高中物理第一章抛体运动第4节平抛物体的运动教案1粤教版必修2

第4节平抛物体的运动
新课教学
一．平抛物体的运动
1．定义：
问：什么是平抛运动？
引导全体同学阅读读课本概念：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体只在重力作用下所做的运动，叫做平抛运动。

2．形成平抛运动的条件：
问：形成平抛运动的条件是什么？
CAI演示：平抛运动形成的条件
引导个别回答：（1）物体具有水平方向的初速度；（2）运动过程中物体只受重力。

3．运动性质：
问：平抛运动是匀变速运动还是非匀变速运动？
引导分析：匀变速运动：只受重力→加速度恒为g
曲线运动：合外力（重力）方向与速度方向不再一条直线上
平抛运动是匀变速曲线运动
二．平抛运动的分解
问：怎样研究平抛物体的运动呢？
引导回答：用运动的分解来研究，将平抛运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动来研究。

（1）平抛运动的水平分运动是匀速直线运动
理论分析：水平方向物体不受力，但物体有一个初速度，因此在水平方向上由于惯性，物体做匀速直线运动。

实验演示：在平抛竖落演示器的两个斜槽上的电磁铁J1和J2上各吸住一个小球A和B，切断电源后，A离开水平末端后做平抛运动，B进入水平轨道后匀速直线运动，
观察现象：A和B同时到达演示器右下方的小圆环中。

分析推理：由于两球运动时间较短，空气阻力和轨道对B球的摩擦阻力可不计，B球的运动可视为匀速直线运动，A、B从释放到斜槽末端水平部分的高度差相同，故A球抛出时的水平初速度与B球沿水平轨道运动的速度相同，再由A、B运动时间相同，可知：平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。

演示：在平抛竖落演示器的三个电磁铁上分别吸住A、B、C三个小钢球。

切断电源，当A开始平抛时撞击弹簧片使J3断电，C同时开始做自由落体运动。

观察得知：三球同时入杯。

分析推理：A沿水平抛出的同时，B以相同的速度沿水平轨道做匀速运动，C做自由落体运动，它们的运动时间相同，说明平抛运动可以分解为沿水平方向的匀速直线运动和沿竖直方向的自由落体运动。

（3）分析验证
在“平抛物体的闪光照片”上用铅笔画几条竖直线，间隔要相等，并且过小球的球心，用刻度尺测量这些小球之间的水平距离和竖直距离，再用学过的知识计算一下竖直分运动的加速度。

（照片上水平线间的实际距离是15cm，每隔1/30s拍摄的。

）
三．平抛运动的规律
由上述演示实验，可知：平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

电子板书（边分析边填）
合运动
（平抛物体的运动）
S=
22y x +
V t =2
2Y
X V V +
a = g
（1）平抛运动的位移求法
明确：以抛出点为坐标原点，取初速度V 0方向为x 轴正方向，重力方向即竖直向下为y 轴正方向。

从抛出点开始计时，t 时刻质点的位置P （x ，y ）， 如1所示。

水平位移：t v x 0= （用水平分运动规律求） 竖直位移：2
2
1gt y =
（用竖直分运动规律求） （2） 由于从抛出点开始计时，所以t 时刻质点的坐标为（x ，y ），与时间t 内质点的水平位移和竖直位移相等，因此（1）（2）两式是平抛运动的两个分运动的位移公式。

②求时间t 内质点的位移——用两个分运动的位移的合成求合位移
)2
1
()( 22022gt t v y x OP s +=+==
位移方向可用s 与x 轴正方向的夹角α表示。

由（1）（2）两式消去t ，可得： 2tan 0
v gt
x y ==
α 由（1）（2）式消去t ，可得：
y=
220
202)(21x V a V x g = 由数学知识得到：平抛运动的物体的轨迹是抛物线。

（2）平抛运动的速度求法
如图2所示。

水平分运动的速度：v x = v 0 (匀速运动规律)
竖直分运动的速度：v y = gt （自由落体运动规律） t 时刻平抛物体的速度（合速度）：
v t 是由水平分运动的速度v x 和竖直分运动的速度v y 合成的。

v t 的大小22022)(gt v v v v y x t +=+=
v t 的方向可用v t 与x 轴正方向夹角β来表示，β tan 0
v gt v v y =
=
θ （3）平抛运动的加速度：
水平分运动的加速度：a x = 0 (匀速运动规律)
竖直分运动的加速度：a y = g （自由落体运动规律） 合运动的加速度： a = g
四．应用平抛运动规律解题 例题一. 教材87页例题
一架老式的飞机在高出地面0.81 km 的高度，以2.5×102
km/h 的速度水平飞行，为了使飞机上投下的炸弹落在指定的目标上，应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹？不计空气阻力。

【引导学生分析】
1. 炸弹的运动为平抛运动——初速度水平，只受重力. （“投弹”就是炸弹从飞机上释放．．，（不是从飞机上发射．．出去）炸弹被释放时具有飞机当时的水平速度（由于惯性），离开飞机后只受重力，忽略空气阻力，炸弹将做平抛运动）
2.炸弹为什么不能在目标正上方投弹？——水平方向有速度.
3.如何确定投弹地点与目标的水平距离——需要知道时间和水平速度.
4.水平速度应为飞机的速度——惯性.
5.飞行时间如何确定——运动的独立性，竖直方向运动的时间与水平方向运动的时间相同. 【CAI 演示】飞机投弹恰好落在目标上，显示水平位移和竖直位移。

【解】：炸弹落地所需时间由竖直方向的高度决定，而竖直方向上炸弹的运动为自由落体运动，所以由2
gt 21y =
得：g
2y t = 在此期间炸弹通过的水平距离为g
2y v t v x 0
0==. 代入数值得：x=0.89 km. 【例题拓展】
（1）求炸弹落到目标上时的速度大小和方向。

（2）如果目标在同向运动或者相向运动呢？
例题2：一轰炸机沿水平方向作匀速直线运动，从飞机上每隔一秒钟释放一个炸弹，则下列说法正确的是：【 】
A. 炸弹在空中排成竖直的直线
B. 两炸弹间的距离随时间的增加而增大
C. 各炸弹落地的时间间隔相等
D. 炸弹落地（地面水平）时形成的弹坑成等间距的 请同学们讨论后发言，并阐述作出判断的依据。

演示CAI 课件：
①飞机水平飞行投下1个炸弹：显示平抛轨迹（注意观察：铁球落地前总在飞机正下方） ②飞机每隔1S 投下1个炸弹：显示各自的平抛轨迹。

课堂小结
1．具有水平速度的物体，只受重力作用时，形成平抛运动。

2． 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

平抛运动的位移等于水平位移和竖直位移的矢量和。

平抛运动的瞬时速度等于水平分运动的速度和竖直分分运动速度的矢量和。

3．平抛运动是一种匀变速曲线运动。

4．飞行时间只由竖直分运动即自由落体运动决定，即飞行时间t决定于高度h，与水平方向的分运动无关。

5．研究平抛运动的规律时涉及八个物理量：V0、V y、V、x、y、S、t、θ，已知任意两个可以求出其它六个。

6．如果物体受到恒定合外力作用，并且合外力跟初速度垂直，形成类似平抛运动，只需把公式中的F/m，可类似平抛运动的方法进行研究。

g换成a，其中a=
合
五、板书设计：
一．平抛物体的运动
1．定义：
2．形成平抛运动的条件：
（1）物体具有水平方向的初速度
（2）运动过程中物体只受重力
3．运动性质：匀变速曲线运动
二．平抛运动的分解
1．平抛运动在竖直方向上的分运动：自由落体运动
2．平抛运动的在水平方向上的分运动：匀速直线运动
三．平抛运动的规律
六、作业
课后第1、2题
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，电源电动势E=1.5V，内电阻r=0.5Ω，滑动变阻器R1的最大，电阻R m=5.0Ω，定值电阻R2=2.0Ω，C为平行板电容器，其电容为3μF。

将开关S与a接触，则
A．当R1的阻值增大时，R2两端的电压减小
B．当R1接入电路阻值为0.5Ω时，R1消耗的功率最大
C．将开关从a接向b，流过R3的电流流向为d→>c
D．将开关从a接向b，待电路稳定，流过R3的电荷量为9×10－3C
2．如图所示，两个小球a、b质量均为m，用细线相连并悬挂于O点，现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为，已知弹簧的劲度系数为k，则弹簧形变量最小值是( )
A．B．C． D．
3．银河系的恒星中有一些是双星．某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动，由天文观测测得其周期为T，S1到O点的距离为r1，S1和S2间的距离为r，已知万有引力常量为G．则S2的质量为
A．B．C． D．
4．一轻质弹簧原长为8 cm，在4 N的拉力作用下伸长了2 cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为( )
A．40 m/N B．40 N/m
C．200 m/N D．200 N/m
5．某双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。

研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。

若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的倍，两星之间的距离变为原来的倍，则此时圆周运动的周期为（）
A．B．
C．D．
6．水平面上放置一个斜面足够长的斜劈A，小物块B静止在斜面上，如图所示。

现对B施加一个沿斜面向上的拉力F，F的大小从零随时间均匀增大，斜劈A一直处于静止状态。

设A、B之间的摩擦力大小为f1，A与地面之间的摩擦大小为f2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

则整个过程中摩擦力大小随时间变化的图象可能正确的是( )
A．
B．
C．
D．
二、多项选择题
7．对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是______________
A．．气体分子间距离增大，分子势能一定增大，
B．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变
C．在完全失重的状态下，气体的压强为零
D．如果气体从外界吸收热10J，同时对外做功8J,则该气体的内能一定增大2J
E．气体温度不变时，体积减小，则每秒撞击单位面积器壁的分子数增多
8．下列说法正确的是_______ .
A．分子间引力总是随着分子间距离的减小而减小
B．若两分子间距离增大，分子势能一定增大
C．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
D．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
E.对于一定量的理想气体，当气体温度升高时，气体的内能一定增大
9．如图所示，一个质量为0.4 kg的小物块从高h＝0.05 m的坡面顶端由静止释放，滑到水平台时不计能量的损失，滑行一段距离后，从边缘O点水平飞出，击中平台右下侧挡板上的P点。

现以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板的形状满足方程y＝x2－6(单位：m)，不计一切摩擦和空气阻力，g＝10 m/s2，则下列说法正确的是( )
A．小物块从水平台上O点飞出的速度大小为1 m/s
B．小物块从O点运动到P点的时间为1 s
C．小物块刚到P点时速度方向与水平方向夹角的正切值等于5
D．小物块刚到P点时速度的大小为10 m/s
10．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为3：1，交流电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R1为热敏电阻（电阻随温度升高而减小），R为定值电阻．下列说法正确的是
A．电压表V1的指针左右摇摆
B．电压表V2的示数为8V
C．R1温度升高时．电流表的示数变大．电压表的示数减小
D．R1温度升高时，变压器输入功率增加
三、实验题
11．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。

但是，可以通过仅测量__________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题。

A．小球开始释放高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球m1多次从倾斜轨道上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。

接下来要完成的必要步骤是__________。

(填
选项前的符号)
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E．测量平抛射程OM、ON
(3)若两球碰撞前后的动量守恒，其表达式为____________________[用(2)中测量的量表示]；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为____________________[用(2)中测量的量表示]。

12．如图是一个多用电表的内部结构图，电路由灵敏电流计与四个电阻连接而成。

电流计内阻R g=90 Ω，满偏电流I g=5 mA,。

该多用表有四个量程，分别是电流表（0-50 mA，0-250mA）以及电压表（0-5V，0-20V），求出四个电阻R1、R2、R3、R4的阻值。

四、解答题
13．距离地面h=20m高处以20m/s的初速度水平抛出—个小球，则(空气阻力不计，g取10m／s2，)
(1)小球在空中飞行的时间t为多少？
(2)小球落地时速度v方向与水平方向的夹角θ为多少？
(3)小球落地时的位移S的大小
14．MN为一金属导线，长L=0.5m，质量m=0.01kg，用细线悬在B=0.4T的匀强磁场中，如图所示，若悬线的张力为零，试求金属导线中电流的方向与大小。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 A A C D B B
二、多项选择题
7．BDE
8．CDE
9．AB
10．BD
三、实验题
11．C ADE m1·OM＋m2·ON=m1·OP m1·OM2＋m2·ON2=m1·OP2
12．；；；
四、解答题
13．（1）1s（2）450（3）44.8m 14．方向：水平向右
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，用缆绳将沉在海底的球形钢件先从a处竖直吊起到b，再水平移到c，最后竖直下移到d。

全过程，钢件受到水的阻力大小不变，方向与运动方向相反，所受浮力恒定。

则上升、平移、下降过程中的匀速运动阶段，缆绳对钢件拉力F1、F2、F3的大小关系是
A．F1> F2> F3B．F1> F3> F2C．F2> F1> F3D．F3>F2> F1
2．功的单位是焦耳（J），焦耳与基本单位米（m）、千克（kg）、秒（s）之间的关系正确的是（）A．1J=1kg·m/s
B．1J=1kg·m/s2
C．1J=1kg·m2/s
D．1J=1kg·m2/s 2
3．如图所示，在条形磁铁外套有A、B两个大小不同的圆环，穿过A环的磁通量ΦA与穿过B环的磁通量ΦB相比较( )
A．ΦA>ΦB B．ΦA<ΦB C．ΦA＝ΦB D．不能确定
4．下图是某同学站在压力传感器上做下蹲-起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间。

由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，还可以得到以下信息
A．1s时人处在下蹲的最低点
B．2s时人处于下蹲静止状态
C．该同学做了2次下蹲-起立的动作
D．下蹲过程中人始终处于失重状态
5．质量为 m 的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为 P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为 v，那么当汽车的车速为 v/2时。

汽车瞬时加速度的大小为（）A．P/mv B．2 P/mv C．4P/mv D．3 P/mv
6．一辆汽车质量为1×103kg,额定最大功率为2×104W,在水平路面由静止开始作直线运动,最大速度为v2,运动中汽车所受阻力恒定,其行驶过程中牵引力F与车速的倒数1/v的关系如图所示。

则（）
A．图线AB段汽车匀速运动B．图线BC段汽车作匀加速度运动
C．整个运动中的最大加速度为2m/s2D．当汽车的速度为5m/s时发动机的功率为2×104W
二、多项选择题
7．如图所示，一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束光线I、II、III，若平面镜的上下表面足够宽，不考虑光线由玻璃砖内射向上表面时的反射。

下列说法正确的是_________。

A．光束I仍为复色光，光束II、III为单色光
B．玻璃对光束II的折射率小于对光束III的折射率，当角减小为某一值时，光束II先消失了，光束
III还存在
C．改变角，光线I、II、III仍保持平行
D．通过相同的双缝干涉装置，光束II产生的条纹宽度要大于光束III的
E.在玻璃中，光束II的速度要小于光束III的速度
8．如图所示，同种材料的、均匀的金属丝做成边长之比为1︰2的甲、乙两单匝正方形线圈，已知两线圈的质量相同。

现分别把甲、乙线圈以相同的速率匀速拉出磁场，则下列说法正确的是
A．甲、乙两线圈的热量之比为1︰2
B．甲、乙两线圈的电荷量之比为1︰4
C．甲、乙两线圈的电流之比为1︰2
D．甲、乙两线圈的热功率之比为1︰1
9．将物块AB叠放在水平地面上，现用相同的水平恒力F以甲乙两种不同的方式拉物块，AB始终相对静止，设A、B之间的摩擦力大小为f，下列判断正确的是（）
A．若两物块仍静止，则甲、乙两图中的f大小可能相等
B．若地面光滑，则甲、乙两图中的大小f可能相等
C．若两物块做匀速运动，则甲、乙两图中的f大小可能相等
D．两物块做加速运动，则甲、乙两图中的f大小可能相等
10．电场中等势面如图所示，下列关于该电场描述正确的是（）
A．A点的电场强度比C点的小
B．负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大
C．电荷沿等势面AB移动的过程中，电场力始终不做功
D．正电荷由到A移动到C，电场力做正功
三、实验题
11．质量为M的绝缘细管，做成一圆形轨道，竖直固定在水平面上，如图所示。

圆心与坐标原点重合，在I、II象限有垂直于轨道平面向外的匀强磁场，在IV象限有竖直向下的匀强电场。

一个带正电的小球，其电荷量为q、质量为m，从图中位置由静止释放，第一次到达圆形轨道的最高点时刚好能通过。

不计一切摩擦，小球的电荷量保持不变，圆形轨道的半径为R，绝缘细管的内径远小于R，小球直径略小于绝缘细管的内径，小球可看成质点。

求：
(1)电场强度E的大小；
(2)若小球第四次到最高点时，刚好对轨道无压力，求磁感应强度B的大小。

12．在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图1所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。

（1）当M与m的大小关系：___________满足时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。

（2）某同学保持小车的质量不变，改变盘中砝码的质量，根据所得数据，在如图2所示坐标系中作出a-F 图象.图线存在截距，其原因是：________________________。

（3）如图3所示为某同学在做实验时由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10 s,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm 、 x5=9.61 cm、x6=10.26 cm,则A点处瞬时速度的大小是________m/s,加速度的大小是________m/s2（计算结果保留两位有效数字）.
四、解答题
13．如图所示，平静湖面岸边的垂钓者，眼睛恰好位于岸边P点正上方0.9m的高度处，水面与P点登高，浮标Q离P点1.2m远，鱼饵灯M在浮标正前方1.8m处的水下，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住，已知
水的折射率，求：
①鱼饵灯离水面的深度；
②若鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面PQ间射出。

14．一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图实线所示，从此刻起，经0.1s波形图如图中虚线所示，若波传播的速度为10m/s，求：
(i)这列波的周期；
(ii)从t=0时刻开始质点a经0.2s通过的路程；
(iii)x=2m处的质点的位移表达式。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 A D A B A C
二、多项选择题
7．ACE
8．AD
9．BD
10．CD
三、实验题
11．（1）（2）
12．平衡摩擦力不充分或没有平衡摩擦力0.860.64 四、解答题
13．①②
14．(i) (ii) 0.4m (iii)。