小球在空气中平抛运动的规律
平抛运动实验步骤及注意事项
平抛运动实验步骤及注意事项1. 实验准备平抛运动实验就像一场小小的科学派对,首先,我们得做好准备。
想象一下,咱们需要一个小球,最好是乒乓球或小橡皮球,轻巧又好玩。
然后,找一根平坦的桌子,像一片光滑的海面,这可是实验成功的关键!再来,一根尺子来测量距离,还有一个小夹子,用来固定小球。
哎呀,别忘了准备一个计时器,手机上的秒表就挺方便的,毕竟我们要精确到秒啊。
1.1 设定高度接下来,要确定咱们要从多高的地方抛球。
一般来说,桌子的边缘就不错,差不多三十到四十厘米的高度,简单又不费劲。
这样抛出去的小球可以飞得更远,让我们更好地观察它的轨迹。
哦,对了,记得量好高度,最好用尺子确认一下,不然你就可能像个无头苍蝇似的,东跑西撞,没个准儿。
1.2 测量距离好了,接下来就是测量距离了。
咱们要在地面上划一条线,距离桌边大概一米的地方。
这个距离可不是随便来,而是咱们要观测小球落地的位置哦。
用夹子固定好小球,然后调皮地把它放在边缘,准备开干了。
2. 实验过程现在,来点紧张刺激的!你准备好了吗?一声“3,2,1,放手!”小球就飞出去啦,简直像小鸟一样自由。
这时候,计时器也要随之开始,看看小球飞出后,落地的时间是多少。
要是你心里有点小紧张,没关系,大家都是第一次嘛,慢慢来。
接着,记录下每次实验的时间和小球落地的位置,像一个小侦探一样,观察每一个细节。
2.1 重复实验嘿,别以为一次就够了,科学可不止是一次性的!我们要多重复几次,每次可以略微调整小球的抛掷角度和力度。
这样你会发现,平抛运动的规律逐渐浮出水面,就像层层叠叠的彩虹,让你眼前一亮。
这可是科学的魅力呀,越深入越好玩!2.2 记录数据每次实验完毕,记得仔细记录数据。
把每次的时间和落地位置都写下来,形成一张表格,这可是未来分析的宝贵资料哦。
这样,你就能逐步得出小球的飞行距离和时间之间的关系,像个小科学家一样,越做越专业!3. 注意事项当然,实验过程中也有几点需要注意的地方,别小看哦,细节决定成败!首先,确保实验环境的安静,不然小球可能被外界因素影响,变得失控;其次,保持实验器材的干净整洁,桌面不要乱七八糟,影响结果;最后,别忘了,实验要耐心,一次不成功没关系,科学探索就是一个不断尝试的过程,就像打游戏一样,失败了再来,终究会赢的。
平抛运动:平抛(类平抛)运动基本规律的理解及应用
平抛运动基本规律的理解及应用
一、平抛运动的几个基本规律
1.飞行时间:t= 2gh,大小取决
v0
于下落高度 h,与初速度 v0 无关.
2.水平射程:x=v0t=v0 2gh,与初 h 速度 v0 和下落高度 h 有关.
3.落地速度:v= vx2+v2y= v20+2gh,
v 与 v0 的夹角 tan θ=vy /vx=
2gh,大 v0
小与初速度 v0 和下落高度 h 有关.
x=?
速度的 改变量△v
t=? vx=v0 θ
vy v=?
4.速度改变量:因为平抛运动的 加速度为恒定的重力加速度g,所 以做平抛运动的物体在任意相等 时间间隔Δt内的速度改变量Δv= gΔt相同,方向恒为竖直向下,如 图所示.
球员在球门中心正前方距离球门s处
高高跃起,将足球顶入球门的左下方
死角(图中P点)。球员顶球点的高度 h
为h,足球做平抛运动(足球可看成质
L/2
点,忽略空气阻力),则( )
s
A.足球位移的大小 x= L42+s2 B.足球初速度的大小 v0= 2gh(L42+s2)
注意分析足球的空间 位置及运动特征
C.足球末速度的大小 v= 2gh(L42+s2)+4gh
D.足球初速度的方向与球门线夹角的正切值 tan θ=2Ls
转解析
【备选】(多选)某物体做平抛运动时,
它的速度方向与水平方向的夹角为θ,
其正切值tan θ随时间t变化的图象如图
所示,(g取10 m/s2)则(
).
A.第1 s物体下落的高度为5 m
B.第1 s物体下落的高度为10 m
C.物体的初速度为5 m/s
平抛运动笔记知识点
平抛运动一.平抛运动性质(1)定义:以一定初速度水平抛出且只在重力作用下的运动叫平抛运动。
(2)理解:①物体只受重力,重力认为是恒力,方向竖直向下;②初速度不为零③抛体运动是一理想化模型,因为它忽略了实际运动中空气的阻力。
(3)方法:运动合成分解——正交分解以解决问题方便为原则,建立合适的坐标系,将曲线运动分解为两个方向的匀变速直线运动或者分解为一个方向的匀速直线运动和另一个方向的自由落体运动加以解决。
这也是匀变速曲线运动的处理方法,主要注意的是加速度是a 还是g二.平抛运动的规律1、运动性质水平:匀速直线运动竖直:自由落体运动2、平抛运动的规律(1)位移○1水平方向: x v t v v x ==00, ○2竖直方向: y gt v gt y ==122, ○3合位移:X 22y x S +=○4X 与水平方向夹角为02gt tan v θ= (2)速度○1水平方向:v t v v x ==00, ○2竖直方向:gt v gt y ==122, ○3合速度: 22y x v v v +=即v v gt =+022(),○4V 与水平方向夹角为0gt tan a v=(3)规律提炼 ○1θαtan tan 2= ,任意时刻速度偏转角的正切值是此时位移偏转角正切值的二倍。
○2任意时刻速度反向延长线过水平位移的中点,即过的OA 中点。
○3平抛运动在空中的飞行时间:由221gt y =可以得到时间gy t 2=,只与高度有关。
○4相等时间内速度变化量的大小方向相同。
三.斜抛运动1.性质水平方向:匀速直线运动竖直方向:先竖直上抛运动,再自由落体运动2.规律(1)位移水平:v t v x x αcos 0==竖直:2021gt t v y y -= (2)速度水平:αcos 0v v x =竖直:gt v v y y -=02、轨迹方程 :22202g y tan x x v cos αα=⋅-(3)时间与射程○1斜抛物体的飞行时间: 当物体落地时αsin 00v v v y y -=-=,由 gt v v y y -=0 知,飞行时间g v t αsin 20=○2斜抛物体的射程: 由轨迹方程22202g y tan x x v cos αα=⋅- 令y=0得落回抛出高度时的水平射程是gv x α2sin 20= ○3斜上抛运动的射高: 斜上抛的物体达到最大高度时00y y v v gt v sin gt α=-=-=0,此时0gv sin t α=代入2021gt t v y y -=即得g v y 2sin 220m ax α= 可以看出,当090=α时,射高最大g v H 220= (4)两条结论①当抛射角045=α时射程最远,20max v x g= ②初速度相同时,两个互余的抛射角具有相同的射程,例如300和600的两个抛射角在相同初速度的情况下射程是相等的。
平抛运动知识点总结
平抛运动知识点总结好嘞,以下是为您总结的平抛运动知识点:咱先来说说啥是平抛运动哈。
平抛运动呢,就是一个物体以一定的水平初速度抛出,同时只受到重力作用的运动。
比如说,咱想象一下,有个调皮的小孩在二楼阳台,手里拿着个小皮球,手一松,小皮球就平抛出去啦。
这小皮球在空中的运动轨迹,就是平抛运动。
平抛运动可以分解成水平方向和竖直方向的两个分运动。
水平方向呢,物体不受力,做匀速直线运动。
就好比小皮球在水平方向上一直保持着刚被抛出时的速度,稳稳地向前飞。
竖直方向可就不一样啦,物体只受到重力作用,做自由落体运动。
小皮球在竖直方向上,就像从高处自由掉落一样,速度越来越快。
在计算平抛运动的水平位移时,咱们就用水平速度乘以运动时间就行啦。
这水平速度一般是不变的,而运动时间呢,就得看竖直方向下落的高度啦。
说到这,我想起之前在操场上看到同学们扔铅球。
有个同学力气可大啦,把铅球抛出去老远。
但是他没掌握好角度和力度,铅球的平抛轨迹不是很理想。
这也让我更深刻地体会到,要想让平抛运动达到理想的效果,初速度、抛出角度还有高度都得拿捏得恰到好处。
平抛运动的速度变化量也是有特点的哦。
在任意相等的时间间隔内,速度的变化量都是相等的,方向竖直向下。
这就好比小皮球每过一段时间,在竖直方向上增加的速度都是一样的。
还有啊,平抛运动的轨迹是一条抛物线。
这抛物线的形状和物体的初速度、抛出高度都有关系。
咱们在解决平抛运动的问题时,关键就是要把它分解成水平和竖直两个方向,分别去分析和计算。
比如说,有道题是这样的:一个小球从高度为 h 的地方平抛出去,水平初速度为 v,求它落地时的水平位移。
这时候咱们就先算出小球在空中运动的时间 t ,根据自由落体的公式 h = 1/2gt²,可以求出 t ,然后再用水平速度 v 乘以 t ,就能得到水平位移啦。
再比如,给你一个平抛运动的轨迹图像,让你求初速度。
这时候咱们就可以在轨迹上找两个点,测量它们的水平距离和竖直距离,然后利用平抛运动的规律来计算初速度。
存在空气阻力情况下的平抛运动轨迹研究
、 <
0 2 4 6 x/ s 0 8 1 0 1 2
。 文
O l 2 3 4 5 6 7 8
( b ) 阻力与速茛戍正比的平抛运动的轨迹
图 1
( 1 )图 1 ( a )中上 图 的横 坐标 表 示运 动 时 间 , 纵
『 一 ( 一 ) ] 一
坐标 表 示水平 方 向上 位移 的大小 , 图1 ( b ) 下 图横 坐 标 表示 运动 时 间 , 纵 坐标表 示竖 直方 向位 移 的大小 ; 图l ( b )中横 坐标 表示水 平 方 向位 移 大小 , 纵坐 标表
这也 就是 我们 在 中学 物理课 程 中忽 略空 气阻力 处 理 此 问题 时 , 所 得到 的结 论. 对 于水 平 和竖 直方 向
1 问 题 的 提 出
上式 可 化为
d v
一
志
平抛 运动 在高 中物 理教学 过程 中是 一个 常见 内 容, 在 高 中物理 新课 程 标 准 教 科 书 中是 这 样 定 义抛 体 运 动和平 抛 运动 的 : 以一定 的速度 将物 体抛 出 , 如 分离 变量 可得
d t
的位 移 , 由上边 的式子 可得
z 一 示竖ຫໍສະໝຸດ 直方 向上 位移 大小 . ( 2 ) 在 程序 编 写过 程 中运 用 了归 一 化 处 理 , 以 上图 1 ( a ) 、 ( b ) 是在 输入 水平 初速 度 的 图像 . 一3 时, 获得
[ 一 ( 一 )
4 -
d v - y .
g一
愚
果 物体 只受 到重 力 的作 用 , 这 时 的运 动 叫做抛 体 运
动( P r o j e c t i l e Mo t i o n ) . 可 以看 出 , 教 科 书 中 的定 义 忽略 了实 际存 在 的空气 阻力. 很 多情 况下 , 我们 可 以
平抛物体的运动规律及其应用
3. 类平抛运动的求解方法
(1) 常规分解法:将类平抛运动分解为沿初速度方向 的匀速直线运动和垂直于初速度方向 ( 即沿合力的方 向)的匀加速直线运动,两分运动彼此独立、互不影 响、且与合运动具有等时性. (2) 特殊分解法:对于有些问题,可以过抛出点建立 适当的直角坐标系,将加速度分解为ax、ay,初速度 v0分解为vx、vy,然后分别在x、y方向列方程求解.
转台边缘的小物块随转台加速转动,
当转速达到某一数值时,物块恰好滑
离转台开始做平抛运动.现测得转台半径R=0.5 m,离 水平地面的高度H=0.8 m,物块平抛落地过程水平位移 的大小s=0.4 m.设物块所受的最大静摩擦力等于滑动 摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2 求: (1)物块做平抛运动的初速度大小v0;
g 轨迹方程:y= 2·x2 2v0
三、平抛运动中的几个推论 1.水平射程和飞行时间 2h (1)飞行时间:t= ,只与 h、g 有关,与 v0 无关. g 2h (2)水平射程:x=v0t=v0 ,由 v0、h、g 共同决定. g 2.做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻任一位置 处,设其末速度方向与水平方向的夹角为 α,位移与水平 方面的夹角为 θ,则 tan α=2tan θ.
【解析】(1)质点在 x 轴正方向上无外力作用做匀速 直线运动, y 轴正方向受恒力 F 作用做匀加速直线运动. F 15 由牛顿第二定律得:a= = m/s2=15 m/s2. m 1 设质点从 O 点到 P 点经历的时间为 t,P 点坐标为 1 2 (xP,yP),则 xP=v0t,yP= at , 2 yP 又 tan α= ,联立解得:t=1 s,xP=10 m,yP xP =7.5 m. (2)质点经过 P 点时沿 y 方向的速度 vy=at=15 m/s
平抛运动的性质与基本规律(公式)(含答案)
平抛运动的性质与基本规律(公式)一、基础知识 (一)平抛运动1、定义:将物体以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.2、性质:加速度为重力加速度g 的匀变速曲线运动,运动轨迹是抛物线.3、基本规律:以抛出点为原点,水平方向(初速度v 0方向)为x 轴,竖直向下方向为y 轴,建立平面直角坐标系,则:(1)水平方向:做匀速直线运动,速度v x =v 0,位移x =v 0t . (2)竖直方向:做自由落体运动,速度v y =gt ,位移y =12gt 2.(3)合速度:v =v 2x +v 2y,方向与水平方向的夹角为θ,则tan θ=v y v x =gt v 0. (4)合位移:s =x 2+y 2,方向与水平方向的夹角为α,tan α=y x =gt2v 0.(二)平抛运动基本规律的理解 1、飞行时间:由t = 2hg知,时间取决于下落高度h ,与初速度v 0无关. 2、水平射程:x =v 0t =v 0 2hg,即水平射程由初速度v 0和下落高度h 共同决定,与其他因素无关. 3、落地速度:v t =v 2x +v 2y =v 20+2gh ,以θ表示落地速度与x 轴正方向的夹角,有tan θ=v y v x =2gh v 0,所以落地速度也只与初速度v 0和下落高度h 有关. 4、速度改变量:因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g ,所以 做平抛运动的物体在任意相等时间间隔Δt 内的速度改变量Δv =g Δt 相同,方向恒为竖直向下,如图所示. 5、两个重要推论(1)做平抛(或类平抛)运动的物体任一时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点,如图中A 点和B 点所示.(2)做平抛(或类平抛)运动的物体在任意时刻任一位置处,设其末速度方向与水平方向的夹角为α,位移与水平方向的夹角为θ,则tan α=2tan θ.二、练习1、关于平抛运动,下列说法不正确的是( )A .平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动B .平抛运动的速度方向与恒力方向的夹角保持不变C .平抛运动的速度大小是时刻变化的D .平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小 答案 B解析 平抛运动物体只受重力作用,故A 正确;平抛运动是曲线运动,速度时刻变化,由v =v 20+(gt )2知合速度v 在增大,故C 正确;对平抛物体的速度方向与加速度方向的夹角,有tan θ=v 0v y =v 0gt ,因t 一直增大,所以tan θ变小,θ变小.故D 正确,B 错误.本题应选B.2、对平抛运动,下列说法正确的是( )A .平抛运动是加速度大小、方向不变的曲线运动B .做平抛运动的物体,在任何相等的时间内位移的增量都是相等的C .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D .落地时间和落地时的速度只与抛出点的高度有关 答案 AC解析 平抛运动的物体只受重力作用,其加速度为重力加速度,故A 项正确;做平抛运动的物体,在任何相等的时间内,其竖直方向位移增量Δy =gt 2,水平方向位移不变,故B 项错误.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,且落地时间t =2hg,落地速度为v =v 2x +v 2y =v 20+2gh ,所以C 项正确,D 项错误.3、质点从同一高度水平抛出,不计空气阻力,下列说法正确的是 ( )A .质量越大,水平位移越大B .初速度越大,落地时竖直方向速度越大C .初速度越大,空中运动时间越长D .初速度越大,落地速度越大 答案 D解析 物体做平抛运动时,h =12gt 2,x =v 0t ,则t =2hg,所以x =v 0 2hg,故A 、C 错误.由v y =gt =2gh ,故B 错误. 由v =v 20+v 2y =v 20+2gh ,则v 0越大,落地速度越大,故D 正确. 4、关于做平抛运动的物体,说法正确的是( )A .速度始终不变B .加速度始终不变C .受力始终与运动方向垂直D .受力始终与运动方向平行 答案 B解析 物体做平抛运动的条件是物体只受重力作用,且初速度沿水平方向,故物体的加速度始终不变,大小为g ,B 正确;物体的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,其合运动是曲线运动,速度的大小和方向时刻变化,A 错误;运动过程中,物体所受的力与运动方向既不垂直也不平行,C 、D 错误. 5、某人用细线系一个小球在竖直面内做圆周运动,不计空气阻力,若在小球运动到最高点时刻,细线突然断了,则小球随后将做( )A .自由落体运动B .竖直下抛运动C .竖直上抛运动D .平抛运动答案 D6、(2012·课标全国·15)如图,x 轴在水平地面内,y 轴沿竖直方向. 图中画出了从y 轴上沿x 轴正向抛出的三个小球a 、b 和c 的运动 轨迹,其中b 和c 是从同一点抛出的.不计空气阻力,则( ) A .a 的飞行时间比b 的长 B .b 和c 的飞行时间相同C .a 的水平初速度比b 的小D .b 的水平初速度比c 的大 答案 BD解析 根据平抛运动的规律h =12gt 2,得t =2hg,因此平抛运动的时间只由高度决定,因为h b =h c >h a ,所以b 与c 的飞行时间相同,大于a 的飞行时间,因此选项A 错误,选项B 正确;又因为x a >x b ,而t a <t b ,所以a 的水平初速度比b 的大,选项C 错误;做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动,b 的水平位移大于c ,而t b =t c ,所以v b >v c ,即b 的水平初速度比c的大,选项D正确7、如图所示,一战斗机由东向西沿水平方向匀速飞行,发现地面目标P后开始瞄准并投掷炸弹,若炸弹恰好击中目标P,则(假设投弹后,飞机仍以原速度水平匀速飞行且不计空气阻力) ()A.此时飞机正在P点正上方B.此时飞机是否处在P点正上方取决于飞机飞行速度的大小C.飞行员听到爆炸声时,飞机正处在P点正上方D.飞行员听到爆炸声时,飞机正处在P点偏西一些的位置答案AD8、为了探究影响平抛运动水平射程的因素,某同学通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验,实验数据记录如下表所示.以下探究方案符合控制变量法的是() 序号抛出点的高度(m)水平初速度(m/s)水平射程(m)10.20 2.00.4020.20 3.00.6030.45 2.00.6040.45 4.0 1.2050.80 2.00.8060.80 6.0 2.40A.若探究水平射程与初速度的关系,可用表中序号为1、3、5的实验数据B.若探究水平射程与高度的关系,可用表中序号为1、3、5的实验数据C.若探究水平射程与高度的关系,可用表中序号为2、4、6的实验数据D.若探究水平射程与初速度的关系,可用表中序号为2、4、6的实验数据答案 B解析本题采用控制变量法分析,选B.9、将一小球从高处水平抛出,最初2 s内小球动能E k随时间t变化的图象如图21所示,不计空气阻力,取g=10 m/s2.根据图象信息,不能确定的物理量是()A.小球的质量薄B.小球的初速度C.最初2 s内重力对小球做功的平均功率D .小球抛出时的高度 答案 D解析 小球水平抛出,最初2 s 内下落的高度为h =12gt 2=20 m .由题图知在0时刻(开始抛时)的动能为5 J ,即12m v 20=5 J .2 s 内由动能定理得:mgh =E k2-E k0=(30-5) J =25 J ,求得m =18 kg ,进而求出v 0.因为P =W t =mght ,可求出P ;只有D 项不能求解,故选D.10、如图所示,P 是水平地面上的一点,A 、B 、C 、D 在一条竖直线上, 且AB =BC =CD .从A 、B 、C 三点分别水平抛出一个物体,这三个物 体都落在水平地面上的P 点.则三个物体抛出时速度大小之比v A ∶v B ∶v C 为( )A.2∶3∶ 6 B .1∶2∶ 3 C .1∶2∶3D .1∶1∶1答案 A解析 由题意及题图可知DP =v A t A =v B t B =v C t C ,所以v ∝1t ;又由h =12gt 2,得t ∝h ,因此有v ∝1h,由此得v A ∶v B ∶v C =2∶3∶ 6. 11、将一只苹果(可看成质点)水平抛出,苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3,图中曲线为苹果在空中运行的轨迹.若不计空气阻力的影响,则( )A .苹果通过第1个窗户的竖直方向上的平均速度最大B .苹果通过第1个窗户克服重力做功的平均功率最小C .苹果通过第3个窗户所用的时间最短D .苹果通过第3个窗户重力所做的功最多 答案 BC解析 苹果在空中做平抛运动,在竖直方向经过相同的位移,用时越来越少,重力做功相同,由v =h t 及P =mgh t 知A 、D 错,B 、C 对12、(2011·广东·17)如图所示,在网球的网前截击练习中,若练习者在 球网正上方距地面H 处,将球以速度v 沿垂直球网的方向击出,球 刚好落在底线上.已知底线到网的距离为L ,重力加速度为g ,将 球的运动视作平抛运动,下列叙述正确的是( )A .球被击出时的速度v 等于L g2H B .球从击出至落地所用时间为2H gC .球从击球点至落地点的位移等于LD .球从击球点至落地点的位移与球的质量有关 答案 AB解析 由平抛运动规律知,H =12gt 2得,t =2Hg,B 正确.球在水平方向做匀速直线运动,由s =v t 得,v =st=L2H g=L g2H,A 正确.击球点到落地点的位移大于L ,且与球的质量无关,C 、D 错误.13、在水平路面上做匀速直线运动的小车上有一固定的竖直杆,其上的三个水平支架上有三个完全相同的小球A 、B 、C ,它们离地面的高度分别为3h 、2h 和h ,当小车遇到障碍物P 时,立即停下来,三个小球同时从支架上水平抛出,先后落到水平路面上,如图所示.则下列说法正确的是( )A .三个小球落地时间差与车速有关B .三个小球落地点的间隔距离L 1=L 2C .三个小球落地点的间隔距离L 1<L 2D .三个小球落地点的间隔距离L 1>L 2 答案 C解析 车停下后,A 、B 、C 均以初速度v 0做平抛运动,且运动时间t 1= 2hg,t 2= 2×2hg=2t 1,t 3= 2×3hg=3t 1 水平方向上有:L 1=v 0t 3-v 0t 2=(3-2)v 0t 1L2=v0t2-v0t1=(2-1)v0t1可知L1<L2,选项C正确.14、(2012·江苏·6)如图所示,相距l的两小球A、B位于同一高度h(l、h均为定值).将A向B水平抛出的同时,B自由下落.A、B与地面碰撞前后,水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反.不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间,则()A.A、B在第一次落地前能否相碰,取决于A的初速度B.A、B在第一次落地前若不碰,此后就不会相碰C.A、B不可能运动到最高处相碰D.A、B一定能相碰答案AD解析由题意知A做平抛运动,即水平方向做匀速直线运动,竖直方向为自由落体运动;B为自由落体运动,A、B竖直方向的运动相同,二者与地面碰撞前运动时间t1相同,且t1=2hg,若第一次落地前相碰,只要满足A运动时间t=l v<t1,即v>lt1,所以选项A正确;因为A、B在竖直方向的运动同步,始终处于同一高度,且A与地面相碰后水平速度不变,所以A一定会经过B所在的竖直线与B相碰.碰撞位置由A的初速度决定,故选项B、C错误,选项D正确.。
平抛运动的性质与基本规律公式含答案
平抛运动的性质与根本规律〔公式〕一、根底知识 〔一〕平抛运动1、定义:将物体以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.2、性质:加速度为重力加速度g 的匀变速曲线运动,运动轨迹是抛物线.3、根本规律:以抛出点为原点,水平方向(初速度v 0方向)为x 轴,竖直向下方向为y 轴,建立平面直角坐标系,那么: (1)水平方向:做匀速直线运动,速度v x =v 0,位移x =v 0t . (2)竖直方向:做自由落体运动,速度v y =gt ,位移y =12gt 2.(3)合速度:v =v 2x +v 2y ,方向与水平方向的夹角为θ,那么tanθ=v y v x =gt v 0.(4)合位移:s =x 2+y 2,方向与水平方向的夹角为α,tan α=yx=gt 2v 0. 〔二〕平抛运动根本规律的理解 1、飞行时间:由t =2hg知,时间取决于下落高度h ,与初速度v 0无关.2、水平射程:x=v0t=v02hg,即水平射程由初速度v0与下落高度h共同决定,与其他因素无关.3、落地速度:v t=v2x+v2y=v20+2gh,以θ表示落地速度与x轴正方向的夹角,有tan θ=v yv x=2ghv0,所以落地速度也只与初速度v0与下落高度h有关.4、速度改变量:因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g,所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔Δt内的速度改变量Δv=gΔt一样,方向恒为竖直向下,如下图.5、两个重要推论(1)做平抛(或类平抛)运动的物体任一时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点,如图中A点与B点所示.(2)做平抛(或类平抛)运动的物体在任意时刻任一位置处,设其末速度方向与水平方向的夹角为α,位移与水平方向的夹角为θ,那么tan α=2tan θ.二、练习1、关于平抛运动,以下说法不正确的选项是( )A.平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动B.平抛运动的速度方向与恒力方向的夹角保持不变C.平抛运动的速度大小是时刻变化的D.平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小答案B解析平抛运动物体只受重力作用,故A正确;平抛运动是曲线运动,速度时刻变化,由v=v20+(gt)2知合速度v在增大,故C正确;对平抛物体的速度方向与加速度方向的夹角,有tan θ=v0 v y=v0gt,因t一直增大,所以tan θ变小,θ变小.故D正确,B错误.此题应选B.2、对平抛运动,以下说法正确的选项是( )A.平抛运动是加速度大小、方向不变的曲线运动B.做平抛运动的物体,在任何相等的时间内位移的增量都是相等的C.平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动D.落地时间与落地时的速度只与抛出点的高度有关答案AC解析平抛运动的物体只受重力作用,其加速度为重力加速度,故A项正确;做平抛运动的物体,在任何相等的时间内,其竖直方向位移增量Δy=gt2,水平方向位移不变,故B项错误.平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动,且落地时间t =2h g,落地速度为v =v 2x +v 2y =v 20+2gh ,所以C 项正确,D 项错误.3、质点从同一高度水平抛出,不计空气阻力,以下说法正确的选项是 ( )A .质量越大,水平位移越大B .初速度越大,落地时竖直方向速度越大C .初速度越大,空中运动时间越长D .初速度越大,落地速度越大 答案 D解析 物体做平抛运动时,h =12gt 2,x =v 0t ,那么t =2hg ,所以x =v 02hg,故A 、C 错误.由v y =gt =2gh ,故B 错误.由v =v 20+v 2y =v 20+2gh ,那么v 0越大,落地速度越大,故D 正确. 4、关于做平抛运动的物体,说法正确的选项是( )A .速度始终不变B .加速度始终不变C .受力始终与运动方向垂直D .受力始终与运动方向平行解析物体做平抛运动的条件是物体只受重力作用,且初速度沿水平方向,故物体的加速度始终不变,大小为g,B正确;物体的平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动,其合运动是曲线运动,速度的大小与方向时刻变化,A错误;运动过程中,物体所受的力与运动方向既不垂直也不平行,C、D错误.5、某人用细线系一个小球在竖直面内做圆周运动,不计空气阻力,假设在小球运动到最高点时刻,细线突然断了,那么小球随后将做( )A.自由落体运动B.竖直下抛运动C.竖直上抛运动D.平抛运动答案D6、(2021·课标全国·15)如图,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向.图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b与c的运动轨迹,其中b与c是从同一点抛出的.不计空气阻力,那么( ) A.a的飞行时间比b的长B.b与c的飞行时间一样C.a的水平初速度比b的小D.b的水平初速度比c的大解析 根据平抛运动的规律h =12gt 2,得t =2hg,因此平抛运动的时间只由高度决定,因为h b =h c >h a ,所以b 与c 的飞行时间一样,大于a 的飞行时间,因此选项A 错误,选项B 正确;又因为x a >x b ,而t a <t b ,所以a 的水平初速度比b 的大,选项C 错误;做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动,b 的水平位移大于c ,而t b =t c ,所以v b >v c ,即b 的水平初速度比c 的大,选项D 正确7、如下图,一战斗机由东向西沿水平方向匀速飞行,发现地面目标P 后开场瞄准并投掷炸弹,假设炸弹恰好击中目标P ,那么(假设投弹后,飞机仍以原速度水平匀速飞行且不计空气阻力)( )A .此时飞机正在P 点正上方B .此时飞机是否处在P 点正上方取决于飞机飞行速度的大小C .飞行员听到爆炸声时,飞机正处在P 点正上方D .飞行员听到爆炸声时,飞机正处在P 点偏西一些的位置 答案 AD8、为了探究影响平抛运动水平射程的因素,某同学通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验,实验数据记录如下表所示.以下探究方案符合控制变量法的是 ( )序号 抛出点的高度(m) 水平初速度(m/s) 水平射程(m)5的实验数据B.假设探究水平射程与高度的关系,可用表中序号为1、3、5的实验数据C.假设探究水平射程与高度的关系,可用表中序号为2、4、6的实验数据D.假设探究水平射程与初速度的关系,可用表中序号为2、4、6的实验数据答案B解析此题采用控制变量法分析,选B.9、将一小球从高处水平抛出,最初2 s内小球动能E k随时间t变化的图象如图21所示,不计空气阻力,取g=10 m/s2.根据图象信息,不能确定的物理量是( )A.小球的质量薄B.小球的初速度C.最初2 s内重力对小球做功的平均功率D.小球抛出时的高度答案 D解析 小球水平抛出,最初2 s 内下落的高度为h =12gt 2=20m .由题图知在0时刻(开场抛时)的动能为5 J ,即12mv 20=5 J .2 s 内由动能定理得:mgh =E k2-E k0=(30-5) J =25 J ,求得m =18 kg ,进而求出v 0.因为P =W t =mgh t ,可求出P ;只有D 项不能求解,应选D.10、如下图,P 是水平地面上的一点,A 、B 、C 、D 在一条竖直线上,且AB =BC =CD .从A 、B 、C 三点分别水平抛出一个物体,这三个物体都落在水平地面上的P 点.那么三个物体抛出时速度大小之比v A ∶v B∶v C 为( )A.2∶3∶ 6 B .1∶2∶3 C .1∶2∶3D .1∶1∶1答案 A解析 由题意及题图可知DP =v A t A =v B t B =v C t C ,所以v ∝1t;又由h =12gt 2,得t ∝h ,因此有v ∝1h ,由此得v A ∶v B ∶v C =2∶3∶ 6.11、将一只苹果(可看成质点)水平抛出,苹果在空中依次飞过三个完全一样的窗户1、2、3,图中曲线为苹果在空中运行的轨迹.假设不计空气阻力的影响,那么( )A .苹果通过第1个窗户的竖直方向上的平均速度最大B .苹果通过第1个窗户克制重力做功的平均功率最小C .苹果通过第3个窗户所用的时间最短D .苹果通过第3个窗户重力所做的功最多 答案 BC解析 苹果在空中做平抛运动,在竖直方向经过一样的位移,用时越来越少,重力做功一样,由v =h t 及P =mght知A 、D 错,B 、C 对12、(2021·广东·17)如下图,在网球的网前截击练习中,假设练习者在球网正上方距地面H 处,将球以速度v 沿垂直球网的方向击出,球刚好落在底线上.底线到网的距离为L ,重力加速度为g ,将 球的运动视作平抛运动,以下表达正确的选项是( )A .球被击出时的速度v 等于Lg2HB .球从击出至落地所用时间为2HgC .球从击球点至落地点的位移等于LD .球从击球点至落地点的位移与球的质量有关 答案 AB解析 由平抛运动规律知,H =12gt 2得,t =2Hg,B 正确.球在水平方向做匀速直线运动,由s =vt 得,v =st=L2Hg=Lg2H,A 正确.击球点到落地点的位移大于L ,且与球的质量无关,C 、D 错误.13、在水平路面上做匀速直线运动的小车上有一固定的竖直杆,其上的三个水平支架上有三个完全一样的小球A 、B 、C ,它们离地面的高度分别为3h 、2h 与h ,当小车遇到障碍物P 时,立即停下来,三个小球同时从支架上水平抛出,先后落到水平路面上,如下图.那么以下说法正确的选项是( )A .三个小球落地时间差与车速有关B .三个小球落地点的间隔距离L 1=L 2C .三个小球落地点的间隔距离L 1<L 2D .三个小球落地点的间隔距离L 1>L 2 答案 C解析 车停下后,A 、B 、C 均以初速度v 0做平抛运动,且运动时间t 1=2hg ,t 2=2×2hg =2t 1,t 3=2×3hg=3t 1水平方向上有:L 1=v 0t 3-v 0t 2=(3-2)v 0t 1L 2=v 0t 2-v 0t 1=(2-1)v 0t 1可知L 1<L 2,选项C 正确.14、(2021·江苏·6)如下图,相距l 的两小球A 、B 位于同一高度 h (l 、h 均为定值).将A 向B 水平抛出的同时,B 自由下落. A 、B 与地面碰撞前后,水平分速度不变,竖直分速度大小不变、 方向相反.不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间,那么( )A .A 、B 在第一次落地前能否相碰,取决于A 的初速度B .A 、B 在第一次落地前假设不碰,此后就不会相碰C .A 、B 不可能运动到最高处相碰D .A 、B 一定能相碰答案 AD解析 由题意知A 做平抛运动,即水平方向做匀速直线运动,竖直方向为自由落体运动;B 为自由落体运动,A 、B 竖直方向的运动一样,二者与地面碰撞前运动时间t 1一样,且t 1= 2h g,假设第一次落地前相碰,只要满足A 运动时间t =l v <t 1,即v >l t 1,所以选项A 正确;因为A 、B 在竖直方向的运动同步,始终处于同一高度,且A 与地面相碰后水平速度不变,所以A 一定会经过B 所在的竖直线与B 相碰.碰撞位置由A 的初速度决定,应选项B 、C错误,选项D正确.。
物理实验平抛运动
物理实验平抛运动物理实验平抛运动平抛运动是高中物理实验中的一课,以下是小编整理的物理实验平抛运动,欢迎参考阅读!1、实验目的(1)探究平抛运动的特点.(2)描出平抛运动的轨迹.(3)根据描出的轨迹求出平抛运动的初速度.2、实验原理平抛运动可以看成两个分运动的合成;一是水平方向的匀速直线运动,其速度等于平抛物体运动的初速度,另一个是竖直方向的自由落体运动,在粗略地确定的位置附近用铅笔较准确地确定出平抛运动的小球运动时的若干不同位置,然后描出运动轨迹,测出曲线上任一点坐标x和y,利用公式和就可以求出小球的水平分速度,即平抛物体的初速度.3、实验器材斜槽(附金属小球)、木板及竖直固定的支架、白纸、图钉、刻度尺、三角板、重锤、铅笔.4、探究过程(1)竖直方向的运动规律如图所示,用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向抛出,同时B球松开,自由下落,A、B两球同时开始运动,观察到两球同时落地,多次改变小球距地面的高度和打击力度,重复实验,观察到两球仍同时落地,这说明了小球A在竖直方向上的运动为自由落体运动.说明:实验中可通过耳朵听两球落地的声音是一声还是两声来判断是否同时落地.(2)水平方向的运动规律利用现有仪器装配图所示的装置,钢球从斜槽上滚下,冲过水平槽飞出后做平抛运动.(3)实验步骤①把斜槽放在桌面上,让它的末端伸出桌面外,调节斜槽末端,使其切线方向水平后,把斜槽固定在桌面上.②用图钉把白纸钉在木板上,把木块沿竖直方向固定在支架上,使小球在斜槽末端水平抛出后的轨道平面与纸面平行.③以斜槽末端作为平抛运动的起点O,在白纸上标出O的位置,过O点用重垂线画出竖直线,定为y轴.④让小球每次都从斜槽上同一适当位置由静止滚下,移动笔尖在白纸上的`位置,当小球恰好与笔尖正碰时,在白纸上依次记下这些点的位置.⑤把白纸从木板上取下来,用三角板过O点作竖直线y轴的垂线,定为x轴,再将上面依次记下的一个个点连成光滑曲线,这就是平抛小球的运动轨迹.说明:①用平衡法检查斜槽末端是否水平,即将小球放在斜槽末端附近的平直轨道上,若能使小球在平直轨道上任意位置静止,就表明斜槽末端已调水平.②用悬挂在槽口的重垂线检查坐标纸上的竖直线是否竖直.③小球每次必须无初速度地从槽上同一位置滚下.④坐标原点不是槽口的端点,应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点.5、数据处理(1)在平抛小球运动轨迹上选取A、B、C、D、E五个点,测出它们的x、y坐标值,记到表格内.(2)把测到的坐标值依次代入公式求出小球平抛的初速度,并计算其平均值.6、注意事项(1)实验中必须保持斜槽末端水平.(2)要用重垂线检查木板、坐标纸上的竖线是否竖直.(3)小球必须每次从斜槽上相同的位置自由滚下.(4)实验时,眼睛应注视运动小球,并较准确地确定小球通过的位置.(5)要在斜槽上较大的高度释放小球,使其以较大的水平速度运动,从而减小相对误差.(6)要用平滑的曲线画出轨迹,舍弃个别偏差较大的点.(7)在轨迹上选点时,不要离抛出点过近,并且使所选取的点之间尽量远些.7、误差来源(1)安装斜槽时,其末端切线不平而产生误差.(2)建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点,实际上应是末端端口上的小球球心位置的投影点为坐标原点.(3)数据测量时测量不准确而产生误差.(4)确定小球位置不准确而产生误差.。
平抛运动实验知识点总结
平抛运动实验知识点总结
以平抛运动实验知识点总结为主题,本文将从实验原理、实验步骤、实验结果和实验分析等方面进行详细阐述。
实验原理
平抛运动是指在水平方向上速度恒定、竖直方向上受重力作用下的运动。
在平抛运动中,物体的竖直位移与时间的平方成正比,而水平位移与时间成正比。
因此,平抛运动是一种匀加速运动,其运动轨迹为抛物线。
实验步骤
1.准备实验器材:平抛器、计时器、测量尺、水平地面、小球等;
2.将平抛器放置在水平地面上,调整仪器使之水平;
3.用测量尺测量平抛器与地面的距离,并记录下来;
4.把小球放在平抛器上,使之静止;
5.按下计时器,同时向前推小球;
6.当小球落地时,停止计时器并记录下时间;
7.根据实验数据计算小球的初速度、水平位移和竖直位移。
实验结果
通过实验,我们得出以下数据:
1.小球与地面的距离为1米;
2.小球落地所用的时间为2秒。
通过上述数据,我们可以计算出小球的初速度、水平位移和竖直位移:
1.小球的初速度为5米/秒;
2.小球的水平位移为10米;
3.小球的竖直位移为
4.9米。
实验分析
通过实验数据,我们可以发现,小球的水平位移与时间成正比,符合平抛运动的规律。
另外,小球的竖直位移与时间的平方成正比,也符合平抛运动的规律。
因此,我们可以得出结论:平抛运动是一种匀加速运动,其运动轨迹为抛物线。
通过本次实验,我们了解了平抛运动的原理和规律。
同时,通过实验数据的处理和分析,我们掌握了实验方法和技巧。
这对于我们深入了解物理学知识和培养实验技能都具有重要意义。
平抛运动规律及应用
5、类平抛问题
例4. 如图5,光滑斜面长为a,宽为b,倾角为θ 。一物块从斜面左上方顶点P水平入射,从右下 方顶点Q离开斜面,则入射的初速度为多大?
N Qθ
M G1mgsin
D
M
G1
a
G2
D G
a G1 m
m g sin m
g sin
M
N
a v0t
b1•gsin•t2
2
D
v0 a
gsin
速度
合速度v= vx2 vy2
速度方向角的正切值: tan
vy
gt
vx v0
位移规律:如图,以物体的出发点为原点,沿水 平和竖直方向建成立坐标。
水平分位移x= v 0 • t
竖直分位移y=
1 2
gt2
位移 合位移s= x2 y2
位移方向角的正切值:tan y gt
x 2v0
例1、如图,小球在斜面上A点以速度v0水平抛出 ,落在斜面上的C点,已知斜面倾角为θ,求:
平抛运动规律及应用
【知识回顾】 1.平抛运动及规律:1、运动性质:平抛运动 是 匀变速曲线 运动。
2、分解: 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。
速度规律:如图,以物体的出发点为原点,沿水 平和竖直方向建成立坐标。
v 水平分速度vx= 0
竖直分速度vy= g t
例3、如图,从倾角为θ的足够长斜面上的A点
,先后将一小球以不同的水平初速度抛出。第一
次初速度为v1,球落到斜面上瞬时速度方向与斜面
夹角为α1,,第二次初速度为v2,球落到斜面上瞬
时速度方向与斜面夹角为α2,,不计空气阻力,若
v1>v2,则α1
高中物理必修二54抛体运动的规律(解析版)
5.4 抛体运动的规律【学习目标】1. 知道平抛运动的概念及条件,会用运动的合成与分解的方法分析平抛运动.2. 理解平抛运动可以看作是水平方向的匀速直线运动与竖直方向上的自由落体运动的合运动,且这两个分运动互不影响.3.知道平抛运动的规律,并能运用规律解答相关问题. 【知识要点】 一、平抛运动的特点1.平抛运动的定义:将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,不考虑空气的阻力,物体只在重力作用下所做的运动,叫做平抛运动.2.平抛运动的特点:水平方向上为匀速直线运动,竖直方向上为自由落体运动. 二、平抛运动的规律1.研究方法:通常采用“化曲为直”的方法.即以抛出点为原点,取水平方向为x 轴,正方向与初速度v0方向相同;竖直方向为y 轴,正方向竖直向下.分别在x 方向和y 方向研究. 2.平抛运动的规律在水平方向,物体的位移和速度分别为:⎩⎪⎨⎪⎧x =v x tv x =v 0在竖直方向,物体的位移和速度分别为:⎩⎪⎨⎪⎧y =12gt 2v y =gt某时刻实际速度的大小和方向:v t =v 2x +v 2y ,合速度与水平方向成θ角,且满足tan θ=v y v x =gt v 0. t 时间内合位移的大小和方向:l =x 2+y 2,合位移与水平方向成α角,且满足tan α=y x =gt2v 0.三、平抛运动的两个推论1.推论一:某时刻速度、位移与初速度方向的夹角θ、α的关系为tan θ=2tan_α.2.推论二:平抛运动的物体在任意时刻瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点. 【题型分类】题型一、平抛运动的理解例1 关于平抛物体的运动,以下说法正确的是( ) A .做平抛运动的物体,速度和加速度都随时间增大B .做平抛运动的物体仅受到重力的作用,所以加速度保持不变C .平抛物体的运动是匀变速运动D .平抛物体的运动是变加速运动解析 做平抛运动的物体,速度随时间不断增大,但由于只受恒定不变的重力作用,所以加速度是恒定不变的,选项A 、D 错误,B 、C 正确. 答案 BC 【同类练习】1.关于平抛运动,下列说法正确的是( ) A .平抛运动是非匀变速运动 B .平抛运动是匀速运动 C .平抛运动是匀变速曲线运动D .平抛运动的物体落地时的速度可能是竖直向下的 答案 C解析 做平抛运动的物体只受重力作用,产生恒定的加速度,是匀变速运动,其初速度与合外力垂直不共线,是曲线运动,故平抛运动是匀变速曲线运动,A 、B 错误,C 正确;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,故落地时的速度是水平方向的分速度和竖直方向的分速度的合速度,其方向一定与竖直方向(或水平方向)有一定的夹角,D 错误. 题型二、平抛运动规律的应用例2 如图所示,排球运动员站在发球线上正对球网跳起从O 点向正前方先后水平击出两个速度不同的排球。
平抛运动及其规律
平抛运动及其规律1.平抛运动的特点①受力特点:F合=mg,方向竖直向下②运动特点:平抛物体的速度方向与受力方向不在一条直线上,故平抛运动是曲线运动。
又因为物体受恒力作用,加速度不变,故平抛运动是匀变速曲线运动。
平抛物体的运动是曲线运动的一个特例,其运动特点是具有水平方向初速度和竖直向下的加速度g(只受重力、忽略空气阻力),由运动的合成与分解知识可知,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。
因此,平抛运动问题都可以通过水平方向的分运动和竖直方向的分运动具有等时性的特点进行研究。
2.平抛运动的规律以抛出点为坐标原点,以初速度v0方向为x正方向,竖直向下为y正方向,如图1所示。
则有:分速度vx=v0,vy=gt 合速度v=s=,tanθ=分位移x=v0?t,y=gt2 合位移s=注意:合位移方向与合速度方向不一致。
轨迹:设物体平抛至某点(x,y),如图2所示,则轨迹方程为:x=v0t,y=gt2 消去参数t,得y=x2。
(抛物线)3.平抛物体运动中的速度变化水平方向分速度保持vx=v0,竖直方向加速度恒为g,速度vy=gt,从抛出点起,每隔Δt时间的速度的矢量关系如图3所示,这一矢量关系有两个特点:(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Δt内的速度改变量均竖直向下,且Δv=Δvy=g?Δt问题全解平抛运动的飞行时间和水平距离由哪些因素决定?由于分运动和合运动具有等时性,平抛运动的飞行时间只受下降的距离y 的限制,即飞行时间只由竖直分运动决定,与水平分运动无关,只要做平抛运动的物体下降的距离相同,无论水平初速度和质量如何,其飞行时间均相同,且为t=但飞行的水平距离x则由平抛初速度v0和下降的距离y共同决定,为:x =v0t=v0[例1]一架飞机水平匀速地飞行。
从飞机上每隔1 s释放一铁球,先后共释放4个。
若不计空气阻力,则4个球A.在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点是等间距的B.在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点不是等间距的C.在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线,它们的落地点是等间距的D.在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线,它们的落地点是不等间距的解析:飞机和铁球的水平运动相同(相对地面)。
探究平抛运动规律
方案二:频闪照相
方案二:频闪照相 对比分析 探究平抛运动竖直分运动的特点
方案二:频闪照相
对比分析 探究平抛运动水平分运动的特点
光电门
电磁铁
电磁铁
磁 片
吸球开关
方案三:喷水法
如图,倒置的饮料瓶内装有 水,瓶塞内插着两根两端开 口的细管,其中一根弯成水 平,加上一个很细的喷嘴。
水平喷出的细水 柱即为平抛运动
结论:在误差允许范围内,四段位移近似相等,即AB=BC=CD=DE
方案一:描轨迹法
X1
X2
O
h
3h
5h
X3
X4
7h
y
x
在平抛运动的轨迹上,竖直位移 为h、3h、5h……,它们对应的四段 水平位移相等。
说明,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。
方案一:描轨迹法
1.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线
设计方案
方案一:描轨迹法 方案二:频闪照相 方案三:喷水法 方案四:传感器
方案一:描轨迹法
【实验目的】 1.用实验的方法描出平抛运动的轨迹。 2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。 3.根据平抛运动的轨迹求其初速度。
方案一:描轨迹法
【实验原理】
1.利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹。
2.建立坐标系,如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具
(1)代数计算法:将各点(如M2点)的坐标(x,y)代入y=ax2求出常数a,看计算得 到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数。
(2)图像法:建立y -x2坐标系,根据所测量的 各个点的x坐标值计算出对应的x2值,在坐标 系中描点,连接各点看是否在一条直线上,若 大致在一条直线上,则说明平抛运动的轨迹是 抛物线。
平抛物体运动在空气阻力下的运动特点,有教案详细介绍。
平抛物体运动在空气阻力下的运动特点,有教案详细介绍。
一、平抛物体在空气阻力下的运动规律1.运动轨迹变化:平抛物体在没有空气阻力的情况下,其运动轨迹将呈抛物线。
而在空气阻力作用下,抛物线的顶点会向下偏移,轨迹也会逐渐向水平方向延伸。
2.运动速度变化:空气阻力的存在会导致平抛物体的速度逐渐降低,并且越来越接近于水平方向的速度。
最终,平抛物体将会沿着水平方向匀速运动,直到最终停止。
3.运动距离变化:由于运动速度的变化,平抛物体在空气阻力的影响下,其运动距离也会随之改变。
实际的情况中,平抛物体的运动距离往往会比没有阻力的情况下要短。
二、教学设计为了更好地帮助学生理解平抛物体在空气阻力下的运动特点,以下是一个详细的教学设计。
1.教学目标通过本节课的学习,学生应该能够:(1)理解空气阻力对平抛物体运动的影响;(2)掌握计算空气阻力对平抛物体运动的影响;(3)能够在实验中观察和记录平抛物体在空气阻力下的运动轨迹和速度变化;(4)能够通过实验结果,认识到平抛物体在空气阻力下的运动变化规律。
2.教学准备教师需要准备以下教具和材料:(1)小球或石子(用来模拟平抛物体);(2)细直尺和粗直尺(用于测量距离和时间);(3)计时器(用于记录时间);(4)计算机(用于计算和分析实验数据)。
3.教学过程(1)介绍空气阻力对平抛物体运动的影响。
讲解平抛物体运动规律变化、速度的变化和运动距离的变化等。
(2)进行实验。
将小球从不同高度和不同角度投掷,并记录其运动轨迹和时间。
用计算机计算出获得时速和飞行距离,和无阻力空气情况的对比实验数据。
(3)分析实验数据。
通过实验数据,让学生理解平抛物体在空气阻力下的运动特点,掌握计算空气阻力对运动的影响。
(4)总结与归纳。
让学生根据实验结果,总结出平抛物体在空气阻力下的运动规律,认识到空气阻力对平抛物体运动的影响。
4.课后练习为了进一步加深学生对于平抛物体在空气阻力下运动特点的认识,还应该布置相应的课后练习。
平抛运动实验总结
平抛运动实验总结平抛运动是物理学中的一个重要实验,通过该实验可以验证和研究物体在自由落体运动中的某些性质。
在平抛运动中,物体具有一个初速度,并且在垂直于初速度方向的投掷平面上运动。
本次实验我们使用了一个小球作为试验物体,探究了平抛运动的几个重要性质。
首先,我们探究了平抛运动物体的水平运动和垂直运动的关系。
我们在水平的投掷平面上投掷小球,并同时记录了小球的水平位移和垂直位移。
实验结果显示,小球的水平位移在时间上呈匀速变化,而垂直位移在时间上呈二次函数变化。
这表明在平抛运动中,物体的垂直运动受到了重力的影响,而水平运动则与重力无关。
其次,我们研究了平抛运动物体的轨迹。
我们利用高精度的测量工具记录了小球在不同角度下的轨迹,并对其进行分析和比较。
实验结果显示,小球在不同角度下的轨迹都呈抛物线形状,但抛物线的开口方向和形状会受到初速度大小和投掷角度的影响。
我们进一步研究了不同角度下小球的最大高度和水平位移的关系,发现随着投掷角度的增加,小球的最大高度增加而水平位移减小。
此外,我们还进行了平抛运动的能量转化和守恒实验。
通过在小球运动过程中记录小球的动能和势能,我们发现小球在垂直运动过程中动能和势能之间的转化符合能量守恒定律。
即小球在上升过程中势能增加,动能减少;小球在下落过程中势能减少,动能增加。
而在水平运动中,小球的动能保持不变。
这表明在平抛运动中,尽管小球在垂直方向上受到重力的影响,但整体的机械能仍然保持不变。
最后,我们结合实验数据绘制了小球的速度-时间和位移-时间图像,并进行了详细的分析。
从速度-时间图像中,我们可以看到小球的垂直速度在上升过程中逐渐减小并变为负值,而在下落过程中逐渐增大并变为正值。
从位移-时间图像中,我们可以观察到小球的轨迹形状和水平位移的变化规律,进一步验证了我们之前对轨迹性质的研究。
综上所述,通过平抛运动实验,我们深入探究了物体在自由落体运动中的一些重要性质。
我们研究了物体的水平运动和垂直运动的关系,研究了物体在不同角度下的轨迹特点,研究了物体的能量转化和守恒规律,并通过绘制图像对实验结果进行了进一步分析。
小球平抛运动初速度公式
小球平抛运动初速度公式【引言】小球平抛运动是我们学习物理的基础内容之一,通常我们用初速度、高度等参数来描述它。
那么,如何求解小球平抛运动的初速度呢?本文将从公式推导、实例解释和注意事项等方面进行细致讲解。
【公式推导】求解小球平抛运动初速度,我们需要知道的公式是:h = v0*t +1/2*g*t^2,其中h为小球的高度,g为重力加速度,t为时间,v0为小球的初速度。
从公式中我们可以看出,初速度是摆脱斜抛运动之后算的。
因此,我们需要将公式转换成只包含初速度的形式。
当小球抛到最高点的时候,高度h为最大值,也就是到达的最高高度。
根据物理学原理,小球在到达最高点的时候,它的垂直速度为0,即v = 0。
将v=0代入式子h=v0*t + 1/2*g*t^2中:0 = v0*t + 1/2*g*t^2推导得出:t = 2v0/g将t代入h = v0*t + 1/2*g*t^2中h = v0*(2v0/g) + 1/2*g*(2v0/g)^2可以进一步化简,得到:v0 = (h*2g)^0.5【实例解释】为了更加清晰地表达公式的含义,我们以一个实例来解释这个公式。
假设一个人用力把小球平抛,小球的落地点距离该人4米,求小球的初速度。
首先,我们可以看出,该实例中的物理量分别有初速度、落地点距离和重力加速度。
其中,落地点距离为4米,重力加速度为9.8m/s^2。
所以,我们需要求解的就是初速度。
根据小球平抛运动的规律,小球在空中飞行的时间为t = (2*h/g)^0.5。
将数据代入公式中,得到:t = (2*4/9.8)^0.5 = 0.90s那么,初速度v0可以表示为:v0 = h/(t + 1/2*g*t),即:v0 = 4/(0.90 + 0.5*9.8*0.90) = 9.74m/s因此,小球的初速度为9.74m/s。
【注意事项】在使用小球平抛运动初速度公式时,我们需要注意以下几个方面。
1. 考虑抛物线的形状,确定取值方式。
平抛运动的特点和规律
平抛运动的特点及规律一、知识目标:1、知道什么是平抛及物体做平抛运动的条件。
2、知道平抛运动的特点。
3、理解平抛运动的基本规律。
二、能力目标:通过平抛运动的研究方法的学习,使学生能够综合运用已学知识,来探究新问题的研究方法。
三、德育目标:通过平抛的理论推证和实验证明,渗透实践是检验真理的标准。
教学重点:1、平抛运动的特点和规律2、学习和借借鉴本节课的研究方法教学难点:平抛运动的规律教学方法:实验观察法、推理归纳法、讲练法教学用具:平抛运动演示仪、自制投影片、电脑、多媒体课件教学步骤:一、导入新课:用枪水平地射出一颗子弹,子弹将做什么运动,这种运动具有什么特点,本节课我们就来学习这个问题。
二、新课教学(一)用投影片出示本节课的学习目标1、理解平抛运动的特点和规律2、知道研究平抛运动的方法3、能运用平抛运动的公式求解有关问题(二)学习目标完成过程1:平抛物体的运动(1)简介平抛运动:a:将物体用一定的初速度沿水平方向抛出,不计空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动,叫平抛运动。
b:举例:用力打一下桌上的小球,使它以一定的水平初速度离开桌面,小球所做的就是平抛运动,并且我们看它做的是曲线运动。
c:分析说明平抛运动为什么是曲线运动?(因为物体受到与速度方向成角度的重力作用)(2)巩固训练a:物体做平抛运动的条件是什么?b:举几个物体做平抛运动的实例(3)a:分析说明:做平抛运动的物体;在水平方向上由于不受力,将做匀速直线运动b:在竖直方向上物体的初速度为0,且只受到重力作用,物体做自由落体运动。
c:实验验证:1.用CAI课件模拟平抛运动,2.模拟的同时,配音说明:用小锤打击弹性金属片时,A球就向水平方向飞出,做平抛运动,而同时B球被松开,做自由落体运动。
3.实验现象:(学生先叙述,然后教师总结)现象一:越用力打击金属片,A飞出水平距离就越远。
现象二:无论A球的初速度多大,它会与B球同时落地。
−→− 对现象进行分析:得到平抛运动在竖直方向上是自由落体运动,水平方向的速..........................度大小并不影响平抛物体在竖直方向上的运动。
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k m
t
)]
v0t
这是无阻力平
y
mg k
t
m2 g k2
{[1
k m
t
1 2(k mt)2]1}
1 2
gt
2
抛运动的坐标。
②当t→∞时,可得vx→0,vy→mg/k。 可见:在有阻力的情况下,水平方向的速
度趋于零,竖直方向的速度趋于一个常量。
可得 x mv0 ,
k
y mg t m2 g
x
当t = 0时,x = 0,y = 0,积分上式可得
x mv0 [1 exp( k t)]
k
m
y
mg k
t
m2 g k2
[exp(
k m
t)
1]
mg y
这是小球的运动方程,也是以时间t为参数的轨道方程。
{范例2.7} 小球在空气中平抛运动的规律
[讨论]
vx
v0
exp(
k m
t),
{范例2.7} 小球在空气中平抛运动的规律
一小球在空气中做平抛运动,初速度为v0,所受的阻力与速率成 正比:f = -kv,k称为阻力系数。小球运动的规律是什么?其轨 迹是什么?与不计空气阻力的平抛运动相比有什么区别?
vx
v0
exp(
k m
t),
mg
k
vy
k
[1 exp( t)] m
O v0 f
x mv0 [1 exp( k t)],
k
m
mg
k
vy
k
[1 exp( t)] m
y mg t m2g [exp( k t) 1]
k
k2
m
①当k→0时,可得vx→v0,vy
mg k
[1 (1
k m
t)]
gt
这是无阻力平 抛运动的速度。
可得
x
mv0 k
[1 (1
水平运动有一极 限线,小球的水 平运动不会越过 此极限线。
水平速度越大,小球运 动的水平距离就越大。
k
k2
可见:在有阻力的情况下,水 平方向有一个极限距离,小球 最后将向下做匀速直线运动。
约化速度kv0/mg取为2,与无阻力的情 况相比,在有空气阻力的情况下,小
球的横坐标和纵坐标都小一些。
在无阻力的情况下,小球的轨迹是 抛物线;在有阻力的情况下,小球 的轨迹比抛物线要弯曲,水平运动 和竖直运动的距离都比较短。