必修21.4平拋物體的運動

必修二第一章拋體運動§1.4平拋物體的運動§1.4平拋物體的運動v0G一.什么是平拋運動1.定義：將物體用一定的初速度沿水平方向拋出，僅在重力作用下物體所做的運動叫做平拋運動。2.運動特征：①初速度——v0≠0且沿水平方向②合外力——F合=G（理想化模型）

請仔細觀察和分析圖中的平拋現(xiàn)象，試運用已學過的知識解釋這些現(xiàn)象。能否由此總結(jié)出平拋運動的特點？將結(jié)果與同一小組的同學討論與交流后，寫在下面的空格內(nèi)?！居懻撆c交流】（書P14）⑴我觀察到的現(xiàn)象是___________；⑵平拋運動物體的受力是______，方向是__________，它的加速度是_____________。⑶平拋運動的特點是__________________。物體沿水平方向拋出后運動軌跡是拋物線。物體運動過程中所受合力F合與速度v不共線。解釋是_________________________________________重力豎直向下重力加速度具有水平初速度且只受重力作用的勻變速曲線運動?！?.4平拋物體的運動v0G一.什么是平拋運動1.定義：將物體用一定的初速度沿水平方向拋出，僅在重力作用下物體所做的運動叫做平拋運動。3.平拋運動的性質(zhì)：具有水平初速度且只受重力作用的勻變速曲線運動。2.運動特征：①初速度——v0≠0且沿水平方向②合外力——F合=G（理想化模型）拋體運動豎拋平拋斜拋豎直下拋豎直上拋v0Gv0GG※☆請判斷正誤：所有拋體運動均屬勻變速運動?！潭?平拋運動的分解（一）初步的觀察研究

在一塊豎直放置的背景板上固定兩個弧形軌道A、B，用于發(fā)射小鐵珠。從軌道A射出的小鐵珠做平拋運動，從軌道B射出的小鐵珠做勻速直線運動。（書P14）此外，板上還裝有三個電磁鐵C、D、E，其中電磁鐵C、D可分別沿軌道A、B移動，但每次移動后，均能保證電磁鐵C、D分別離軌道A、B出口A出口處有一個碰撞開關(guān)，用以控制電磁鐵E的電源的通斷。水平線的高度相等。在軌道保持相同水平初速電磁鐵E可以沿水平桿MN移動，當它吸上小鐵珠時，該小鐵珠的中心與從軌道A射出的小鐵珠的中心在同一條水平線上。等高下落同時下落1.研究水平方向上的分運動的性質(zhì)。⑴把兩個小鐵珠分別吸在電磁鐵C、D上，切斷電源，使兩個小鐵珠以相同的初速度分別從軌道A、B射出。⑵同步改變電磁鐵C、D與軌道出口水平線之間的高度，多次重復以上步驟。觀察到的實驗現(xiàn)象：__________________。兩個小鐵珠總會發(fā)生相遇初步判斷是：__________。

兩小鐵珠在水平方向上的運動情況完全相同，平拋運動在水平方向的分運動是勻速直線運動。證據(jù)是：_____________。

兩小鐵珠到達斜面底端時有相同的水平初速度，且在相同時間內(nèi)做平拋運動的小鐵珠在水平方向的位移和做勻速直線運動的小鐵珠的水平方向位移相等。2.研究豎直方向上的分運動的性質(zhì)。⑴把兩個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，并在射出時碰撞開關(guān)S，使電磁鐵E斷電釋放它吸著的小鐵珠。⑵讓電磁鐵E從N向M移動，調(diào)整它的位置，多次重復以上步驟。觀察到的實驗現(xiàn)象：__________________。兩個小鐵珠總會發(fā)生相遇初步判斷是：__________。

兩小鐵珠在豎直方向上的運動情況完全相同，平拋運動在豎直方向的分運動是自由落體運動。證據(jù)是：_____________。

做平拋運動的小鐵珠在豎直方向初速度為零且只受重力作用。（二）更精確的實驗研究（書P16）∴兩個球在豎直方向上經(jīng)過相等時間，落到相同的距離，即平拋運動的豎直分運動是自由落體運動。豎直方向——兩球豎直方向初速度相同下落時間t相同，加速度相同由運動學公式均遵守自由落體運動規(guī)律下落高度y相同水平方向——∴平拋運動的水平分運動是勻速直線運動。如圖，平拋小球在相等時間t內(nèi)前進相同的水平距離x，∴平拋的水平分運動遵守勻速直線運動規(guī)律即水平速度v0=x/t不變。二.平拋運動的分解（三）理論的分析與論證水平方向——v0v1Gv2GG

據(jù)牛頓第一定律，做平拋運動的物體在水平方向不受力，物體由于慣性而做勻速直線運動。豎直方向——

據(jù)牛頓第二定律，做平拋運動的物體在豎直方向僅受重力作用，且豎直方向初速為零，物體做自由落體運動。

綜上所述，平拋運動在水平方向上的分運動是勻速直線運動；在豎直方向上的分運動是自由落體運動?！?.4平拋物體的運動三.平拋運動的規(guī)律§1.4平拋物體的運動建立坐標系——以拋出點為坐標原點；水平拋出的方向為x軸的正方向；豎直向下的方向為y軸正方向。1.分運動OxyAxysvxvyvθα2.合運動①合速度θ為v向與正x軸夾角②合位移α為s向與正x軸夾角BOxyAxysvxvyvθαB三.平拋運動的規(guī)律§1.4平拋物體的運動3.軌跡方程消去時間t，得由4.平拋運動的幾個推論⑴運動時間∴運動時間t僅由下落高度y決定，與初速v0無關(guān)。⑵落地水平距離∴落地水平距離x僅與初速v0及下落高度y有關(guān)，與其它無關(guān)。⑶落地速度v僅由v0與y決定,與其它無關(guān).（拋物線方程）【討論與交流】（書P17）在豎直方向∵yA=yB，∴tA=tB在水平方向AByvAvB

答：做平拋運動的物體落地時間是由其拋出高度決定的，拋出的水平距離是由物體的水平初速度與運動時間的乘積決定的。兩石子的拋出高度相同，因此它們的落地時間相同。兩石子拋出時的水平初速度不相同，運動時間相同，因此拋出的水平距離不相同。1.同一高度以不同的速度同時水平拋出的兩個質(zhì)量不同的石子,落地的時間是否相同？拋出的水平距離是否相同？∵vA<vB且t相同，∴xA<xB分析：A、B兩球作平拋運動.2.某人用弓箭水平射向一個靶子，如圖所示，設弓箭在水平射出的瞬間，靶子從靜止開始自由下落，弓箭能射中靶子嗎？為什么？【討論與交流】（書P17）

答：弓箭水平射出,做平拋運動,因此弓箭在豎直方向做自由落體運動.靶子也是做自由落體運動.因此,在豎直方向上弓箭和靶子始終在一條水平線上.所以,如果弓箭射出時的高度足夠高,使弓箭和靶子能在未落地之前相遇,則弓箭就射在了靶子上;高度不足,弓箭和靶子在落地時仍未相遇,則弓箭就不能射在靶子上.如果弓箭射出時的1.根據(jù)本節(jié)的知識，只用卷尺就可以測出玩具手槍子彈射出時的速度。請你設計這個實驗，說明實驗原理以及需要測定的數(shù)據(jù)，然后實際操作，測出玩具手槍子彈射出時的速度。【實踐與拓展】（書P17）實驗原理：使用玩具手槍射出子彈時,讓子彈水平射出,則子彈做平拋運動.

需測定的數(shù)據(jù)：子彈出射時與地面之間的高度y，子彈飛行的水平距離x。子彈射出時的初速度：做平拋運動的物體,在水平方向做勻速直線運動,在豎直方向做自由落體運動.

因此,只要知道子彈射出時的高度,由自由落體運動規(guī)律就可以算出子彈在空中運動的時間.

再知道子彈射出的水平距離,由勻速直線運動規(guī)律就可算出子彈出射時的速度.yx2.學了本節(jié)的知識，你就可以對本章開始提出的“一架水平飛行的運輸機，怎樣把救援物資投向指定地點”問題作出回答了。假如飛機在高出地面490m的高度以40m/s的速度水平飛行。為了使投下的物資落在指定地點，飛機應該在與指定地點的水平距離多遠的地方進行投放（不計空氣的阻力）？請先做出定性的推理，然后再做出定量的計算?！緦嵺`與拓展】（書P17）答：飛機應在到達指定地點之前400m投放救援物資。解：飛機投出的救援物資作平拋運動，設在空中運動時間為t，初速度v=40m/s，平拋高度y=490m，在豎直方向，在水平方向，得y=490mv=40m/sx=?

練(書P17/1).如圖所示，一位投飛鏢的人想投中靶子的中心，可他瞄準時卻對準靶中心的上方，這是為什么？

答：若飛鏢對準靶中心投出去，只在重力的作用下做平拋運動，飛鏢同時參與在水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體運動。經(jīng)過一段時間后，飛鏢在豎直方向向下會移動一段距離，所以為投上靶子中心，在瞄準時必須瞄在中心的正上方。C

練(書P18/2).如圖是平拋物體落地時速度的合成圖，從拋出到落地這一過程中物體速度改變量的大小△v等于__________。vxvyv由（平拋運動豎直方向）vy練(書P18/3).決定一個平拋運動的總時間的因素是A.拋出時的初速度B.拋出時的豎直高度C.拋出時的豎直高度和初速度D.以上均不正確B平拋運動豎直方向∴運動時間t僅由下落高度y決定，與初速v0無關(guān)。

練(書P18/4).滑雪運動員以20m/s的水平速度從一山坡飛出，問經(jīng)過多長時間又落到斜坡上。已知斜坡與水平面成45°角落，取g=10m/s2。xy450AB解：滑雪運動可視為