第1章 第4節(jié)　平拋運(yùn)動(dòng)

1、.第四節(jié)平拋運(yùn)動(dòng)學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.知道平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，并能用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)分析運(yùn)動(dòng)軌跡2掌握平拋運(yùn)動(dòng)的一般處理方法：沿程度方向和豎直方向進(jìn)展分解難點(diǎn)3學(xué)會(huì)利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律解答有關(guān)問(wèn)題重點(diǎn)、難點(diǎn)4會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究平拋運(yùn)動(dòng). 平 拋 運(yùn) 動(dòng)1平拋運(yùn)動(dòng)的定義將物體用一定的初速度沿程度方向拋出，僅在重力作用下物體所做的運(yùn)動(dòng)2平拋運(yùn)動(dòng)的條件1只受重力作用；2有程度方向的初速度3平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)由于平拋運(yùn)動(dòng)的加速度恒為重力加速度g，且速度方向與加速度方向不共線，所以平拋運(yùn)動(dòng)是一種勻變速曲線運(yùn)動(dòng)4運(yùn)動(dòng)軌跡軌跡是拋物線1平拋運(yùn)動(dòng)可分解為程度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)2平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，

2、故物體受到的力的方向一定不斷變化×3平拋運(yùn)動(dòng)物體的速度、加速度都隨時(shí)間增大×體育運(yùn)動(dòng)中投擲的鏈球、鉛球、鐵餅、標(biāo)槍等如圖1­4­1所示，都可以看做是拋體運(yùn)動(dòng)嗎？都可以看成是平拋運(yùn)動(dòng)嗎？鏈球鉛球鐵餅標(biāo)槍圖1­4­1【提示】鏈球、鉛球、鐵餅、標(biāo)槍等，假設(shè)被拋出后所受空氣阻力可忽略不計(jì)，可以看成是拋體運(yùn)動(dòng)它們的初速度不一定沿程度方向，所以它們不一定是平拋運(yùn)動(dòng)如圖1­4­2所示，一人正練習(xí)投擲飛鏢，請(qǐng)考慮：圖1­4­2討論1：飛鏢投出后，其加速度的大小和方向是怎樣的？【提示】忽略空氣阻力，飛鏢投出后只受

3、重力作用，故加速度大小為g，方向豎直向下討論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)？【提示】是勻變速運(yùn)動(dòng)1平拋運(yùn)動(dòng)的三個(gè)特點(diǎn)特 點(diǎn)說(shuō)明理想化特點(diǎn)平拋運(yùn)動(dòng)是一種理想化的模型，即把物體看作質(zhì)點(diǎn)，拋出后物體只受重力作用勻變速特點(diǎn)平拋運(yùn)動(dòng)的加速度是恒定的重力加速度，加速度大小和方向不變，因此，速度均勻變化，是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)速度變化特點(diǎn)速度變化量為vg·t，加速度g恒定不變，那么任意相等的時(shí)間間隔內(nèi)的速度變化一樣，方向豎直向下2.探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的兩種常用的方法1比照實(shí)驗(yàn)法實(shí)驗(yàn)裝置如圖1­4­3所示圖1­4­3研究程度方向上的分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)把兩個(gè)小鐵珠

4、分別吸在電磁鐵C、D上，切斷電源，使兩個(gè)小鐵珠以一樣的初速度分別從軌道A、B同時(shí)射出同步改變電磁鐵C、D與軌道出口程度線之間的高度，屢次重復(fù)以上步驟我們看到兩個(gè)小鐵珠每次都發(fā)生相碰，因此可以得出兩個(gè)小鐵珠在程度方向上的運(yùn)動(dòng)一樣的結(jié)論，即平拋運(yùn)動(dòng)在程度方向上的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng). 研究豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)把兩個(gè)小鐵珠分別吸在電磁鐵C、E上，切斷電磁鐵C的電源，使一只小鐵珠從軌道A射出，并在射出時(shí)通過(guò)碰撞開(kāi)關(guān)S使電磁鐵E斷電，釋放吸著的小鐵珠讓電磁鐵E從N向M挪動(dòng)，調(diào)整它的位置，屢次重復(fù)以上步驟我們看到兩個(gè)小鐵珠每次都發(fā)生相碰，因此可以得出兩個(gè)小鐵珠在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)一樣的結(jié)論，即平拋運(yùn)動(dòng)在

5、豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng). 2軌跡研究法描出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，建立起程度、豎直的直角坐標(biāo)系，通過(guò)對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的研究，找出平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律例如，假定物體在程度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，確定運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等的一些點(diǎn)的坐標(biāo)，研究物體在豎直方向運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間的變化關(guān)系，確定豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖1­4­4所示，在平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的程度坐標(biāo)軸x上，從原點(diǎn)O開(kāi)場(chǎng)向右取幾個(gè)間隔 相等的點(diǎn)a、b、c，再在軌跡上找到它們的對(duì)應(yīng)點(diǎn)A、B、C，那么物體從其中一個(gè)位置運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)位置所用時(shí)間都是相等的圖1­4­4過(guò)A、B、C作程度線與y軸分別交于a、b、c，那么這些點(diǎn)間的間隔 就是每

6、經(jīng)過(guò)相等時(shí)間，物體在豎直方向的位移測(cè)量Oa、ab、bc的長(zhǎng)度，探究在豎直方向上是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)1關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A平拋運(yùn)動(dòng)是非勻變速運(yùn)動(dòng)B平拋運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)C平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D平拋運(yùn)動(dòng)的物體落地時(shí)的速度一定是豎直向下的【解析】做平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用，產(chǎn)生恒定的加速度，是勻變速運(yùn)動(dòng)，其初速度與合外力垂直不共線，是曲線運(yùn)動(dòng)，故平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)誤，C正確；平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為程度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，故落地時(shí)的速度是程度方向的分速度和豎直方向的分速度的合速度，其方向一定與豎直方向或程度方向有一定的夾角，D錯(cuò)誤【答案】C2一架飛

7、機(jī)程度勻速飛行，飛機(jī)上每隔1 s釋放一個(gè)鐵球，先后共釋放4個(gè)，假設(shè)不計(jì)空氣阻力，那么落地前四個(gè)鐵球在空中的排列情況是【解析】鐵球釋放后做平拋運(yùn)動(dòng)，程度方向鐵球速度和飛機(jī)都一樣，豎直方向相對(duì)飛機(jī)做自由落體運(yùn)動(dòng)，位移越來(lái)越大，故B正確【答案】B3蹲在樹(shù)枝上的一只松鼠看到一個(gè)獵人正在用槍程度對(duì)準(zhǔn)它，就在子彈出槍口時(shí)，松鼠開(kāi)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，下述各種運(yùn)動(dòng)方式中，松鼠能逃脫被擊中厄運(yùn)的是設(shè)樹(shù)枝足夠高圖1­4­5A自由落下B豎直上跳C迎著槍口，沿AB方向程度跳離樹(shù)枝D背著槍口，沿AC方向程度跳離樹(shù)枝【解析】因?yàn)樽訌椬銎綊佭\(yùn)動(dòng)，其豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以松鼠只有豎直上跳才不會(huì)被擊中，應(yīng)選B.【

8、答案】B平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的理解1做平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用，由牛頓第二定律可知，其加速度恒為g，所以是勻變速運(yùn)動(dòng)2重力與速度不在一條直線上，物體做曲線運(yùn)動(dòng)所以平拋運(yùn)動(dòng)是加速度為g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，其軌跡為一條拋物線平 拋 運(yùn) 動(dòng) 的 規(guī) 律1平拋運(yùn)動(dòng)的分解1程度方向：不受外力，以初速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)速度vxv0.位移xv0t.2豎直方向：只受重力作用，由靜止開(kāi)場(chǎng)下落，是自由落體運(yùn)動(dòng)速度：vygt，位移：ygt2.2速度和位移平拋運(yùn)動(dòng)的合速度v.位移s.1假如下落時(shí)間足夠長(zhǎng)，平拋運(yùn)動(dòng)物體的速度方向可以變?yōu)樨Q直方向×2在同一地區(qū)的同一高度，所有做平拋運(yùn)動(dòng)的物體的加速度都一樣

9、3平拋運(yùn)動(dòng)在某時(shí)刻的位移與程度方向的夾角等于此時(shí)速度與程度方向的夾角×物體做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖1­4­6所示，請(qǐng)考慮以下問(wèn)題：圖1­4­6討論1：分析曲線運(yùn)動(dòng)的根本思路和方法是什么？如何對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)展研究？【提示】可以采用“化曲為直的方法，即將曲線運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng)討論2：平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、程度位移和落地速度由哪些因素決定？ 【提示】運(yùn)動(dòng)時(shí)間由高度決定，程度位移由初速度和高度兩個(gè)因素決定，落地速度由初速度和高度兩個(gè)因素決定1平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律如圖1­4­7所示，以拋出點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，程度方向?yàn)閤軸正方向與初速度v0方向一

10、樣，以豎直方向?yàn)閥軸正方向向下，經(jīng)時(shí)間t做平拋運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)到達(dá)P位置，速度為v.圖1­4­71平拋運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)與位移位置坐標(biāo)位移大小l位移方向tan ，其中為位移與x軸的夾角2平拋運(yùn)動(dòng)的速度程度分速度vxv0豎直分速度vygt合速度大小v合速度方向tan ，其中為合速度與程度方向的夾角3平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡由xv0t與ygt2可得yx2.因此，平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線2平拋運(yùn)動(dòng)的重要推論1做平拋運(yùn)動(dòng)的物體的落地速度為v，即落地速度也只與初速度v0和下落高度h有關(guān)2平拋物體的運(yùn)動(dòng)中，任意兩個(gè)時(shí)刻的速度變化量vg·t，方向恒為豎直向下，其v0、v、vt三個(gè)速度矢量構(gòu)成的三

11、角形一定是直角三角形，如圖1­4­8所示圖1­4­83平拋運(yùn)動(dòng)的速度偏角與位移偏角的關(guān)系兩偏角關(guān)系：tan 2tan .由于tan 2tan ，v的反向延長(zhǎng)線與x軸的交點(diǎn)為程度位移的中點(diǎn)4平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)，在連續(xù)相等的時(shí)間t內(nèi)位移之比為13572n1，且相鄰的后一個(gè)t比前一個(gè)t內(nèi)多下落ygt2，而程度方向在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)位移相等4在平坦的壘球運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上，擊球手揮動(dòng)球棒將壘球程度擊出、壘球飛行一段時(shí)間后落地假設(shè)不計(jì)空氣阻力，那么A壘球落地時(shí)瞬時(shí)速度的大小僅由初速度決定B壘球落地時(shí)瞬時(shí)速度的方向僅由擊球點(diǎn)離地面的高度決定C壘球在空中運(yùn)動(dòng)的程度

12、位移僅由初速度決定D壘球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間僅由擊球點(diǎn)離地面的高度決定【解析】由hgt2得t，壘球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間僅由擊球點(diǎn)離地面的高度決定，D正確；程度位移sv0t，由初速度和落地時(shí)間共同決定，C錯(cuò)誤；壘球落地速度的大小v，落地的方向tan ，均由初速度和擊球點(diǎn)離地面的高度共同決定，故A、B均錯(cuò)誤【答案】D5如圖1­4­9所示，一物體自傾角為的固定斜面頂端沿程度方向拋出后落在斜面上物體與斜面接觸時(shí)速度與程度方向的夾角滿足圖1­4­9Atan sin Btan cos Ctan tan Dtan 2tan 【解析】由平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)可得：對(duì)速度分解有tan ，對(duì)位移分解有tan ，所以有：tan 2 tan .【答案】D6摩托車跨越表演是一項(xiàng)驚險(xiǎn)刺激的運(yùn)動(dòng)，受到許多極限運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者的喜歡假設(shè)在一次跨越河流的表演中，摩托車分開(kāi)平臺(tái)時(shí)的速度為24 m/s，成功落到對(duì)面的平臺(tái)上，測(cè)得兩岸平臺(tái)高度差為5 m，如圖1­4&#