优化方案高中物理 第五章 曲线运动 第二节 平抛运动学案 新人教版必修2.doc

第二节平抛运动 学习目标1.理解平抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动，知道其轨迹是抛物线2.掌握平抛运动的处理方法及其运动规律3.了解斜抛运动的处理方法学生用书p11一、抛体运动(阅读教材p8)1抛体运动：以一定的速度将物体抛出，物体只在重力作用下的运动2平抛运动：将物体以一定的速度沿水平方向抛出，物体只在重力作用下的运动拓展延伸(解疑难)1抛体运动的加速度恒为g.2物体沿竖直方向抛出，做匀变速直线运动；沿其他方向抛出，做匀变速曲线运动1.(1)做抛体运动的物体只受重力，所以加速度保持不变()(2)只有沿竖直方向抛出的物体，才做匀变速运动()(3)水平抛出的物体，做变加速曲线运动()提示：(1)(2)(3)二、平抛运动的速度(阅读教材p8p10)1水平方向：vxv0.2竖直方向：vygt.3合速度大小：v.4合速度方向：tan (表示合速度与水平方向之间的夹角)拓展延伸(解疑难)平抛运动速度的变化规律1任意时刻的速度水平分量均等于初速度v0.2任意相等时间间隔t内的速度变化量vgt相同，方向恒为竖直向下，且v0、v和vt这三个速度矢量构成的三角形一定是直角三角形，如图所示2.(1)平抛运动的初速度越大，物体下落的越快()(2)做平抛运动的物体，下落时间越长速度越大()(3)做平抛运动的物体下落时，速度与水平方向的夹角越来越大()(4)如果下落时间足够长，平抛运动物体的速度方向将变为竖直方向()提示：(1)(2)(3)(4)三、平抛运动的位移(阅读教材p10p11)1水平位移：xv0t.2竖直位移：ygt2.3合位移大小：l .4合位移方向：tan (表示合位移与水平方向之间的夹角)拓展延伸(解疑难)平抛运动位移的变化规律1任意相等时间间隔内，水平位移不变，即xv0t.2连续相等的时间间隔t内，竖直方向上的位移差不变，即yg(t)2.3.对于平抛运动，判断下列说法的正误：(1)不论抛出位置多高，抛出速度越大，水平位移一定越大()(2)不论抛出速度多大，抛出位置越高，飞得一定越远()(3)合位移的大小取决于初速度和运动时间()提示：(1)(2)(3)四、一般的抛体运动(阅读教材p11p12)1斜抛运动：初速度沿斜向上方或斜向下方的抛体运动2斜抛运动的性质：斜抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的加速度为g的匀变速直线运动的合运动拓展延伸(解疑难)斜抛运动的研究方法斜抛运动可以看成是水平方向速度为vcos 的匀速直线运动和竖直方向初速度为vsin 的竖直上抛运动或竖直下抛运动的合运动可以先分别研究两个分运动，必要时再运用运动的合成方法研究合运动4.(1)斜抛运动和平抛运动在水平方向上都是匀速直线运动()(2)斜抛运动和平抛运动在竖直方向上都是自由落体运动()(3)斜抛运动和平抛运动的加速度相同()提示：(1)(2)(3)平抛运动的研究方法和运动规律学生用书p12 1研究方法：采用运动分解的方法，将平抛运动分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向上的匀速直线运动2平抛运动的规律：速度位移水平分运动水平速度vxv0水平位移xv0t竖直分运动竖直速度vygt竖直位移ygt2合运动大小：v方向：与水平方向夹角为，tan 大小：s方向：与水平方向夹角为，tan 图示(自选例题，启迪思维)(2015万州高一检测)跳台滑雪是勇敢者的运动，运动员在专用滑雪板上，不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆，这项运动极为壮观设一位运动员由a点沿水平方向跃起，到山坡b点着陆，如图所示测得a、b间距离l40 m，山坡倾角30，山坡可以看成一个斜面试计算：(1)运动员飞出后他在空中从a到b飞行的时间；(2)运动员在a点的飞出速度大小(不计空气阻力，g取10 m/s2)思路探究(1)运动员从a点平抛至b点，从几何关系来看，水平位移为_；竖直位移为_(2)求运动员飞行时间应利用_方向上的运动规律；求运动员在a点的飞出速度应利用_方向上的运动规律解析(1)运动员做平抛运动，其位移为l，将位移分解，其竖直方向上的位移lsin gt2所以t s2 s.(2)水平方向上的位移lcos v0t故运动员在a点的飞出速度v010 m/s.答案(1)2 s(2)10 m/s(2015德州高一检测)一个物体从某一确定的高度以初速度v0水平抛出，已知它落地时的速度大小为v，那么它的运动时间是()a.b.c. d.思路探究(1)物体速度变化量能否用vv0表示？(2)落地时的竖直速度为vy_.解析可依据速度的分解求取竖直方向上的落地速度，从而据竖直方向上的自由落体运动规律求运动时间因为vygt，又vy，故t，故选项d正确答案d一架飞机以200 m/s的速度在高空沿水平方向做匀速直线运动，每隔1 s先后从飞机上自由释放a、b、c三个物体，若不计空气阻力，则()a在运动过程中a在b前200 m，b在c前200 mba、b、c在空中排列成一条抛物线ca、b、c在空中排列成一条竖直线d落地后a、b、c在地上排列成水平线且间距相等解析刚从飞机上落下的每一个物体都具有跟飞机一样的水平初速度，因此它们在空中排列成一条竖直线，故a、b错误，c正确因不计空气阻力，物体在水平方向上的速度均为200 m/s且落地间隔为1 s，故落在地面上排列成水平线且间距均为200 m，故d正确答案cd名师点评求解平抛运动的思路(1)若已知分运动求合运动，应先分别计算两个分运动的物理量，再由平行四边形定则求解合运动(2)若已知条件中涉及合运动的物理量，应先对该量进行分解，然后再对每个分运动进行求解平抛运动的四个推论学生用书p13 1平抛运动的时间：由ygt2得t，可知做平抛运动的物体在空中运动的时间只与下落的高度有关，与初速度的大小无关2平抛运动的水平位移：由xv0tv0知，做平抛运动的物体的水平位移由初速度v0和下落的高度y共同决定3落地速度：v，即落地速度由初速度v0和下落的高度y共同决定4.速度方向的特点：如图所示，从o点抛出的物体经时间t到达p点，速度的反向延长线交ob于a点则obv0tabgt2gt2v0t.可见abob，所以a为ob的中点(自选例题，启迪思维)人在距地面高h、离靶面距离l处，将质量为m的飞镖以速度v0水平投出，落在靶心正下方，如图所示只改变h、l、m、v0四个量中的一个，可使飞镖投中靶心的是()a适当减小v0b适当提高hc适当减小m d适当减小l解析若不计空气阻力，飞镖做平抛运动，水平方向上：lv0t，竖直方向上：y，解得：y，若让飞镖打在靶心，则y应该减小，即增大v0，或减小人和靶面间的距离l，v0、l不变时，也可以增大飞镖投出的高度h，a错误，b、d正确；由y可知y与m无关，c错误答案bd如图所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的p点若不计空气阻力，则下列关系式正确的是()atatb，vatb，vavbctatb，vavb dtavb解析由hgt2知，t，故tatb，又xv0t，x相同，所以vavb，选项a正确答案a甲、乙两球位于同一竖直直线上的不同位置，甲比乙高h，如图所示，将甲、乙两球分别以v1、v2的速度沿同一水平方向抛出，不计空气阻力，下列条件中有可能使乙球击中甲球的是()a同时抛出，且v1v2c甲早抛出，且v1v2 d甲早抛出，且v1t乙，故甲应早抛出，由v知，v1v2时，12b当v1v2时，1ha，xaxbxc，则d正确，c错误5(选做题)一水平抛出的小球落在一倾角为的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为()atan b2tan c. d.解析：选d.如图所示，设小球抛出时的初速度为v0，则vxv0vyv0cot vygtxv0ty解得：，选项d正确课时作业一、选择题1.如图所示，在光滑的水平面上有一小球a以初速度v0运动，同时刻在它的正上方有一小球b也以初速度v0被水平抛出，并落于c点，则()a小球a先到达c点b小球b先到达c点c两球同时到达c点 d不能确定解析：选c.平抛的小球和地面上的小球在水平方向上均做速度为v0的匀速直线运动，因此一定同时到达c点，c正确2如图所示，空中悬挂一串五彩圆环，圆环面垂直于屏面，一支玩具手枪的枪管与绿环的圆心在同一条直线上，管口与绿环的距离为l，绿环的圆心离地面的高度为h，现使手枪射出一颗子弹，同时自由释放这串五彩圆环，子弹可能击中()a红环 b蓝环c黄环 d绿环解析：选d.子弹从枪管射出后做平抛运动，同时五彩圆环自由下落，子弹与五彩圆环在竖直方向上的运动状态相同，又因为子弹与绿环的圆心在同一直线上，以绿环为参照物看子弹是沿直线飞来的，故能击中绿环3.(多选)在警匪片中经常出现追缉镜头，如图所示，一名警察追缉逃犯时，准备跑过一个屋顶，他水平地跳跃离开屋顶，并落在另一栋建筑物的屋顶上如果他在屋顶跑动的最大速度是4.5 m/s，下列关于他能否安全跳过去的说法中正确的是(g取10 m/s2)()a他安全跳过去是可能的b他安全跳过去是不可能的c如果要安全跳过去，他在屋顶水平跳跃速度应大于6.2 m/sd如果要安全跳过去，他在屋顶水平跳跃速度应小于4.5 m/s解析：选bc.警察水平地跳跃离开屋顶，可视为平抛运动竖直方向上，由hgt2可得t1 s，故水平方向上xv0t4.5 m，所以他不能安全跳过去，选项a错误，选项b正确因为两栋房屋的水平间距为6.2 m，由xv0t得，如果要安全跳过去，他在屋顶水平跳跃速度应大于6.2 m/s，选项c正确，选项d错误4(多选)有一物体在离水平地面高h处以初速度v0水平抛出，落地时速度为v，竖直分速度为vy，水平射程为x，不计空气阻力，则物体在空中飞行的时间为()a.b. c. d.解析：选acd.由xv0t得物体在空中飞行的时间为，故a正确；由hgt2，得t，故b错误；由vy以及vygt，得t，故c正确；由于竖直方向为初速度为0的匀变速直线运动，故ht，所以t，d正确5如图所示，m、n是两块挡板，挡板m高h10 m，其上边缘与挡板n的下边缘在同一水平面从高h15 m的a点以速度v0水平抛出一小球，a点与两挡板的水平距离分别为d110 m，d220 mn板的上边缘高于a点，若能使小球直接进入挡板m的右边区域，则小球水平抛出的初速度v0的大小是下列给出数据中的哪个()av08 m/s bv04 m/scv015 m/s dv021 m/s解析：选c.要让小球落到挡板m的右边区域，下落的高度为两高度之差，由t得t1 s，由d1v01t，d2v02t得v0的范围为10 m/sv020 m/s，故选c.6.如图所示，一小球从一半圆轨道左端a点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点)，飞行过程中恰好与半圆轨道相切于b点o为半圆轨道圆心，半圆轨道半径为r，ob与水平方向夹角为60，重力加速度为g，则小球抛出时的初速度为()a. b. c. d. 解析：选b.飞行过程中恰好与半圆轨道相切于b点，故速度与水平方向的夹角为30，设位移与水平方向的夹角为，则tan ，又tan ，所以yr.由v2gy得，vy，因为tan 30，因而可得，v0.7.如图所示，两个相对的斜面，倾角分别为37和53.在顶点把两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上若不计空气阻力，则a、b两个小球的运动时间之比为(tan 370.75)()a11 b43c169 d916解析：选d.求时间之比只需求出落到斜面上的竖直分速度之比即可，而要求竖直分速度，因为2tan ，所以vy2v0tan ，又根据自由落体vygt，所以ttan ，从平抛到落到斜面上的时间之比，d正确8.如图所示，在一次空地演习中，离地h高处的飞机以水平速度v1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标p，反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截设拦截系统与飞机的水平距离为s，若拦截成功，不计空气阻力，则v1、v2关系应满足()av1v2 bv1v2cv1v2 dv1v2解析：选d.设h1为飞机发射的炮弹下降高度，h2为拦截炮弹上升高度，只要满足h1h2h，即gt2h，拦截就会成功，而t，解以上两式可得v1v2，d正确9.(多选)如图所示，在o点从t0时刻沿光滑斜面向上抛出的小球，通过斜面末端p后到达空间最高点q.下列图线是小球沿x方向和y方向分运动的速度时间图线，其中正确的是()解析：选ad. 在o点从t0时刻沿光滑斜面向上抛出的小球，先沿斜面做匀减速直线运动，通过斜面末端p后水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做竖直上抛运动，所以小球沿x方向的速度时间图线是选项a图，小球沿y方向分运动的速度时间图线是选项d图二、非选择题10一艘敌舰正以v112 m/s的速度逃跑，执行追击任务的飞机，在距水面高度h320 m的水平线上以速度v2105 m/s同向飞行为击中敌舰，应“提前”投弹若空气阻力可以不计，重力加速度g取10 m/s2，飞机投弹时它与敌舰之间的水平距离应多大？若投弹后飞机仍以原速度飞行，在炸弹击中敌舰时，飞机与敌舰的位置有何关系？解析：炸弹在空中飞行的时间为t s8 s.在8 s内，炸弹沿水平方向飞行的距离为x2v2t，敌舰在同一方向