2018-2019學(xué)年高考物理 主題一 曲線運(yùn)動(dòng)與萬有引力定律 第一章 拋體運(yùn)動(dòng) 1.1.3 課時(shí)1 平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律學(xué)案 教科版.doc

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課時(shí)1平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律學(xué)習(xí)目標(biāo)核心凝煉1.知道什么是平拋運(yùn)動(dòng)。1個(gè)概念平拋運(yùn)動(dòng)2個(gè)科學(xué)思維模型構(gòu)建：平拋運(yùn)動(dòng)；科學(xué)推理：平拋運(yùn)動(dòng)的分解1條規(guī)律平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律vxv0，xv0t，vygt，hgt22.理解平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。3.理解把平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)的研究過程和相關(guān)規(guī)律。4.會應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解決有關(guān)問題。一、平拋運(yùn)動(dòng)的定義及特點(diǎn)觀圖助學(xué)(1)在羽毛球比賽中，水平擊出的羽毛球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)能忽略空氣的阻力嗎？可以將羽毛球的運(yùn)動(dòng)認(rèn)為平拋運(yùn)動(dòng)嗎？(2)在鉛球比賽中，運(yùn)動(dòng)員斜向上將鉛球推出，與鉛球的重力相比空氣的阻力能忽略嗎？可以將鉛球的運(yùn)動(dòng)認(rèn)為平拋運(yùn)動(dòng)嗎？(3)某同學(xué)站在高處將大石塊水平扔出，可以將大石塊的運(yùn)動(dòng)認(rèn)為平拋運(yùn)動(dòng)嗎？理解概念判斷下列說法的正誤。(1)水平拋出的物體所做的運(yùn)動(dòng)就是平拋運(yùn)動(dòng)。()(2)平拋運(yùn)動(dòng)的速度變化僅在豎直方向上。()(3)平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，故物體受到的力的方向一定不斷變化。()(4)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體，速度和加速度都隨時(shí)間的增加而增大。()二、平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律觀圖助學(xué)(1)飛機(jī)投彈轟炸目標(biāo)。有的同學(xué)說：當(dāng)飛機(jī)飛到目標(biāo)的正上方時(shí)投彈，才能命中目標(biāo)。該同學(xué)說的對嗎？(2)一只松鼠攀在山崖的樹上，看到獵人對著它水平射出子彈的火光后，立即松手從樹上掉落。松鼠能逃離被擊中的厄運(yùn)嗎？答案(1)不對。當(dāng)飛機(jī)在離一定水平距離時(shí)投彈，才能命中目標(biāo)。(2)不能。因?yàn)樵谪Q直方向子彈與松鼠同時(shí)做自由落體運(yùn)動(dòng)，在相同時(shí)間內(nèi)下落的高度相同，子彈恰好擊中松鼠。平拋運(yùn)動(dòng)的速度與位移平拋運(yùn)動(dòng)的速度平拋運(yùn)動(dòng)的位移分解圖水平分運(yùn)動(dòng)vxv0xv0t豎直分運(yùn)動(dòng)vygtygt2合運(yùn)動(dòng)合速度大小：vt合位移大?。簊合速度方向：tan (是v與水平方向的夾角)合位移方向：tan (是s與水平方向的夾角)理解概念判斷下列說法的正誤。(1)平拋運(yùn)動(dòng)的初速度越大，下落得越快。()(2)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體下落時(shí)，速度與水平方向的夾角越來越大。()(3)如果下落時(shí)間足夠長，平拋運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向變?yōu)樨Q直方向。()(4)平拋運(yùn)動(dòng)的合位移的方向與合速度的方向一致。()平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的理解觀察探究如圖1所示，一人正練習(xí)投擲飛鏢(不計(jì)空氣阻力)，請思考：圖1(1)飛鏢在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加速度的大小和方向是怎樣的？(2)飛鏢的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，還是變加速運(yùn)動(dòng)？答案(1)加速度為重力加速度g，方向豎直向下。(2)勻變速運(yùn)動(dòng)。探究歸納平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)特點(diǎn)理解理想化特點(diǎn)平拋運(yùn)動(dòng)是一種理想化的運(yùn)動(dòng)模型，即把物體看成質(zhì)點(diǎn)，拋出后只考慮重力作用，忽略空氣阻力軌跡特點(diǎn)平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，軌跡是拋物線速度特點(diǎn)平拋運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向都不斷變化，故它是變速運(yùn)動(dòng)加速度特點(diǎn)加速度大小和方向都不變，始終等于重力加速度，所以平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)速度變化特點(diǎn)由vgt，任意兩個(gè)相等的時(shí)間間隔內(nèi)速度的變化量相同，方向豎直向下，試題案例例1 (多選)如圖2所示，在高空勻速飛行的轟炸機(jī)，每隔1 s投下一顆炸彈，若不計(jì)空氣阻力，則()圖2A.這些炸彈落地前排列在同一條豎直線上B.這些炸彈落地前排列在同一條拋物線上C.這些炸彈落地時(shí)速度大小方向都相同D.這些炸彈都落于地面上同一點(diǎn)【思路探究】(1)炸彈與飛機(jī)在水平方向是什么運(yùn)動(dòng)？同一時(shí)刻兩者的水平位置有什么特點(diǎn)？(2)炸彈在豎直方向是什么運(yùn)動(dòng)？解析這些炸彈是做平拋運(yùn)動(dòng)，速度的水平分量都一樣，與飛機(jī)速度相同。相同時(shí)間內(nèi)，水平方向上位移相同，所以這些炸彈排在同一條豎直線上，故A正確，B錯(cuò)誤；由于這些炸彈下落的高度相同，初速度也相同，這些炸彈落地時(shí)速度大小和方向都相同，故C正確；這些炸彈拋出時(shí)刻不同，落地時(shí)刻也不一樣，不可能落于地面上的同一點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。答案AC針對訓(xùn)練1 (多選)關(guān)于做平拋運(yùn)動(dòng)的物體，下列說法中正確的是()A.加速度隨時(shí)間逐漸增大B.加速度保持不變C.每秒內(nèi)速度增量相等D.每秒內(nèi)速率的變化相等解析做平拋運(yùn)動(dòng)的物體僅受到重力的作用，加速度為重力加速度g，加速度的大小和方向恒定，故A錯(cuò)誤，B正確；在t時(shí)間內(nèi)速度的改變量為vgt，因此可知每秒內(nèi)速度增量大小相等、方向相同，故C正確，D錯(cuò)誤。答案BC平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律觀察探究如圖3所示，小球以初速度v0水平拋出后，在空中做平拋運(yùn)動(dòng)。圖3(1)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線，為了便于研究，我們應(yīng)如何建立平面直角坐標(biāo)系？(2)小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由哪些因素決定？(3)小球在空中運(yùn)動(dòng)的水平位移由哪些因素決定？(4)小球落地速度的大小由哪些因素決定？答案(1)一般以初速度v0的方向?yàn)閤軸的正方向，豎直向下的方向?yàn)閥軸的正方向，以小球被拋出的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系。(2)在豎直方向有hgt2，所以小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由下落高度h決定。(3)在水平方向有xv0t，所以小球在空中運(yùn)動(dòng)的水平位移由初速度v0和下落高度h共同決定。(4)小球的合速度大小vt，所以小球落地速度由初速度v0和下落高度h共同決定。探究歸納平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(1)平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t，只由高度決定，與初速度無關(guān)(2)水平位移(射程)xv0tv0，由初速度和高度共同決定(3)落地速度vt，與水平方向的夾角為，tan ，落地速度由初速度和高度共同決定(4)運(yùn)動(dòng)位置t時(shí)刻的坐標(biāo)(v0t，gt2)(5)運(yùn)動(dòng)軌跡軌跡方程：yx2，所以做平拋運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線試題案例例2 (2018蚌埠二中高一下期中)(多選)如圖4所示，高為h1.25 m的平臺上覆蓋一層薄冰，現(xiàn)有一質(zhì)量為60 kg的滑雪愛好者以一定的初速度v向平臺邊緣滑去，著地時(shí)速度的方向與水平地面的夾角為45(取重力加速度g10 m/s2，不計(jì)空氣阻力)。由此可知下列各項(xiàng)中正確的是()圖4A.滑雪者在平臺上的速度大小是5.0 m/sB.滑雪者著地點(diǎn)到平臺邊緣的水平距離是2.5 mC.滑雪者在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為1 sD.著地時(shí)滑雪者的速度大小是5.0 m/s【思維導(dǎo)圖】解析由v2gh可得vy m/s5.0 m/s，著地時(shí)的速度方向與水平地面的夾角為45，所以著地時(shí)水平速度v0和豎直速度的大小vy相等，所以滑雪者在平臺上的速度大小vv0vy5.0 m/s，故A正確；由vygt得出滑雪者在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t0.5 s，故C錯(cuò)誤；滑雪者在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平距離為xv0t50.5 m2.5 m，故B正確；滑雪者著地的速度大小為vv5 m/s，故D錯(cuò)誤。答案AB研究平拋運(yùn)動(dòng)的一般思路(1)把平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)，是求解平拋運(yùn)動(dòng)的基本方法。(2)分別運(yùn)用兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律去求分速度、分位移等，再合成得到平拋運(yùn)動(dòng)的速度、位移等。針對訓(xùn)練2 (2018寧夏育才中學(xué)高一下期中)(多選)一物體做平拋運(yùn)動(dòng)，先后在兩個(gè)不同時(shí)刻的速度大小分別為v1和v2，時(shí)間間隔為t，重力加速度為g，那么()A.v1和v2的方向一定相同B.v1v2C.由v1到v2的速度變化量v的方向不一定豎直向下D.由v1到v2的速度變化量v的大小為gt解析平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，同一平拋運(yùn)動(dòng)中不同時(shí)刻速度的方向一定不相同，故A錯(cuò)誤；先后在兩個(gè)不同時(shí)刻的豎直方向的分速度大小vy2vy1gt，而水平分速度v0相同，所以v1v2，故B正確；t時(shí)間內(nèi)速度的變化量vgt，方向豎直向下，故C錯(cuò)誤，D正確。答案BD類平拋運(yùn)動(dòng)模型1.類平拋運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)物體所受的合外力為恒力，且與初速度的方向垂直。2.類平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)在初速度v0方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在合外力方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。加速度a。3.類平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法(1)常規(guī)分解法兩分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立，互不影響，且與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性。(2)特殊分解法：對于有些問題，可以過拋出點(diǎn)建立適當(dāng)?shù)钠矫嬷苯亲鴺?biāo)系，將加速度a分解為ax、ay，初速度v0分解為vx、vy，然后分別在x、y方向列方程求解?！踞槍毩?xí)】如圖5所示，傾角為的光滑斜面的長、寬分別為l1和l2，一物塊從斜面左上方頂點(diǎn)A處水平射入，而從右下方頂點(diǎn)B處離開斜面，試求：圖5(1)物塊離開斜面時(shí)所用時(shí)間為多少；(2)物塊剛射入斜面時(shí)的速度為多少。解析物塊在光滑斜面上受重力mg和支持力FN，物塊所受合力大小為F合mgsin ，方向沿斜面向下。由牛頓第二定律得，物塊沿斜面向下的加速度為agsin 由于物塊的初速度與a垂直，所以可將物塊的運(yùn)動(dòng)分解為水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿斜面向下的初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。水平方向上l1v0t沿斜面向下的方向上l2at2由式得t，v0l1。答案(1)(2)l11.(平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn))(多選)關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，以下說法正確的是()A.是變加速運(yùn)動(dòng)B.是勻變速運(yùn)動(dòng)C.是勻速率曲線運(yùn)動(dòng)D.不可能是兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)解析平拋運(yùn)動(dòng)是水平拋出且只受重力作用的運(yùn)動(dòng)，所以是加速度恒為g的勻變速運(yùn)動(dòng)，故A、C錯(cuò)誤，B正確；平拋運(yùn)動(dòng)可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)，故D正確。答案BD2.(平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律)從離地面h高處投出A、B、C三個(gè)小球，A球自由下落，B球以速度v水平拋出，C球以速度2v水平拋出，不計(jì)空氣阻力，它們落地時(shí)間tA、tB、tC的關(guān)系是()A.tAtBtBtCC.tAvBvC，tAtBtCB.vAvBvC，tAtBtCC.vAvBtBtCD.vAvBvC，tAtBtC解析根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，水平方向xv0t，豎直方向ygt2，由于xAxByByC，因此，平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間tAtBtC，平拋運(yùn)動(dòng)的初速度vAvBvC，故選項(xiàng)C正確。答案C5.(2018河南鄭州一中高一下期中)人在距地面高h(yuǎn)、離靶面距離L處，將質(zhì)量為m的飛鏢以速度v0水平投出，落在靶心正下方，如圖3所示。不考慮空氣阻力，只改變m、h、L、v0四個(gè)量中的一個(gè)，可使飛鏢投中靶心的是()圖3A.適當(dāng)減小v0 B.適當(dāng)減小hC.適當(dāng)減小m D.適當(dāng)減小L解析水平方向Lv0t，若只減小v0則運(yùn)動(dòng)時(shí)間增大；因豎直方向ygt2，則豎直分位移y增大，飛鏢在靶面落點(diǎn)更靠下，故A錯(cuò)誤；若只減小h，水平位移不變，初速度不變，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變，所以豎直分位移y不變，飛鏢在靶面落點(diǎn)更靠下，故B錯(cuò)誤；減小m對時(shí)間沒有影響，豎直分位移y不變，飛鏢在靶面落點(diǎn)不變，故C錯(cuò)誤；減小水平位移，時(shí)間減小，豎直分位移y減小，飛鏢在靶面落點(diǎn)向上移，可使飛鏢投中靶心，故D正確。答案D6.(2018吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一下期中)(多選)以初速度為v0做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在某時(shí)刻的水平分速度與豎直分速度大小相等，下列說法正確的是()A.該時(shí)刻物體的水平分位移與豎直分位移大小相等B.該時(shí)刻物體的速率等于v0C.物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為D.該時(shí)刻物體的合位移大小等于解析由vyv0gt得運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，故C正確；經(jīng)過時(shí)間t后，水平方向上的位移為xv0t，豎直方向上的位移為ygt2v0t，故A錯(cuò)誤；由于水平分速度與豎直分速度大小相等，所以該時(shí)刻物體的速率等于v0，故B正確；該時(shí)刻物體的合位移大小s，故D錯(cuò)誤。答案BC7.如圖4所示，從同一條豎直線上兩個(gè)不同點(diǎn)分別向右平拋兩個(gè)小球P和Q，初速度分別為v1、v2，結(jié)果它們同時(shí)落到水平面上的M點(diǎn)處(不考慮空氣阻力)。下列說法中正確的是()圖4A.一定是P先拋出的，并且v1v2B.一定是P先拋出的，并且v1v2解析兩小球被拋出后均做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，在豎直方向上有hgt2，解得小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，由圖可知小球P的下落高度h1大于小球Q的下落高度h2，因此兩球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間有t1t2，因兩球同時(shí)落地，所以小球P先拋出，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；在水平方向上有xvt，由圖可知x1x2，所以v1v2，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。答案B8.物體做平拋運(yùn)動(dòng)，在它落地前的1 s內(nèi)它的速度與水平方向夾角由30變成60，取g10 m/s2。求：(1)平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0的大小；(2)平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(3)平拋時(shí)的高度。解析(1)假定軌跡上A、B兩點(diǎn)是落地前1 s內(nèi)的始、終點(diǎn)，畫出軌跡圖，如圖所示。對A點(diǎn)：tan 30對B點(diǎn)：tan 60tt1 s由解得t0.5 s，v05 m/s。(2)平拋運(yùn)動(dòng)總時(shí)間tt1 s1.5 s。(3)平拋時(shí)的高度hgt211.25 m。答案(1)5 m/s(2)1.5 s(3)11.25 m等級性檢測9.如圖5所示，在水平路面上一運(yùn)動(dòng)員駕駛摩托車跨越壕溝，壕溝兩側(cè)的高度差為0.8 m，水平距離為8 m，則運(yùn)動(dòng)員跨過壕溝的初速度至少為(不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2)()圖5A.0.5 m/s B.2 m/sC.10 m/s D.20 m/s解析根據(jù)xv0t，ygt2，將已知數(shù)據(jù)代入可得v020 m/s，故D正確。答案D10.(2018湖北襄陽市四校高一下期中)(多選)在離地20 m高度的同一位置上，分別以v110 m/s和v220 m/s的水平速度同時(shí)向左右拋出A、B兩個(gè)小球，不計(jì)一切阻力，g10 m/s2。下列說法正確的是()A.B球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間長B.A球從拋出到落地的位移是20 mC.從拋出經(jīng) s時(shí)間A、B兩球速度方向相互垂直D.從拋出到落地兩球速度變化相同解析兩球在同一高度做平拋運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；A球從拋出到落地的水平位移是xv110 m20 m，則A球從拋出到落地的位移是s20 m，選項(xiàng)B正確；從拋出經(jīng) s，兩球的豎直速度分別為vyAvyBgt10 m/s；兩小球速度方向與水平方向夾角的正切tan ，tan ，因tan tan 1，可知A、B兩球速度方向相互垂直，選項(xiàng)C正確；根據(jù)vgt可知從拋出到落地兩球速度變化相同，選項(xiàng)D正確。答案BCD11.(2018山西省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一下期中)如圖6所示，斜面體ABC固定在地面上，小球p從A點(diǎn)靜止下滑，當(dāng)小球p開始下滑時(shí)，另一小球q從A點(diǎn)正上方的D點(diǎn)水平拋出，兩球同時(shí)到達(dá)斜面底端的B處。已知斜面AB光滑，長度l2.5 m，斜面傾角為30。不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2。求：圖6(1)小球p從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的時(shí)間；(2)小球q拋出時(shí)初速度的大小。解析(1)小球p從斜面上下滑的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律agsin 下滑所需時(shí)間為t1，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得lat由得t1代入數(shù)據(jù)得 t11 s(2)小球q運(yùn)動(dòng)為平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)拋出速度為v0，則xlcos 30v0t2依題意得t2t1由得v0 m/s。答案(1)1 s(2) m/s12.如圖7所示，水平地面上有一高h(yuǎn)4.2 m的豎直墻，現(xiàn)將一小球以v06.0 m/s的速度垂直于墻面水平拋出，已知拋出點(diǎn)與墻面的水平距離s3.6 m、離地面高H5.0 m，不計(jì)空氣阻力，不計(jì)墻的厚度，重力加速度g取10 m/s2。圖7(1)求小球碰墻點(diǎn)離地面的高度h1；(2)若仍將小球從原位置沿原方向拋出，為使小球能越過豎直墻，小球拋出時(shí)的初速度v的大小應(yīng)滿足什么條件？解析(1)小球在碰到墻前做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球碰墻前運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有水平方向上：sv0t豎直方向上：Hh1gt2由式聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)可得h13.2 m。(2)設(shè)小球以初速度v1拋出時(shí)，小球恰好沿墻的上沿越過墻，小球從拋出至運(yùn)動(dòng)到墻的上沿歷時(shí)t1，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有水平方向：sv1t1豎直方向：Hhgt由式聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)可得v19.0 m/s，所以小球越過墻要滿足：初速度v9.0 m/s。答案(1)3.2 m(2)初速度v9.0 m/s