(教师用书)高中物理 第五章第2节 平抛运动导学案 新人教版必修2

第2节 平抛运动

【学习目标】

1.会从理论上分析平抛运动水平方向和竖直方向的运动特点。

2.掌握平抛运动水平坐标和竖直方向的坐标随时间变化的规律，并会用这些规律解答有关问题。

3.掌握平抛运动水平分速度和竖直分速度随时间变化的规律，并会用这些规律解答有关问题。

【重点】平抛运动水平方向和竖直方向的运动特点。 【难点】用这些规律解答有关问题。

【知识回顾】牛顿第二定律，运动学公式 【自主导学】

1.根据牛顿第二定律和运动学公式，可推导出平抛运动的水平分位移和竖直分位移随时间变化的规律。

2.根据牛顿第二定律和运动学公式，可推导出平抛运动的水平速度和竖直速度随时间变化的规律。

3.斜抛运动的水平方向分运动是 。

4.研究平抛运动的位置随时间变化的规律时，应该建立一个坐标系。

5.由平抛运动的水平坐标和竖直坐标随时间的变化规律导出平抛运动的运动轨迹为 。 一、平抛物体的位置 1.研究的方法和分析思路

（1）坐标系的建立：以抛出点为 ，以水平抛出的方向为 轴的方向，以竖直向下的方向为 轴的正方向。

（2）水平方向上的受力情况及运动情况：由于小球在平抛运动过程只受 作用，小球在水平方向不受力的作用，故水平方向没有 ，水平方向的分速度v 0保持不变。 （3）竖直方向上的受力情况及运动情况：在竖直方向，根据牛顿第二定律，小球在重力的作用下产生的加速度为 ，而在竖直方向上的初速度为 。 2.位置的确定

（1）水平坐标：由于水平方向的分速度保持v 0不变，运动中小球的水平坐标随时间变化的规律是x = 。

（2）竖直坐标：小球在竖直方向产生的加速度为 ，竖直方向初速度为 ，根据运动学的规律，小球在竖直方向的坐标随时间变化的规律是y = 。 二、平抛物体的速度 1.水平速度v x

初速度为v 0的平抛运动，水平方向受力为零，故在时刻t 的水平分速度v x = 。 2.竖直分速度

平抛运动的竖直初速度为 ，竖直方向只受重力，根据牛顿第二定律可知，加速度为重力加速度 ，由运动学公式可知，竖直分速度v y = 。 三、平抛运动的轨迹

1.平抛小球水平方向坐标为x=v 0t ，竖直方向坐标为2

2

1gt y

，联立这两个式子消去t ，可得到平抛物体的轨迹方程：y = 。式中 、 都是与x 、y 无关的常量，这正是

初中数学中的函数的图象，是一条线。即平抛物体运动的轨迹是一条线。

2.进一步的拓展—斜抛运动

（1）斜上抛运动的受力情况：在水平方向上不受力，加速度是；在竖直方向只受，加速度大小为。

（2）斜上抛物体的初速度为v0，与水平方向间的夹角为θ，则此速度沿水平方向的分量v x= ，

v y= 。

（3）求解斜上抛运动的方法：水平方向为运动；竖直方向为初速度为的匀速直线运动，加速度a= 。

3.合速度

（1）大小：若知v x和v y的值，按照数学上的定理，可求得t时刻平抛运动速度大小v t= 。

（2）方向：根据v x和v y的值，按照三角函数知识，可求得t时刻瞬时速度的方向跟水平方向夹角θ的正切值tanθ= 。

例题精析

例题1在490m的高空，以240m/s的速度水平飞行的轰炸机追击一鱼雷艇，该艇正以25m/s 的速度与飞机同方向行驶。飞机应在鱼雷后面多远处投下炸弹，才能击中该艇？（g取9.8m/s2）

解析：

训练1一个物体以速度v水平抛出，不计空气阻力，经过时间t击中竖直墙壁，求这段时间内物体通过的位移大小和击中墙壁时的速度方向。

例题2以9.8m/s的水平初速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角θ=30°的斜面上，则物体飞行的时间是多少？（g取9.8m/s2）

解析：

训练2一个物体以速度v水平抛出，不计空气阻力，落地时速度方向与水平地面的夹角为θ，求平抛运动的时间和抛出时的高度。

夯实基础

1.从理论上对抛体运动规律的分析，下列说法正确的是（）

A.抛体运动的物体只受到重力的作用，故质量不同的物体做抛体运动的加速度不一样

B.抛体运动的物体在水平方向所受外力为零，故在水平方向没有加速度

O Q

x y

P(x 0 y 0) 图5-7 C.同一个物体做斜抛运动和平抛运动时的受力情况不一样，所以轨迹不一样 D.不同物体做抛体运动时的合力可能不同，但它们做抛体运功的加速度一样 2.对平抛运动，由下列条件可以确定物体初速度的是（ ） A.已知水平位移 B.已知下落高度 C.已知落地速度、下落高度 D.已知全程位移的大小和方向

3.关于抛体运动的轨迹，正确的是（ ）

A.抛体运动的轨迹都是抛物线

B.抛体运动的轨迹都是反比例曲线

C.平抛运动的轨迹都是抛物线

D.平抛运动的轨迹都是反比例曲线

4.一个质量为m 的物体，从距地面高度为h 处以初速度v 0水平抛出，不计空气阻力，物体在空中运动的水平位移是由下列哪个选项中的物理量决定的（ ）

A.质量m 和初速度v 0

B. 初速度v 0和高度h

C. 质量m 和高度h

D. 高度h 5.如图5-7所示，将小球从坐标原点沿水平轴ox 抛出，经一段时间到达P

点，其坐标为（x 0,y 0）。作小球轨迹在P 点的切线并反向延长与ox 轴相交

于Q 点，则Q 点的横坐标为（ ）

A.x 0/5

B.3x 0/10

C. x 0/2

D. 3x 0/4

6.一个质点从A 点被水平抛出，不计空气阻力，要想击中B 点（已知A 、B 之间的距离为L ，AB 连线与水平方向的夹角为θ），由此可求得（ ）

A.由A 到B 的时间为g L /2

B.由A 到B 的运动时间为g L /cos 2θ

C. 由A 到B 的时间为g L /sin 2θ

D.由于初速度未知，以上结论都不对

7.以初速度v 0水平抛出一物体，当其竖直分位移与水平分位移相等时，此物体的（ ） A.竖直分速度等于水平分速度 B.瞬时速度为05v

C.运动时间为g v 02

D.运动的位移是g

v 2

2

8.枪管AB 对准小球C ，A 、B 、C 在同一水平线上，已知BC=100m 。当子弹射出枪口B 时，C

球自由落下。若小球C 落下20m 时被击中，则子弹离开枪口时的速度为（g 取10m/s 2

）（ ） A.20m/s B.30m/s C.40m/s D.50m/s 知能提升

9.一架飞机以150m/s 的速度在高空某一水平面上做匀速直线飞行。相隔1s 先后从飞机上落下M 、N 两物体。不计空气阻力，在运动过程中它们的位置关系是（ ）

A.M 在N 前150m

B.M 在N 后150m

C.M 在N 正下方，保持4.9m 的距离

D.M 在N 正下方距离随时间增大

10.火车以1m/s 2

的加速度在平直轨道上加速行驶，车厢中一乘客把手伸到窗外，从距地面2.5m 高处自由释放一物体，若不计空气阻力，则物体落地时与乘客的水平距离为（g 取

10m/s 2

）（ ）

A.0

B.0.5m

C.0.25m

D.0.75m 出类拔萃 思维升华

在解决平抛运动的问题时，将平抛运动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，时间相同是两分运动联系的桥梁。