第五章拋體運動知識清單-高一下學期物理人教版

拋體運動知識清單5.1曲線運動一、曲線運動分析1.定義：物體的是曲線的運動，稱為曲線運動。2.位移（1）定義：曲線運動的位移是指運動的物體從出發(fā)點到所研究位置的。它是。（2）位移計算：如圖所示，在x方向的分位移xA=，在y軸方向的分位移yA=。物體相對于坐標遠點的位移大小為；3.速度（1）定義：質(zhì)點在軌跡上某一點的瞬時速度，沿曲線在這一點的.（2）大小：如圖所示，物體沿曲線從A運動到B，割線段AB的長度XAB為位移的大小，平均速度曲線運動中速度的方向是不斷的。性質(zhì)：速度的方向是時刻變化的，因而曲線運動一定是運動。加速度不為零，合外力不為零。（5）分類：勻變速曲線運動（合力恒定）和變加速曲線運動（合力是變力）4.物體做曲線運動的條件（1）物體做曲線運動的條件：①運動學的角度：物體的加速度方向與它的速度方向同一條直線上②動力學的角度：物體所受合力的方向與它的速度方向同一條直線上。合力方向與軌跡的關(guān)系①無力不拐彎，拐彎必有力②軌跡總是向合力的方向彎曲③合力的方向總是指向曲線運動軌跡的凹側(cè)④曲線運動的軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間5.2運動的合成與分解蠟塊沿玻璃管勻速上升的速度為vy，玻璃管向右勻速移動的速度為vx。則蠟塊向右上方運動，那么，怎樣定量地研究蠟塊的運動呢？1．建立坐標系：蠟塊在豎直平面內(nèi)運動，則可以選擇平面直角坐標系。以蠟塊開始勻速運動的位置為，以水平向右的方向和豎直向上的方向分別為軸和軸方向，建立平面直角坐標系，如圖所示。2．蠟塊運動的軌跡：x為蠟塊與y軸的距離，y為蠟塊與x軸的距離，vx為蠟塊向右移動的速度，vy為蠟塊沿玻璃管上升的速度。在時刻t，蠟塊的位置可以用它的x、y兩個坐標表示x＝，y＝。消去t可得，由于vy/vx是常量，所以蠟塊的運動軌跡是。3．蠟塊運動的速度：蠟塊的速度v和vx、vy的關(guān)系可以由勾股定理確定大小關(guān)系，v＝，速度的方向，即速度矢量v與x軸正方向的夾角θ有tanθ＝。思：假如沒有以蠟塊開始運動時的位置作為坐標原點，對于蠟塊運動軌跡是直線的結(jié)論會不會發(fā)生改變？1．運動的合成與分解的概念：在蠟塊的實例中，蠟塊的向右上方的運動可以看成沿玻璃管向上的運動和水平向右的運動共同構(gòu)成。蠟塊沿玻璃管向上的運動和水平向右的運動都叫做。蠟塊的向右上方的運動叫做。由分運動求合運動的過程叫作，由合運動求分運動的過程叫作，運動的合成與分解遵循。2．合運動與分運動的特性：（1）等效性：各分運動的共同效果與合運動的效果相同。（2）等時性：各分運動與合運動同時發(fā)生、同時結(jié)束，時間相同。（3）獨立性：各分運動之間互不相干，彼此獨立，互不影響。（4）同體性：各分運動與合運動是同一物體的運動。正誤判斷（1）合運動的位移一定比分運動的位移大（）（2）合運動的速度一定比分運動的速度大（）（3）合運動的時間一定等于分運動的時間（）（4）兩個直線運動的合運動一定是直線運動（）（5）兩個勻速直線運動的合運動一定是勻速直線運動（）（6）一個勻速直線運動和一個勻加速直線運動不在同一直線上時，它們的合運動是曲線運動（）（7）兩個初速度為零的勻變速直線運動的合運動一定是勻變速直線運動（）（8）兩個初速度不為零的勻變速直線運動的合運動可能是曲線運動（）總結(jié)：合運動性質(zhì)的判斷方法：判斷兩個直線運動的合運動的性質(zhì)時，應先根據(jù)平行四邊形定則，求出合運動的合初速度v0和合加速度a，然后進行判斷：（1）判斷軌跡的曲直：若a與v0方向共線，則做運動；若a與v0方向不共線，則做運動。（2）判斷是否做勻變速運動：若a恒定，則物體做運動；若a變化，則物體做運動。船渡河的問題，可以看做由兩個運動合成。假如河水不流動而船在靜水中沿AB方向行駛，經(jīng)一段時間從A運動到B，假如船的發(fā)動機沒有開動，而河水流動，那么船經(jīng)過相同的一段時間將從A運動到A′，如果船在流動的河水中開動同時參與上述兩個運動，經(jīng)相同時間從A點運動到B′點，從A到B′的運動就是上述兩個分運動的合運動。學習目標一渡河時間問題問題：如圖所示，v船是船在靜水中的速度、v水是水流速度、v是船的實際速度即合速度；v船與河岸的夾角為θ，河的寬度為d，求：（1）船渡河的時間？（2）當θ為多大時，船渡河時間最短？知識生成：無論是v船>v水，還是v船<v水，當船在靜水中的航速v船與河岸的夾角θ=即v船與河岸時，渡河時間是最短的。應用探究：例1、一艘船的船頭始終正對河岸方向行駛，如圖所示。已知船在靜水中行駛的速度為v1，水流速度為v2，河寬為d。則下列說法正確的是()A．船渡河時間為eq\f(d,v2)B．船渡河時間為eq\f(d,\r(v12＋v22))C．船渡河過程被沖到下游的距離為eq\f(v2,v1)dD．船渡河過程被沖到下游的距離為eq\f(v2,\r(v12＋v22))d學習目標二最短位移問題問題1：若v水<v船，如圖所示，（1）當合速度v滿足什么條件時，船的航程最短，最短航程是多少？（2）航程最短時，θ角要滿足什么條件，渡河的時間為多少？（用d,v水,v船表示）問題2、若v水>v船，如圖所示，船在靜水中的航速v船與河岸的夾角θ滿足什么條件時，船的航程是最短的，最短的航程是多少（用d、v水、v船表示）知識生成：①若v水<v船，最短的位移為，船頭與上游河岸夾角滿足cosθ＝，如圖甲所示．②若v水>v船，如圖乙所示，從出發(fā)點A開始作矢量v水，再以v水末端為圓心，以v船的大小為半徑畫圓弧，自出發(fā)點A向圓弧作切線即為船位移最小時的合運動的方向．這時船頭與河岸夾角θ滿足cosθ＝，最短位移x短＝應用探究：例2、河寬d＝200m，水流速度v1＝3m/s，船在靜水中的速度v2＝5m/s。求：(1)欲使船渡河時間最短，船應怎樣渡河？最短時間是多少？船經(jīng)過的位移多大？(2)欲使船航行距離最短，船應怎樣渡河？渡河時間多長？5.3實驗：探究平拋運動的特點描繪平拋運動軌跡的幾種方案頻閃照相法:用頻閃照相機記錄物體在不同時刻的位置，將這些位置連起來就得到了平拋運動的軌跡。由于相鄰兩幀照片間的時間間隔相等，只要測出相鄰兩幀照片間的_______，就很容易判斷平拋運動在水平向上的運動特點。噴水法：讓持續(xù)穩(wěn)定的細水流水平噴出，在空中形成彎曲的細水柱，，它顯示了平拋運動的軌跡，設法將它描在紙上就能平拋運動的軌跡。描點法：讓小球每次都從斜槽上________由_________滾下，從斜槽末端_______拋出，用鉛筆描出小球經(jīng)過的位置，通過多次實驗，在豎直的背景方格紙上記錄小球所經(jīng)過的多個位置，連起來就得到小球做平拋運動的軌跡。判斷平拋運動的軌跡是否為拋物線公式法：①原理：若平拋運動的軌跡是拋物線，則當以拋出點為坐標原點建立直角坐標線后，軌跡上各點的坐標應滿足y=ax2的關(guān)系（a是一個特定常亮）②驗證方法：用刻度尺測量幾個點的坐標，分別代入y=ax2中求出常量a，看計算得到的a值在誤差允許的范圍內(nèi)是否是一個常數(shù)。圖像法：建立________坐標系，根據(jù)所測量的各個點的坐標分別計算出對應的y值和x2值，在坐標系中描點，連接各點看是否_________。探究思考探究平拋運動的規(guī)律探究平拋運動豎直分運動的規(guī)律①實驗：如圖甲所示，小鋼球A、B位于相同高度處，用小錘擊打彈性金屬片，金屬片收到小錘的擊打，向前推動小鋼球A，是小鋼球A具有水平初速度做平拋運動，同時松開小鋼球B，使B從孔中自由落下做自由落體運動。②現(xiàn)象：不管兩小鋼球距地面的高度多大，或者小錘擊打金屬片的力度多大，兩小鋼球每次都同時落地。③結(jié)論：平拋運動的豎直分運動是自由落體運動。探究平拋運動水平運動的規(guī)律①實驗：如圖乙所示，兩個相同的弧形軌道，上端分別為裝有電磁針，將兩個相同的小鋼球A、B分別吸在電磁針上，然后切斷電源，使小鋼球A、B以相同的初速度分別從圓弧軌道末端水平射出。②現(xiàn)象：只改變上面圓弧軌道的高度，發(fā)現(xiàn)兩小鋼球總是幾乎同時到達P處。③結(jié)論：平拋運動的水平分運動是勻速直線運動。在“探究平拋運動規(guī)律”的實驗中：(1)在做“研究平拋運動”的實驗時,讓小球多次沿同一軌道運動,通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡.為了能較準確地描繪運動軌跡,A.通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持______;B.每次釋放小球的位置必須______(“相同”或者“不同”)C.每次必須由_______釋放小球(“運動”或者“靜止”)D.小球運動時不應與木板上的白紙相接觸E.將球的位置記錄在紙上后,取下紙,將點連成______(“折線”或“直線”或“平滑曲線”)(2)某同學在做“研究平拋物體的運動”的實驗中,忘記了小球拋出點的位置O,如圖所示,A為物體運動一段時間后的位置.g取10m/s2,根據(jù)圖象,可知平拋物體的初速度為_________；小球拋出點的位置O的坐標為___________.5.4拋體運動的規(guī)律1、拋體運動：以一定的初速度將物體拋出，在可以忽略的情況下，物體只受的作用，這樣的運動叫拋體運動。如果拋體運動的初速度沿水平方向，這個運動叫做平拋運動。2、平拋運動的速度：任意t時刻的水平分速度，豎直分速度，合速度，方向與水平方向的夾角為，則3、平拋運動的位移：以物體離開手的位置為坐標原點，以為軸的正方向，的方向為軸的正方向，建立坐標系；物體水平方向不受力，分速度保持不變，水平坐標隨時間的變化規(guī)律是；物體在豎直方向的初速度是，受重力的作用，產(chǎn)生的加速度為，豎直方向的坐標隨時間的變化規(guī)律是4、斜拋運動：物體拋出時的初速度斜向下方或斜向上方，與水平方向的夾角為，受力情況與平拋運動完全相同，沿水平方向和豎直方向的初速度分別是。達標檢測一、單選題1．在高空中，某人將飛鏢正對前方不遠處的靶心沿水平方向擲出，且在擲出飛鏢的同時將靶自由釋放，忽略空氣阻力，下列判斷正確的是（

）A．飛鏢擊中靶心正上方 B．飛鏢擊中靶心正下方C．飛鏢正中靶心 D．條件不足，無法判斷2．一個做勻速直線運動的物體，從某時刻起受到一個與運動方向不在同一直線上的恒力作用。在此之后，關(guān)于物體運動的說法正確的是（）A．可能做勻速圓周運動B．運動速度大小一定不斷增大C．速度方向與該恒力方向的夾角一定逐漸變小D．在恒力作用下不可能做曲線運動3．一艘小船在靜水中的速度是，一條河寬60m，河水流速為，下列說法正確的是（

）A．小船在這條河中運動的最大速度是 B．小船在這條河中運動的最小速度是C．小船渡過這條河的最短時間是20s D．小船渡過這條河的最小距離是60m4．一小球從M運動到N，a、b、c、d是其運動軌跡上的四個點，某同學在圖上標出了小球經(jīng)過該點時的速度va、vb、vc、vd如圖所示,其中可能正確的是A．a(chǎn) B．b C．c D．d5．物塊B套在傾斜桿上，并用輕繩與物塊A相連，今使物塊B沿桿由點M勻速下滑到N點，運動中連接A、B的輕繩始終保持繃緊狀態(tài)，在下滑過程中，下列說法正確的是（）A．物塊A的速度先變大后變小B．繩上的拉力先大于物體A的重力，再小于物體A的重力C．物塊A先處于超重狀態(tài)再處于失重狀態(tài)D．物塊A始終處于超重狀態(tài)6．如圖所示，橫截面為直角三角形的兩個相同斜面如圖緊靠在一起，固定在水平面上，小球從左邊斜面的頂點以不同的初速度向右平拋出，最后落在斜面上。其中三個小球的落點分別是a、b、c，已知落點a最低，落點c最高。下列判斷正確的是（

）A．落點b、c比較，小球落在b點飛行時間最短B．落在c點的小球向右水平拋出初速度v0最小C．落在a、b兩點的小球飛行時間均與初速v0成正比D．落在a、b兩點的小球，b的瞬時速度方向與v0的夾角大一些7．在我國古代，人們曾經(jīng)用一種叫“唧筒”的裝置進行滅火，這種滅火裝置的特點是：筒是長筒，下開竅，以絮囊水桿，自竅唧水，既能汲水，又能排水。簡單來說，就是一種特制造水槍。設滅火時保持水噴出時的速率不變，則下列說法正確的是（）A．滅火時應將“唧筒”的軸線指向著火點B．想要使水達到更高的著火點，必須調(diào)大“唧筒”與水平面間的夾角（90°以內(nèi)）C．想要使水達到更遠的著火點，必須調(diào)小“唧筒”與水平面間的夾角（90°以內(nèi)）D．若將出水孔擴大一些，則推動把手的速度相比原來應適當慢一些二、多選題8．如圖所示為豎直黑板，下邊為黑板的水平槽，現(xiàn)有一三角板ABC，∠C＝30°.三角板上A處固定一大小不計的滑輪．現(xiàn)讓三角板豎直緊靠黑板，BC邊與黑板的水平槽重合，將一細線一端固定在黑板上與A等高的Q點，另一端系一粉筆頭(可視為質(zhì)點)．粉筆頭最初與C重合，且細線繃緊．現(xiàn)用一水平向左的力推動三角板向左移動，保證粉筆頭緊靠黑板的同時，緊靠三角板的AC邊，當三角板向左移動的過程中，粉筆頭會在黑板上留下一條印跡．關(guān)于此印跡，以下說法正確的是()A．若勻速推動三角板，印跡為一條直線B．若勻加速推動三角板，印跡為一條曲線C．若變加速推動三角板，印跡為一條曲線D．無論如何推動三角板，印跡均為直線，且印跡與AC邊成75°角9．如圖所示，質(zhì)量相等的A、B兩物體在同一水平線上，當以大小為的水平速度拋出A物體的同時，B物體開始以大小為的初速度豎直向下運動（空氣阻力忽略不計），曲線AC為A物體的運動軌跡，直線BD為B物體的運動軌跡，兩軌跡相交于O點，則下列說法中正確的是（）A．A、B兩個物體在O點相遇B．A、B兩個物體過O點時動能相同C．A、B兩個物體過O點時重力的功率不同D．A、B兩個物體從開始運動到O點的過程中速度的變化量相同10．如圖，一半徑為R的圓環(huán)固定于豎直平面內(nèi)，圓心為O?，F(xiàn)從圓環(huán)上距離圓心О豎直高度為0.5R的A點以水平初速度v0向右拋出一個小球，一段時間后，小球落在圓環(huán)上的B點（圖中未畫出）；當v0大小不同時，小球的落點B也不同。重力加速度為g，不計空氣阻力，小球可視為質(zhì)點。以下說法正確的是（）A．當時，小球可以經(jīng)過О點B．當時，A、B兩點位于一條直徑上C．當v0取不同值時，小球從A點運動到B點的時間不可能相同D．若B點在О點的正下方，小球從A到B的運動過程中速度變化量最大三、實驗題11．如圖所示是某種“研究平拋運動”的實驗裝置：（1）當a小球從斜槽末端水平飛出時與b小球離地面的高度均為，此瞬間電路斷開使電磁鐵釋放b小球，最終兩小球同時落地，改變大小，重復實驗，a、b仍同時落地，該實驗結(jié)果可表明()．A．兩小球落地速度的大小相同

B．兩小球在空中運動的時間相等C．a(chǎn)小球在豎直方向的分運動與b小球的運動相同D．a(chǎn)小球在水平方向的分運動是勻加速直線運動（2）利用該實驗裝置研究a小球平拋運動的速度，從斜槽同一位置釋放小球，實驗得到小球運動軌跡中的三個點，如圖乙所示，圖中為拋出點，B點在兩坐標線交點，坐標，，則a小球水平飛出時的初速度大小為m/s；平拋小球在B點處的瞬時速度的大小為m/s（g=10m/s2）（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。12．某學習小組探究平拋運動的特點。（1）采用如圖甲所示裝置探究平拋運動豎直分運動的特點。用小錘擊打彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，做平拋運動；同時B球被釋放，自由下落，做自由落體運動。實驗發(fā)現(xiàn)兩球同時落地。分別改變小球距地面的高度和小錘擊打的力度，多次重復實驗，發(fā)現(xiàn)兩球仍同時落地。根據(jù)該實驗現(xiàn)象，可以得出A球在豎直方向的分運動是。（2）探究平拋運動水平分運動的特點時，得到小球平拋運動的軌跡如