粤教版高中物理必修2第1章第1节《什么是抛体运动》课文知识点解析

什么是抛体运动-课文知识点解析抛体运动（projectilemotion）一、定义：将物体以一定的初速度向空中抛出，仅在重力作用下物体所做的运动叫做抛体运动.二、物体做抛体运动的条件1.有一定的初速度，v0≠0.2.只受重力.三、抛体运动的种类按抛出时初速度方向不同可分为：竖直上抛运动（初速度v0竖直向上）；竖直下抛运动（初速度v0竖直向下）；斜抛运动（初速度v0既不在水平方向也不在竖直方向）；平抛运动（初速度v0方向沿水平方向）.抛体运动的速度方向一、曲线运动的方向在曲线运动中，质点在某一时刻（或某一位置）的速度方向是在曲线上这一点的切线方向.如果将物体斜抛（或平抛），则运动轨迹为曲线，运动方向就是轨迹的切线方向.“逼近法”确定曲线运动速度方向如图1－1－1所示：分析曲线运动中一段时间内的平均速度，当时间段取得越来越小，平均速度方向（由A指向B）逐渐向曲线在该点的切线方向逼近，当时间足够小时，割线的方向就等同于切线方向，此时平均速度方向就等同于该点的速度方向，即质点在某一点（A）或某一时刻的瞬时速度方向就在该点（A）的切线上.图1－1－1二、曲线运动的方向特点由于曲线运动中各点的切线方向不同，所以，曲线运动的速度方向时刻都在改变.三、曲线运动的特点抛体做直线或曲线运动的条件一、物体轨迹的研究1.实例分析：课本第4页图1－1－5中，（a）图是竖直向上抛出小球，（b）图是竖直向下抛出小球，（c）图是水平抛出小球，（d）图是斜向上抛出小球.（1）受力分析：4幅图中所示的情况，若不考虑空气阻力，小球始终只受重力作用.（2）运动分析：（a）图中小球在上升阶段速度方向竖直向上（与重力方向相反）；下落阶段速度方向竖直向下（与重力方向相同）.（b）图中小球的速度方向竖直向下（与重力方向相同）.（c）图、（d）图中速度不断变化.在图1－1－2中标出了几个不同位置的速度方向.图1－1－22.结论归纳以不同方向抛出的小球，当初速度与重力方向相同或相反（在同一直线上）时，小球做直线运动；当初速度与重力方向成一定角度时，小球做曲线运动.二、实践与拓展1.实验再现将圆弧形轨道放置在平滑桌面上，使其底端出口与桌面相切.从小球出口处沿切线方向画一条直线.2.实验操作：（1）将小铁球从圆弧轨道上某处释放，观察到小球做直线运动.（2）将一条形磁铁放在画出的直线上，再重复（1），观察到小球仍做直线运动.（3）将条形磁铁放在所画直线的一侧，再重复（1），观察到小球做曲线运动.（4）适当调整条形磁铁的位置，重复（3），小球仍做曲线运动.3.实验结果及分析小球在桌面上所受合外力（F）及方向小球在桌面上时的速度方向（v）合外力的方向和速度方向的关系实验结论1合外力等于零沿直线2磁铁对铁球的吸引力，沿连线方向沿直线方向相同3沿连线方向指向磁铁轨迹的切线成一定夹角4.结论归纳当小球所受合外力方向与速度方向在一条直线上时，小球做直线运动.当小球所受合外力方向与速度方向成一定夹角时，小球做曲线运动.三、物体做曲线运动的条件从运动学角度说，物体的加速度方向跟速度方向不在一条直线上时，物体就做曲线运动.从动力学的角度说，如果物体所受合外力的方向跟物体的速度方向不在一条直线上时，物体就做曲线运动.一般情况下，这时的加速度不仅反映了速度大小的变化，还包含了速度方向的改变.四、牛顿第二定律对曲线运动条件的解释由以上知，物体做曲线运动还是直线运动，取决于力F与速度的关系.下面将力分解为两类进行辨析：如图1－1－3所示，一物体所受外力为F跟初速度v0的方向不在同一条直线上（夹角为θ，且θ≠0°，θ≠180°）时做的运动，我们可沿切线方向和垂直切线方向分析F对运动的影响效果.将F沿这两个方向正交分解为F1和F2，可以明白，F1使物体速度大小发生改变（F1产生的加速度a1反映速度大小变化快慢，此时，a1与v0同向，运动速度变大，这一点犹如做直线运动中力F的作用）.F2的作用使物体速度方向发生改变（F2发生的加速度a2反映速度方向变化快慢），在此处F2使物体运动方向向左下方偏转，即物体在力F作用下必做曲线运动，可简记为：θ=0°或180°时，F2=0，v方向不变，做直线运动.θ=90°时，F1=0，v大小不变，F2≠0.v方向改变，物体做速度大小不变、方向改变的曲线运动.0°＜θ＜90°或90°＜θ＜180°时，F的分力F1和F2均不为零，物体运动速度大小、方向都在改变，物体做速度大小、方向都时刻改变的曲线运动.图1－1－3思维拓展抛体运动也是一种理想化模型——过程模型.若v0=0，就是自由落体运动.全析提示对运动的分类，描述的重点不同，则结果表述不同.这里的运动方向实质就是运动轨迹上该点的切线方向.要点提炼抛体运动有的是直线运动，有的是曲线运动.思维拓展速度是矢量，只要大小变化或方向变化或大小方向都变化，就说速度是变化的.受力分析和运动分析是解决动力学问题的思维基础.要点提炼抛体做直线或曲线运动取决于初速度方向.“抛体一出手，就知直与曲.”全析提示桌面尽可能平整光滑.圆弧槽可以用一本书做成一个“V”形槽替代.磁铁放置时，两磁极连线与所画直线一致