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．如图所示的装置中，在A端用外力F把一个质量为m的小球沿倾角为30°的光滑斜面匀速向上拉动，已知在小球匀速运动的过程中，拴在小球上的绳子与水平固定杆之间的夹角从45°变为90°，斜面体与水平地面之间是粗的，并且斜面体一直静止在水平地面上，不计滑轮与绳子之间的摩擦．则在小球匀速运动的过程中，下列说法正确的是
A．外力F一定增大
B．地面对斜面体的静摩擦力始终为零
C．绳子对水平杆上的滑轮的合力一定大子于绳子的拉力
D．绳子A端移动的速度大小等于小球沿斜面运动的速度大小
2．如图所示，边长为L、电阻为R的正方形金属线框abcd放在光滑绝缘水平面上，其右边有一磁感应强度大小为B、方向竖直向上的有界匀强磁场，磁场的宽度为L，线框的ab边与磁场的左边界相距为L，且与磁场边界平行．线框在某一水平恒力作用下由静止向右运动，当ab边进入磁场时线框恰好开始做匀速运动．根据题中信息，下列物理量可以求出的是（）
A．外力的大小
B．匀速运动的速度大小
C．通过磁场区域的过程中产生的焦耳热
D．线框完全进入磁场的过程中通过线框某横截面的电荷量
3．光滑绝缘的水平桌面上方存在垂直桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B俯视图如图所示。

一个质量为2m、电荷量为q的带正电小球甲静止在桌面上，另一个大小相同、质量为m的不带电小球乙，以速度v0沿两球心连线向带电小球甲运动，并发生弹性碰撞。

假设碰撞后两小球的带电量相同，忽略两小球间静电力的作用。

则下列关于甲、乙两小球碰后在磁场中的运动轨迹，说法正确的是
A．甲、乙两小球运动轨迹是外切圆，半径之比为2︰1
B．甲、乙两小球运动轨迹是外切圆，半径之比为4︰1
C．甲、乙两小球运动轨迹是内切圆，半径之比为2︰1
D．甲、乙两小球运动轨迹是内切圆，半径之比为4︰1
4．一滑块做直线运动的v﹣t图象如图所示，下列说法正确的是（）
A．滑块在2s末的速度方向发生改变
B．滑块在4s末的加速度方向发生改变
C．滑块在2～4s内的位移等于4～6s内的位移
D．滑块在0～2s内的平均速度等于2～4s内的平均速度
5．如图所示，为一光电管电路，滑动变阻器触头位于ab上某点，用光照射光电管阴极，电表无偏转，要使电表指针偏转，可采取的措施有 ( )
A．加大照射光的强度
B．换用波长短的光照射
C．将P向b滑动
D．将电源正、负极对调
6．如图所示，倾角为θ的斜面A固定在水平地面上，质量为M的斜劈B置于斜面A上，质量为m的物块
C置于斜劈B上，A、B、C均处于静止状态，重力加速度为g。

下列说法错误的是( )
A．BC整体受到的合力为零
B．斜面A受到斜劈B的作用力大小为Mgcosθ+mg
C．斜劈B受到斜面A的摩擦力方向沿斜面A向上
D．物块C受到斜劈B的摩擦力大小为mgcosθ
二、多项选择题
7．如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x＝2 m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象，下列说法正确的是：
A．这列波沿x轴正方向传播
B．这列波的传播速度是20 m/s
C．经过0.1 s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向
D．经过0.35 s时，质点Q距平衡位置的距离大于质点P距平衡位置的距离
8．如图所示，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，M是平衡位置距O点5m的质点，虚线是t2=（t1+0.2）s时刻的波形图。

下列说法中，正确的是（）
A．该波遇到长度为3米的障碍物时将会发生明显衍射现象
B．波速可能为
C．该波的周期可能为
D．若波速为，该波一定沿着x轴负方向传播
E. 若波速为15ms，从到时刻，质点M运动的路程为60cm
9．如图所示，左侧为光滑曲面的滑块A放置在光滑水平地面上，曲面末端与水平地面相切，让物块B由静止开始沿滑块A的光滑曲面下滑，则物块B从开始运动至到达曲面底端的过程中，下列说法正确的是
A．滑块A和物块B组成的系统动量不守恒
B．物块B减小的重力势能等于滑块A增加的动能
C．滑块A所受合外力的冲量为零
D．物块B所受支持力冲量的大小大于其所受重力冲量的大小
10．以初速度v0水平抛出的物体，当竖直方向的分位移与水平方向的分位移相等时（）
A．竖直分速度与水平分速度大小相等
B．瞬时速度大小vt=
C．运动的时间t=
D．位移大小等于s=
三、实验题
11．如图所示，地面上有一固定的斜面体ABCD，其ＡＢ边的长度S=2m，斜面倾角为37°。

光滑水平地面上有一块质量M=3Kg的足够长的木板紧挨着斜面体静止放置。

质量为m＝1kg物体由A点静止滑下，然后从B点滑上长木板（由斜面滑至长木板时速度大小不变），已知物体与斜面体的动摩擦因数为0.25，物体与长木板的动摩擦因数为0.3，g=10m/s2 ，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。

求：
（1）物体到达斜面底端B点时的速度大小；
（2）物体从B点滑上长木板时，物体和长木板的加速度。

（3）物体在长木板上滑行的最大距离。

12．小华同学在做“用打点计时器测速度”的实验时,从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条纸带,已知打点计时器使用的电源频率为50 Hz,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,各计数点到0点的距离如纸带上所示．
（1）图中两计数点的时间间隔为T=_____________ s．
（2）根据纸带提供的信息,小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、6这五个计数点时小车的速度,请你帮助他计算出打下计数点5时小车的速度V5=_____结果保留3位有效数字
计数点 1 2 3 4 5 6
t 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
v 0.358 0.400 0.440 0.485 0.570
（3）以速度v为纵轴、时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系,根据表中的v、t数据,在坐标系中描点,并作出小车运动的图象．
（_____）
（4）根据图象可知,小车运动的加速度大小为_______ 结果保留2位有效数字．
四、解答题
13．如图所示，两质量分别为M1=M2=1.0kg的木板和足够高的光滑凹槽静止放置在光滑水平面上，木板和光滑凹槽接触但不粘连，凹槽左端与木板等高。

现有一质量m=2.0kg的物块以初速度v o=5.0m/s从木板左端滑上，物块离开木板时木板的速度大小为1.0m/s，物块以某一速度滑上凹槽。

已知物块和木板间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取10m/s2。

求：
①木板的长度；
②物块滑上凹槽的最大高度.
14．如图纸面内的矩形 ABCD 区域存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，对边 AB∥CD、AD∥BC，电场方向平行纸面，磁场方向垂直纸面，磁感应强度大小为 B.一带电粒子从AB 上的 P 点平行于纸面射入该区域，入射方向与 AB 的夹角为θ（θ<90°），粒子恰好做匀速直线运动并从 CD 射出。

若撤去电场，粒子以同样的速度从P 点射入该区域，恰垂直 CD 射出.已知边长 AD=BC=d，带电粒子的质量为 m，带电量为 q，不计粒子的重力.求：
(1)带电粒子入射速度的大小；
(2)带电粒子在矩形区域内作直线运动的时间；
(3)匀强电场的电场强度大小。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 A D B D B B
二、多项选择题
7．AB
8．ADE
9．AD
10．BCD
三、实验题
11．(1) (2) (3)
12．1 0.523 0.40----0.45
四、解答题
13．①0.8m；②0.15m.
14．（1）（2）（3）
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．在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，先配制好浓度（单位体积溶液中含有纯油酸的体积）为η的油酸酒精溶液，并得到1滴油酸酒精溶液的体积为V用注射器在撒有均匀痱子粉的水面上滴l滴油酸酒精溶液，在水面上形成油酸薄膜，待薄膜形状稳定后测量出它的面积为S.关于本实验，下列说法正确的是
A．水面形成的油酸薄膜的体积为V
B．撒痱子粉是为了便于确定出油酸薄膜的轮廓
C．根据可以估测油酸分子的直径
D．根据可以估测油酸分子的直径
2．质量为m的物块沿着倾角为θ的粗糙斜面匀速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为μ.斜面对物块的作用力是( )
A．大小mg，方向竖直向上
B．大小mgcosθ，方向垂直斜面向上
C．大小mgsinθ，方向沿着斜面向上
D．大小μmg cosθ，方向沿着斜面向上
3．公园里，经常可以看到大人和小孩都喜欢玩的一种游戏——“套圈”，如图所示是“套圈”游戏的场景。

假设某小孩和大人站立在界外，在同一条竖直线上的不同高度分别水平抛出圆环，大人抛出圆环时的高度大于小孩抛出时的高度，结果恰好都套中前方同一物体。

如果不计空气阻力，圆环的运动可以视为平
抛运动，则下列说法正确的是（）
A．大人和小孩抛出的圆环在空中飞行的时间相等
B．大人和小孩抛出的圆环抛出时的速度相等
C．大人和小孩抛出的圆环发生的位移相等
D．大人和小孩抛出的圆环速度变化率相等
4．将正弦交流电经过整流器处理后，得到的电流波形刚好去掉了半周，如图所示，它的有效值是( )
A．2 A B． A C． A D．1 A
5．某物体做直线运动，运动时间t内位移为x，物体的－t图象如图所示，下列说法正确的是
A．物体的加速度大小为2m/s2
B．t=0时，物体的初速度为2m/s
C．t=0到t=1这段时间物体的位移为2m
D．t=0到t=2这段时间物体的平均速度为2m/s
6．“嫦娥三号”月球探测器成功完成月面软着陆，并且着陆器与巡视器(“玉兔号”月球车)成功分离，这标志着我国的航天事业又一次腾飞，下面有关“嫦娥三号”的说法正确的是( )
A．“嫦娥三号”刚刚升空的时候速度很小，加速度也很小
B．研究“玉兔号”月球车在月球表面运动的姿态时，可以将其看成质点
C．研究“嫦娥三号”飞往月球的运行轨道时，可以将其看成质点
D．“玉兔号”月球车静止在月球表面时，其相对于地球也是静止的
二、多项选择题
7．下列说法中正确的是。

A．在受迫振动中，物体振动的频率不一定等于驱动力的频率
B．做简谐运动的质点，经过四分之一周期，所通过的路程不一定等于振幅
C．变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场
D．双缝干涉实验中，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距将变小
E. 声波从空气传入水中时频率变大，波长不变
8．下列说法正确的是：（）
A．单晶体和多晶体在物理性质上均表现为各向异性
B．墨水滴入水中出现扩散现象，这是分子无规则运动的结果
C．不可能从单一热源吸收热量全部用来做功
D．缝衣针漂浮在水面上是表面张力作用的结果
9．将一小球以一定的初速度竖直向上抛出并开始计时，小球所受空气阻力的大小与小球的速率成正比，已知t2时刻小球落回抛出点，其运动的v–t图象如图所示，则在此过程中（）
A．t=0时，小球的加速度最大
B．当小球运动到最高点时，小球的加速度为重力加速度g
C．t2=2t1
D．小球的速度大小先减小后增大，加速度大小先增大后减小
10．长征运载火箭将“天宫二号”飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，地球的中心位于椭圆的一个焦点上。

“天宫二号”、运行几周后进行变轨，进入预定圆轨道，如图所示。

下列正确的是（）
A．天宫二号从A点开始沿椭圆轨道向B点运行的过程中，动能减小，机械能减小
B．“天宫二号”在椭圆轨道上的周期小于在预定圆轨道上的周期
C．“天宫二号”在椭圆轨道的B点的速度小于在预定圆轨道的B点的速度
D．“天宫二号”在椭圆轨道的B点的加速度小于在预定圆轨道的B点的加速度
三、实验题
11．如图所示，绝热气缸放在水平地面上，质量为m、横截面积为S的绝热活塞上下两室分别充有一定量的氢气A和氮气B(视为理想气体)，竖直轻弹簧上端固定，下端与活塞相连。

初始时，两室气体的绝对温度均为，活塞与气缸底部的间距为L，与顶部的间距为3L，弹簧劲度系数为(g为重力加速度大小)、原长为2L。

现对B缓慢加热，当弹簧处于原长状态时停止加热，此时A的绝对温度为，B的绝对温度为。

已知，求对B停止加热时A、B的压强各为多大?
12．读数：
小量程：_____、________、_______、_____
大量程：____、_____、_______、________
四、解答题
13．“10米折返跑”的成绩反应了人体的灵敏素质。

测定时，在平直跑道上，受试者以站立式起跑姿势站在起点终点线前，当听到“跑”的口令后，全力跑向正前方10米处的折返线，测试员同时开始计时。

受试者到达折返线处时，用手触摸折返线处的物体（如木箱），再转身跑向起点终点线，当胸部到达起点终点线的垂直面时，测试员停表，所用时间即为“10米折返跑”的成绩，设受试者起跑的加速度为，运动过程中的最大速度为4 m/s，快到达折返线处时需减速到零，加速度的大小为。

受试者在加速和减速阶段运动均可视为匀变速直线运动。

问该受试者“10米折返跑”的成绩为多少秒？
14．在真空中有两个完全相同的带电金属小球，所带电荷量分别为Q1=3×10-8C，Q2=-1×10-8C，它们之间的距离r=30m（r远大于小球的直径）。

静电力常量k = 9.0109N·m2/C2。

（1）求这两个点电荷之间的静电力大小F；
（2）若将两小球接触后放回原处，它们间的作用力是斥力还是引力？此时两小球的带电量各是多少？【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 B A D D C C
二、多项选择题
7．BCD
8．BD
9．AB
10．BC
三、实验题
11．
12．8V；0.36A；1V；0.4A；4V；1.8A；5V；2A 四、解答题
13．25s
14．（1）（2）斥力，均为1×10-8C。