kāi)即做勻速運(yùn)動(dòng)。為了將這個(gè)小物體投到地面某處，應(yīng)該在距該處水平距離多遠(yuǎn)的地方開(kāi)始投下？（g取10m/s2） 七、【課后作業(yè)】 1．(2011哈師大附中高一檢測(cè))在水平方向勻加速行駛的火車中，一位乘客將一個(gè)小球相對(duì)火車向后水平拋出，不計(jì)空氣阻力，地面上觀察者看這個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是圖中的( ) 2．如圖所示，在光滑的水平面上有小球A以初速度v0向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)刻一個(gè)小孩在A球正上方以v0的速度將B球平拋

14、出去，最后落于C點(diǎn)，則(　　) A．小球A先到達(dá)C點(diǎn)　　　 B．小球B先到達(dá)C點(diǎn) C．兩球同時(shí)到達(dá)C點(diǎn) D．不能確定 3．物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，描述物體在豎直方向的分速度vy(取向下為正)隨時(shí)間變化的圖象是圖中的( 　) 4．某同學(xué)對(duì)著墻壁練習(xí)打網(wǎng)球，假定球在墻面上以25m/s的速度沿水平方向反彈，落地點(diǎn)到墻面的距離在10m至15m之間．忽略空氣阻力，取重力加速度g＝10m/s2.則球在墻面上反彈點(diǎn)的高度范圍是(　　) A．0.8m至1.8m B．0.8m至1.6m C．1.0m至1.6m

15、D．1.0m至1.8m 5．決定平拋運(yùn)動(dòng)物體飛行時(shí)間的因素是( ) A．初速度 B．拋出時(shí)的高度 C．拋出時(shí)的高度和初速度 D．以上均不對(duì) 6．關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A．平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線，所以平拋運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng) B．平拋運(yùn)動(dòng)是一種勻變速曲線運(yùn)動(dòng) C．平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程x僅由初速度v0決定，v0越大，x越大 D．平拋運(yùn)動(dòng)的落地時(shí)間t由初速度v0決定，v0越大，t越大 7.斜向上方拋出一物體，在物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，物體的速度(　　) A．為零

16、 B．不為零，方向豎直向上 C．不為零，方向豎直向下 D．不為零，方向沿水平方向 8．以速度v0水平拋出一物體，當(dāng)其豎直分位移與水平分位移相等時(shí)，此物體的( ) A．豎直分速度等于水平分速度 B．瞬時(shí)速度為 C．運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 D．發(fā)生的位移為 9．空中懸掛一串五彩圓環(huán)，圓環(huán)面垂直于紙面，一支玩具手槍的槍管與綠環(huán)的圓心在同一條直線上，管口與綠環(huán)的距離為L(zhǎng)，綠環(huán)的圓心離地面的高度為H，現(xiàn)使手槍射出一顆子彈，同時(shí)自由釋放這串五彩圓環(huán)，子彈可能擊中(如圖所示)(　　) A．紅環(huán)　　　B．藍(lán)環(huán)　　　C．黃環(huán)　　　D．

17、綠環(huán) 10．一物體被水平拋出后ts，2ts，3ts內(nèi)豎直下降的距離之比為 ，通過(guò)的水平距離之比為 。 11．在一次“飛車過(guò)黃河”的表演中，汽車在空中飛經(jīng)最高點(diǎn)后在對(duì)岸著地．已知汽車從最高點(diǎn)至著地點(diǎn)經(jīng)歷時(shí)間約0.8s，兩點(diǎn)間的水平距離約為30m，忽略空氣阻力，則最高點(diǎn)與著地點(diǎn)間的高度差約為 m. 12．以初速度v＝10m/s水平拋出一個(gè)物體，取g＝10m/s2，1s后物體的速度與水平方向的夾角為 ，2s后物體在豎直方向的位移為 m 13．如圖所示，飛機(jī)距離地面高H=500 m，水平飛行速度為v1=100 m/s，追擊一輛速度為v2=20 m/s同向行駛的汽車，欲使投彈擊中汽車，飛機(jī)應(yīng)在距汽車水平距離多遠(yuǎn)處投彈？（g=10 m/s2）