高中物理必修二平抛运动
高一物理必修二平抛知识点
高一物理必修二平抛知识点导语:在高中物理学习过程中,平抛运动是一个重要的知识点。
平抛即是指物体在水平方向上做匀速直线运动的同时,在竖直方向上做匀变速直线运动的运动方式。
本文将从平抛的定义、运动规律、相关公式以及实际应用等方面进行论述,帮助读者深入理解和掌握高一物理必修二平抛知识点。
1. 平抛的定义平抛是指物体在水平方向上受到初速度,只受到重力的作用,在竖直方向上做匀变速直线运动。
平抛的特点是物体在竖直方向上以一定的初速度抛出后,其竖直方向上的速度会逐渐减小,直至为0,然后开始下落。
2. 平抛运动的规律(1)平抛的运动轨迹为抛物线。
由于物体在水平方向上做匀速直线运动,而竖直方向上受到重力的作用,所以物体在垂直方向上的运动可以用自由落体运动来描述。
将这两个运动合成起来,就形成了物体的平抛运动轨迹为抛物线的特点。
(2)平抛运动在水平方向上的速度保持不变,而在竖直方向上的速度逐渐减小。
这是因为在平抛过程中,物体受到的只有重力的竖直向下的作用力,没有任何竖直向上指向的力。
(3)平抛到达最高点时,竖直方向的速度为0,称之为抛物线的顶点。
(4)平抛运动的时间是由竖直方向的运动决定的,水平方向的速度决定了平抛的距离。
3. 相关公式(1)平抛运动的位移公式为:y = V₀t + (1/2)gt²,其中y为竖直方向上的位移,V₀为初速度,g为重力加速度,t为时间。
由于平抛运动是在竖直方向上的运动,所以我们可以根据该公式计算物体在竖直方向上的位移。
(2)平抛运动的速度公式为:v = V₀ + gt,其中v为竖直方向上的速度,V₀为初速度,g为重力加速度,t为时间。
该公式可以用来计算平抛运动在竖直方向上的速度。
(3)平抛运动的时间公式为:t = 2V₀/g,其中t为平抛运动的总时间,V₀为初速度,g为重力加速度。
该公式可以用来计算平抛运动所花费的总时间。
4. 实际应用平抛运动在现实生活中有许多实际应用,例如:(1)投掷运动:在投掷项目中,运动员需要准确地控制力的大小和方向,使物体沿着所需轨迹进行平抛运动。
高中物理教科版必修2课件:第一章 第3节 平抛运动
斜面上的平抛运动问题
[典例] 如图 1-3-3 所示,跳台滑雪运动员
经过一段加速滑行后从 O 点水平飞出,经过 3.0 s
落到斜坡上的 A 点。已知 O 点是斜坡的起点,
斜坡与水平面的夹角 θ=37°,运动员的质量 m
=50 kg。不计空气阻力,取 sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,g 取 10 m/s2。求:
当垂直斜面方向的速度减为零时,运动员离斜坡距离最远,有 v0sin 37°-gcos 37°·t=0,解得 t=1.5 s。
[答案] (1)75 m (2)20 m/s (3)1.5 s
斜面上平抛运动问题的两类情况
方法
内容
分解 速度
分解 位移
水平 vx=v0 竖直 vy=gt 合速度 v=
[解析] (1)运动员在竖直方向做自由落体运动,有 y=Lsin 37° =12gt2 得 A 点与 O 点的距离 L=2signt237°=75 m。
(2)设运动员离开 O 点时的速度大小为 v0,运动员在水平方向做 匀速直线运动,即 x=Lcos 37°=v0t
解得 v0=Lcost 37°=20 m/s。
2.一小球以初速度 v0 水平抛出,落地时速度为 v,空气阻力不 计,求: (1)小球在空中飞行的时间; (2)抛出点离地面的高度; (3)小球的水平射程; (4)小球的位移大小。
解析:(1)由平抛运动的规律可知 v= vx2+vy2 故有 v= v02+gt2,所以 t= v2-g v02。
(2)小球在竖直方向做自由落体运动,所以有
第3节
平抛运动
1.平抛运动是初速度沿水平方向,加速度 为重力加速度的匀变速曲线运动。
2.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。
物理人教(2019)必修第二册5.4平抛运动的规律(共21张ppt)
一 平抛运动的规律
(1)设落地时竖直方向的速度为vy,水平速度为v0
vy=vsin 53°=50×0.8 m/s=40 m/s
v0=vcos 53°=50×0.6 m/s=30 m/s
抛出点的高度为
v h=y2Fra bibliotek=80
m
2g
水平射程
x
=v0t=v0·
vy=30×40
g
10
m=120
m。
一 平抛运动的规律
速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是( D )
A.QM的长度为10 m B.质点从O到P的运动时间为1 s C.质点在P点的速度v大小为40 m/s D.质点在P点的速度与水平方向的夹角为45°
课堂练习
解析 根据平抛运动在竖直方向做自由落体运动有 h=12gt2,可得 t=2 s;质点 在水平方向的位移为 x=v0t=40 m,根据平抛运动的推论可知 Q 是 OM 的中 点,所以 QM=20 m,故 A、B 错误;质点在 P 点的竖直速度 vy=gt=10×2 m/s =20 m/s,所以在 P 点的速度为 v= v2x+vy2= 202+202 m/s=20 2 m/s,故 C 错误;因为 tan θ=vvxy=1,所以质点在 P 点的速度方向与水平方向的夹角为 45°,故 D 正确。
4、两个二级结论: 速度与水平方向的夹角的正切是位移与水
平方向夹角的正切的2倍。
速度的反向延长线交于水平位移的中点。
一 平抛运动的规律
例1、从某一高度处水平抛出一物体,它落地时速度是50 m/s,方向与
水平方向成53°角斜向下。(不计空气阻力,g取10 m/s2,cos 53°=0.6,
sin 53°=0.8)求: (1)抛出点的高度和水平射程; (2)抛出后3 s末的速度;
高中物理必修2-平抛运动
平抛运动知识集结知识元平抛运动知识讲解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,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动.2.平抛运动的条件(1)只受重力作用;(2)有水平方向的初速度.3.平抛运动的性质由于平抛运动的加速度恒为重力加速度g,且速度方向与加速度方向不共线,所以平抛运动是一种匀变速曲线运动.4.运动分解(1)水平方向:以初速度为v0做匀速直线运动,v x=v0,x=v0t,a x=0.(2)竖直方向:自由落体运动,v y=gt,y=21gt2,a y=g.(3)实际运动:轨迹是抛物线,v=y,s=,a=g.5.平抛运动的重要推论(1)做平抛运动的物体的落地速度为v=+2gh2,即落地速度只与初速度v0和下落高度h有关.(2)平抛物体的运动中,任意两个时刻的速度变化量Δv=g·Δt,方向恒为竖直向下,其中v0、Δv、v t三个速度矢量构成的三角形一定是直角三角形,如图所示.(3)平抛运动竖直方向上是自由落体运动,在连续相等的时间t内位移之比为1∶3∶5∶7∶…∶(2n-1),且相邻的后一个t比前一个t内多下落Δy=gt2,而水平方向在连续相等的时间内位移相等例题精讲平抛运动例1.如图所示,在倾角为θ的斜面上A点以水平速度v0抛出一个小球,不计空气阻力,它落到斜面上B点所用的时间为()A.B.C.D.例2.'如图所示,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出,从水平飞出时开始计时,经t=3.0s落到斜坡上的A点.已知O点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角θ=37°,运动员的质量m=50kg,不计空气阻力.取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,co s37°=0.8.求:(1)A点与O点的距离L;(2)运动员离开O点时的速度v1和落到A点时的速度v2的大小.例3.如图所示,在2011年12月17日全国自由式滑雪比赛中,我国某一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后,又落回到斜面雪坡上,如图所示,若斜面雪坡的倾角为θ,飞出时的速度大小为v0,不计空气阻力,运动员飞出后在空中的姿势保持不变,重力加速度为g,则()A.如果v0不同,则该运动员落到雪坡时的速度方向也就不同B.不论v0多大,该运动员落到雪坡时的速度方向都是相同的C.运动员落到雪坡时的速度大小是D.运动员在空中经历的时间是实验:研究平抛运动知识讲解一、探究平抛运动物体在竖直方向的运动规律演示实验1:平抛物体和自由落体物体从同一高度同时开始运动,可观察到它们的落地时间相等.一、探究平抛运动物体在竖直方向的运动规律演示实验1:平抛物体和自由落体物体从同一高度同时开始运动,可观察到它们的落地时间相等.演示实验2:2个初速度不同的平抛物体与自由落体同时从同一高度开始运动,可观察到它们的落地时间相等.结论:平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,平抛运动的落地时间与它的初速度无关.二、探究平抛运动物体在水平方向的运动规律演示实验:如图所示的装置研究平抛物体的运动.两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端与可看作光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C、D,调节电磁铁C、D的高度,使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度相等.现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两个小铁球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的下端射出,可以看到P、Q两球相碰,只改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象.结论:在相等的时间间隔内物体在水平方向的位移相等,这说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动.三、探究平抛物体运动规律1.实验目的(1)用实验的方法描出平抛运动的轨迹.(2)用实验轨迹求解平抛运动的初速度.2.实验原理使小球做平抛运动,利用描迹法描绘小球的运动轨迹,建立直角坐标系,测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y,由公式:x=v0t和y=12gt2,可得v0=xg2y.3.实验器材(以斜槽法为例)斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺.4.实验步骤(1)如图所示安装实验装置,使斜槽末端水平(小球在斜槽末端恰好静止).(2)以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点O,过O点画出竖直的y轴和水平的x 轴.(3)使小球从斜槽上同一位置由静止滚下,把笔尖放在小球可能经过的位置上,如果小球运动中碰到笔尖,就用铅笔在该位置画上一点.用同样方法,在小球运动路线上描下若干点.(4)将白纸从木板上取下,从O点开始连接画出的若干点描出一条平滑的曲线,如图乙所示.5.实验注意事项(1)固定斜槽时,要保证斜槽末端的切线水平,保证小球的初速度水平.(2)固定木板时,木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行,固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直.(3)小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放,为此,可在斜槽上某一位置固定一个挡板.(4)要在斜槽上适当高度释放小球,使它以适当的水平初速度抛出,其轨迹由木板左上角到达右下角,这样可以减小测量误差.(5)坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点.(6)计算小球的初速度时,应选距抛出点稍远一些的点为宜,以便于测量和计算.6.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线(1)原理:若平抛运动的轨迹是抛物线,则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后,轨迹上各点的坐标具有y =ax 2的关系,且同一轨迹上a 是一个特定的值.(2)验证方法方法一:代入法用刻度尺测量几个点的x 、y 坐标,分别代入y =ax 2中求出常数a ,看计算得到的a 值在误差范围内是否为一常数.方法二:图像法建立y -x 2坐标系,根据所测量的各个点的x 、y 坐标值分别计算出对应y 值的x 2值,在y -x 2坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上,并求出该直线的斜率即为a 值.7.计算平抛运动的初速度(1)平抛轨迹完整(即含有抛出点)在轨迹上任取一点,测出该点离原点的水平位移x 及竖直位移y ,就可求出初速度v 0.因x =v 0t ,y =12gt 2,故v 0=x g2y .(2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)如图所示,在轨迹上任取三点A 、B 、C ,使A 、B 间及B 、C 间的水平距离相等,由平抛运动的规律可知,A 、B 间与B 、C 间所用时间相等,设为t ,则Δh =h BC -h AB =gt 2.所以t =hBC -hAB g ,所以初速度v 0=x t =x ghBC -hAB .演示实验2:2个初速度不同的平抛物体与自由落体同时从同一高度开始运动,可观察到它们的落地时间相等.结论:平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,平抛运动的落地时间与它的初速度无关.二、探究平抛运动物体在水平方向的运动规律演示实验:如图所示的装置研究平抛物体的运动.两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端与可看作光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C、D,调节电磁铁C、D的高度,使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度相等.现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两个小铁球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的下端射出,可以看到P、Q两球相碰,只改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象.结论:在相等的时间间隔内物体在水平方向的位移相等,这说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动.三、探究平抛物体运动规律1.实验目的(1)用实验的方法描出平抛运动的轨迹.(2)用实验轨迹求解平抛运动的初速度.2.实验原理使小球做平抛运动,利用描迹法描绘小球的运动轨迹,建立直角坐标系,测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y,由公式:x=v0t和y=12gt2,可得v0=xg2y.3.实验器材(以斜槽法为例)斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺.4.实验步骤(1)如图所示安装实验装置,使斜槽末端水平(小球在斜槽末端恰好静止).(2)以水平槽末端端口上小球球心位置为坐标原点O,过O点画出竖直的y轴和水平的x轴.(3)使小球从斜槽上同一位置由静止滚下,把笔尖放在小球可能经过的位置上,如果小球运动中碰到笔尖,就用铅笔在该位置画上一点.用同样方法,在小球运动路线上描下若干点.(4)将白纸从木板上取下,从O点开始连接画出的若干点描出一条平滑的曲线,如图乙所示.5.实验注意事项(1)固定斜槽时,要保证斜槽末端的切线水平,保证小球的初速度水平.(2)固定木板时,木板必须处在竖直平面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行,固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直.(3)小球每次从斜槽上的同一位置由静止释放,为此,可在斜槽上某一位置固定一个挡板.(4)要在斜槽上适当高度释放小球,使它以适当的水平初速度抛出,其轨迹由木板左上角到达右下角,这样可以减小测量误差.(5)坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点.(6)计算小球的初速度时,应选距抛出点稍远一些的点为宜,以便于测量和计算.6.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线(1)原理:若平抛运动的轨迹是抛物线,则当以抛出点为坐标原点建立直角坐标系后,轨迹2的关系,且同一轨迹上a是一个特定的值.上各点的坐标具有y=ax(2)验证方法方法一:代入法2中求出常数a,看计算得到的a值在误差范用刻度尺测量几个点的x、y坐标,分别代入y=ax围内是否为一常数.方法二:图像法2坐标系,根据所测量的各个点的x、y坐标值分别计算出对应y值的x2值,在y-x2建立y-x坐标系中描点,连接各点看是否在一条直线上,并求出该直线的斜率即为a 值.7.计算平抛运动的初速度(1)平抛轨迹完整(即含有抛出点)在轨迹上任取一点,测出该点离原点的水平位移x 及竖直位移y ,就可求出初速度v 0.因x =v 0t ,y =12gt 2,故v 0=x g 2y .(2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)如图所示,在轨迹上任取三点A 、B 、C ,使A 、B 间及B 、C 间的水平距离相等,由平抛运动的规律可知,A 、B 间与B 、C 间所用时间相等,设为t ,则Δh =h BC -h AB =gt 2.所以t =hBC -hAB g ,所以初速度v 0=x t =x ghBC -hAB .平抛运动的规律如图所示,以抛出点O 为坐标原点,水平方向为x 轴(正方向与初速度v 0方向相同),以竖直方向为y 轴(正方向向下),经时间t 做平抛运动的质点到达P 位置,速度为v .x 方向y 方向合运动方向受力情况0m g mg 竖直向下加速度0g g 竖直向下初速度v 00v 0水平方向运动类型匀速直线运动自由落体匀变速曲线运动t 时刻速度v x =v 0v y =gt v =2+g2t2tan θ=vy vx =gt v0位移x =v 0t y =12gt 2s =1g2t4tan α=y x =gt 2v0轨迹方程y =20x 2注:平抛运动的速度偏角与位移偏角的关系两偏角关系:tan θ=2tan α例题精讲实验:研究平抛运动例1.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图.(1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线________.每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛______________.(2)图乙是正确实验取得的数据,其中O为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为__________m/s.(g=9.8m/s2)(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每个格的边长L=5cm,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为__________m/s;B点的速度为__________m/s.(g=10m/s2)例2.回答下面有关“研究平抛运动”的实验的问题:(1)在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹,为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出一些操作要求,将你认为正确选项的前面字母填在横线上:__________A.通过调节使斜槽的末端保持水平B.每次释放小球的位置必须不同C.每次必须由静止释放小球D.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降E.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线(2)在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸来记录轨迹,每小格边长均为L=5cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中ABC所示,由竖直方向可知相邻两位置间的时间间隔表达式为T=____,则小球平抛初速度的表达式为v0=____,小球平抛初速度的大小为v0=__________m/s(g=10m/s2)例3.在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:A.让小球多次从________位置自由滚下,在一张印有小方格的纸记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置,如右图中a、b、c、d所示.B.按图安装好器材,注意调节斜槽末端切线________,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线.C.取下白纸以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹.(1)完成上述步骤,将正确的答案填在横线上.(2)上述实验步骤的合理顺序是_____________.(3)已知图中小方格的边长L=1.25cm,则小球平抛的初速度为v0=_____________(用L、g表示),其值是_____________(取g=9.80m/s2),小球在b点的速率_____________(保留三位有效数字).当堂练习单选题练习1.在同一水平直线上的两位置分别沿同水平方向抛出两小球A和B,两球相遇于空中的P点,它们的运动轨迹如图所示.不计空气阻力,下列说法中正确的是()A.在P点,A球的速度大小大于B球的速度大小B.在P点,A球的速度大小小于B球的速度大小C.抛出时,先抛出A球后抛出B球D.抛出时,先抛出B球后抛出A球练习2.如图,一小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点.O为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R,OB 与水平方向夹角为60°,重力加速度为g,则小球抛出时的初速度为()A.B.C.D.练习3.如图所示,在倾角为θ的斜面上A点以水平速度v0抛出一个小球,不计空气阻力,它落到斜面上B点所用的时间为()A.B.C.D.练习4.2010年3月1日,第21届温哥华冬奥会闭幕,中国代表队以5金2银3铜的好成绩挤进前十,在众多比赛项目中,跳台滑雪是非常好看刺激的项目.如图所示是简化后的跳台滑雪的雪道示意图.运动员从助滑雪道AB上由静止开始下滑,到达C点后水平飞出,以后落到F 点.E是运动轨迹上的某一点,在该点运动员的速度方向与轨道CD平行.设运动员从C到E 与从E与F的运动时间分别为t CE和t E F,FG和斜面CD垂直,则()A.t CE大于t EF,C G等于GFB.t CE等于t EF,C G小于GFC.t CE大于t EF,C G小于GFD.t CE等于t EF,C G等于GF练习5.从倾角为θ的足够长的斜面上的A点,先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出.第一次初速度为v1,球落到斜面上的瞬时速度方向与斜面夹角为α1,第二次初速度为v2,球落到斜面上的瞬时速度方向与斜面夹角为α2,若v1>v2,则()A.α1>α2B.α1=α2C.α1<α2D.无法确定练习6.如图所示.一足够长的固定斜面与水平面的夹角为37°,物体A以初速度v1从斜面顶端水平抛出,物体B在斜面上距顶端L=15m处同时以速度v2沿斜面向下匀速运动,经历时间t物体A 和物体B在斜面上相遇,则下列各组速度和时间中满足条件的是(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)()A.v1=16m/s,v2=15m/s,t=3sB.v1=16m/s,v2=16m/s,t=2sC.v1=20m/s,v2=20m/s,t=3sD.v1=20m/s,v2=16m/s,t=2s练习7.如图所示,在研究平抛运动时,小球A沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开接触开关S,被电磁铁吸住的小球B同时自由下落,改变整个装置的高度H做同样的实验,发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地,该实验现象说明了A球在离开轨道后()A.水平方向的分运动是匀速直线运动B.水平方向的分运动是匀加速直线运动C.竖直方向的分运动是自由落体运动D.竖直方向的分运动是匀速直线运动练习8.平抛物体的运动规律可以概括为两点:一是水平方向上做匀速直线运动;二是竖直方向上做自由落体运动.为了研究平抛物体的运动,可做这样的实验:如图所示,用小锤打击弹性金属片,A球水平飞出,同时B球被松开,做自由落体运动.两球同时落到地面.则这个实验()A.只能说明上述规律中的第一条B.只能说明上述规律中的第二条C.不能说明上述规律中的任何一条D.能同时说明上述两条规律练习9.如图所示,研究一平抛运动时,两个完全相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端可看作与光滑的水平板相切,现将小铁球P、Q同时释放,以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出.仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,总能观察到P球击中Q球,则()A.说明P球在离开轨道后水平方向的分运动是匀速直线运动B.说明P球在离开轨道后水平方向的分运动是匀加速直线运动C.说明P球在离开轨道后竖直方向的分运动是自由落体运动D.能同时说明上述选项A、C所述的规律填空题练习1.如图1所示的演示实验中,A、B两球同时落地,说明了平抛运动在竖直方向上是____________________.某同学设计了如图2的实验:将两个质量相等的小钢球,从两个相同斜面的同一高度由静止同时释放,滑道2与光滑水平板稳接,则他将观察到的现象是____________________.这说明平抛运动在水平方向上是____________________.练习2.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图.(1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线________.每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛______________.(2)图乙是正确实验取得的数据,其中O为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为__________m/s.(g=9.8m/s2)(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每个格的边长L=5cm,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为__________m/s;B点的速度为__________m/s.(g=10m/s2)练习3.在研究平抛运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度为v0=_____________(用L、g表示),其值是_______________.(g取9.8m/s2)练习4.回答下面有关“研究平抛运动”的实验的问题:(1)在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹,为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出一些操作要求,将你认为正确选项的前面字母填在横线上:__________A.通过调节使斜槽的末端保持水平B.每次释放小球的位置必须不同C.每次必须由静止释放小球D.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降E.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线(2)在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸来记录轨迹,每小格边长均为L=5cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中ABC所示,由竖直方向可知相邻两位置间的时间间隔表达式为T=____,则小球平抛初速度的表达式为v0=____,小球平抛初速度的大小为v0=__________m/s(g=10m/s2)解答题练习1.'如图所示,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出,从水平飞出时开始计时,经t=3.0s落到斜坡上的A点.已知O点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角θ=37°,运动员的质量m=50kg,不计空气阻力.取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,co s37°=0.8.求:(1)A点与O点的距离L;(2)运动员离开O点时的速度v1和落到A点时的速度v2的大小.'练习2.'如图所示,倾角为37°的粗糙斜面的底端有一质量m=1kg的凹形小滑块,小滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25.现小滑块以某一初速度从斜面底端上滑,同时在斜面底端正上方有一小球以v0水平抛出,经过0.4s,小球恰好垂直斜面方向落入凹槽,此时,小滑块还在上滑过程中.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8),g取10m/s2,求:(1)小球水平抛出的速度v0的大小;(2)小滑块的初速度的大小.'。
鲁科高中物理必修第2册 第2章 抛体运动 第2节 平抛运动
=
0
,因 t 一直增大,所以 tan
θ 变小,则 θ
问题二
平抛运动的研究方法和规律
【情境导引】
用枪水平地射击一个靶子(如图所示),设子弹从枪口水平射出的瞬间,靶子
从静止开始自由下落,忽略空气阻力,子弹能射中靶子吗?为什么?
要点提示 能够射中。子弹做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方
的突破口。
与水平方向的夹角)或 tan
求解问题的突破口。
α=2 (α 是物体位移与水平方向的夹角)列式,作为
0
变式训练2在一次“飞车过黄河”的表演中,摩托车在空中飞经最高点后在
对岸着地。已知摩托车从最高点至着地点经历的时间约为0.8 s,最高点与
着地点间的水平距离约为30 m,忽略空气阻力。(g取10m/s2)则:
2.(多选)关于做平抛运动的物体,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的增加而增大
B.做平抛运动的物体仅受重力作用,所以加速度保持不变
C.平抛运动是匀变速运动
D.平抛运动是变加速运动
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错误,B正确;平抛运动是加速度恒
v0t ,y= 2 gt 。
2.物体在 t 时刻的速度大小:v= 2 + 2 =
3.方向:tan θ=
=
(θ
0
0 2 + ()2 。
为 v 与 v0 的夹角)。
4.物体在时间 t 内的位移 s:大小 s= 2 + 2 ,与水平方向的夹角为 α,
tan
人教版高中物理必修二 5.2平抛运动
tan2tan定任通意过时该刻段的时速间度内的水反平向位延移长的线中一点
结论总结
a、运动时间t 2 h g
即运动时间由高度h惟一决定
b、水平射程为 x v 0
2h g
即由v0、h共同决定
c、合速度 v v02 2gh d、速度的变化量 △v=g△t,△t时间内速度改变量相等,
△v方向是竖直向下的.
v0 O
x
α P (x,y)
vx α
y
vy
v
合速度:v vx2vy2 v02(g)t2 速度的偏向角: tan vy gt
vx v0
二、平抛运动规律
2)位移
水平方向:x v 0 t 竖直方向:y 1 gt 2
2
O v0 θ
x
P (x,y)
y
合位移: s x2y2 (v0t)2(1 2g2t)2
v0
vx
30°
vy v
2.跳台滑雪是一种极为壮观的运动.如图所示,运动员从 倾角为30°的山坡顶端的跳台上A点,以v0= 5 3 沿水平方 向飞出,恰好落到山坡底端的水平面上的B点.不计空气 阻力,取g=10 m/s2,求: (1)运动员在空中飞行的时间; (2)AB之间的距离. (3)运动员何时离开斜面的距离最大?
10.小球从空中以某一初速度水平抛出,落地前1s时刻, 速度方向与水平方向夹300角,落地时速度方向与水平方 向夹600角,g=10m/s2,求小球在空中运动时间及抛出的 初速度。
一、平 抛 运 动 定义:水平抛出的物体只在重力作用下的运动 条件:(1)初速度v0水平(2)只受重力作用 运动性质:平抛运动是匀变速曲线运动 研究方法:采用运动的合成和分解 水平方向:匀速直线运动 竖直方向:自由落体运动 运动规律 (1)速度关系
高中物理必修二---实验:研究平抛运动
第3节 实验:研究平抛运动一、实验目的1.用实验的方法描出平抛物体的运动轨迹.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.二、实验原理1.用描迹法逐点画出小球平抛运动的轨迹.2.建立坐标系,如果轨迹上各点的y 坐标与x 坐标间的关系具有y =ax 2的形式(a 是一个常量),则轨迹是一条抛物线.3.测出轨迹上某点的坐标x 、y ,据x =v 0t ,y =12gt 2得初速度v 0=x g 2y. 三、实验器材斜槽、坐标纸、图钉、方木板、小球、刻度尺、重锤、细线、三角板、铅笔、铁架台.四、实验步骤1.安装调整斜槽将坐标纸用图钉钉在竖直的木板的左上角,如图所示,用平衡法调整斜槽末端水平,直到将小球轻放在斜槽的平直部分的末端,能使小球在平直轨道上的任意位置静止即可.2.调整木板,确定坐标原点用悬挂在槽口的重垂线把木板调整到竖直方向,并使木板平面与小球运动轨迹所在平面平行靠近,把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O ,用铅笔在纸上把这个点记下来,O 点即为坐标原点,再利用重垂线画出通过O 点的竖直线.3.确定球的位置使小球由斜槽某一位置无初速度滚下,离开水平槽后做平抛运动.先用眼睛粗略确定小球的运动轨迹,然后使小球从同一位置无初速度滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置,并在坐标纸上记下该点.用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置.4.建坐标系,描绘轨迹取下坐标纸,以过O 点的竖直线作为y 轴,过O 点的水平线作为x 轴,最后将纸上记下的一系列点,用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动的轨迹.五、数据处理 1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线如图所示,在x 轴上作出等距离的几个点A 1、A 2、A 3、…,把线段OA 1的长度记为l ,则OA 2=2l ,OA 3=3l ,由A 1、A 2、A 3、…向下作垂线,与其轨迹交点分别记为M 1、M 2、M 3、…,若轨迹是一条抛物线,则各点的y 坐标和x 坐标之间应该具有y =ax 2的关系(a 是待定常量),用刻度尺测量某点的x 、y 两个坐标值代入y =ax 2求出a .再测量其他几个点的x 、y 坐标值,代入y =ax 2,若在误差范围内都满足这个关系式,则这条曲线是一条抛物线.2.计算平抛物体的初速度(1)已知轨迹和抛出点以抛出点为坐标原点,水平方向为x 轴,竖直向下为y 轴,建立平面直角坐标系. ①在轨迹曲线上任取A 、B 、C 、D 、E 、F 六个不同点.②用刻度尺分别测出它们的坐标x 和y .③根据坐标值,代入公式v 0=x t =x g 2y,分别计算小球的初速度v 0,并计算其平均值. (2)已知轨迹和竖直轴或水平轴,不知抛出点①在轨迹曲线上取三点A 、B 、C ,使x AB =x BC =x ,如图所示.②用刻度尺分别测出y A 、y B 、y C ,则有y AB =y B -y A ,y BC =y C-y B . ③根据平抛运动在水平方向上为匀速直线运动,则物体从A运动到B 和从B 运动到C 的时间相等,设为T ;竖直方向由匀变速直线运动推论有:y BC -y AB =gT 2,且v 0T =x .由以上两式得:v 0=xg y BC -y AB . 六、误差分析1.安装斜槽时,其末端切线不水平,导致小球离开斜槽后不做平抛运动.2.建立坐标系时,坐标原点的位置确定不准确,导致轨迹上各点的坐标不准确.3.小球每次自由滚下时起始位置不完全相同,导致轨迹出现误差.4.确定小球运动的位置时不准确,会导致误差.5.量取轨迹上各点坐标时不准确,会导致误差.七、注意事项1.实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是:将小球放在斜槽末端水平部分,将其向两边各轻轻拨动一次,看其是否有明显的运动倾向).2.方木板必须处于竖直平面内,固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直.3.小球每次必须从斜槽上同一位置滚下.4.坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点.5.小球开始滚下的位置高度要适中,以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜.6.在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度.实验原理和数据处理图甲是“研究平抛运动”的实验装置图,通过描点画出平抛小球的运动轨迹.(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有________.a.安装斜槽轨道,使其末端保持水平b.每次小球释放的初始位置可以任意选择c.每次小球应从同一高度由静止释放d.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接(2)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,图乙中y-x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是________.(3)图丙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛的起点,在轨迹上任取三点A、B、C,测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0 cm,A、B两点水平间距Δx为40.0 cm.则平抛小球的初速度v0为______m/s,若C点的竖直坐标y3为60.0 cm,则小球在C点的速度v C为________m/s(结果保留两位有效数字,g取10 m/s2).[思路点拨] (1)明确实验条件和平抛运动轨迹特点,平抛运动初速度要水平,运动轨迹是平滑的曲线;(2)写出y-x2的函数关系式即可判断;(3)应用平抛运动在竖直方向做自由落体运动求出时间,再根据水平方向做匀速直线运动求出初速度,再求出小球在C点对应的竖直分速度,运用速度的合成即可求解合速度.[解析](1)要保证小球从斜槽末端水平抛出,则斜槽末端必须水平;要保证小球每次抛出的速度都相同,则小球必须从同一高度由静止释放,故选项a 、c 符合要求,选项b 错误.平抛运动的轨迹应为平滑曲线,故选项d 错误.(2)由平抛运动规律可得,竖直方向:y =12gt 2,水平方向:x =v 0t ,则y =12·g v 20·x 2,即y ∝x 2,故选项c 正确.(3)根据图线数据,利用运动规律分析由平抛运动可得y 1=12gt 21,y 2=12gt 22 解得t 1=0.1 s ,t 2=0.3 s ,故初速度v 0=Δx t 2-t 1=2.0 m/s C 点在竖直方向的分速度v 2y =2gy 3则C 点的速度v C =v 20+v 2y =4.0 m/s. [答案] (1)ac (2)c (3)2.0 4.0平抛运动的初速度和抛出点的求解一个同学在“研究平抛物体的运动”实验中,只画出了如图所示的一部分曲线,于是他在曲线上取水平距离x 相等的三点A 、B 、C ,量得x =0.2 m .又量出它们之间的竖直距离分别为h 1=0.1 m ,h 2=0.2 m ,利用这些数据,可求得:(g 取10 m/s 2)(1)物体抛出时的初速度为________ m/s ;(2)物体经过B 点时竖直分速度为________ m/s ;(3)抛出点在A 点上方的高度为________m 处.[解析] (1)在竖直方向上,由Δy =gT 2得h 2-h 1=gT 2,解得时间间隔T =0.1 s在水平方向上,由x =v 0T解得初速度v 0=2 m/s.(2)B 点是A 到C 过程中时间的中点,则竖直方向上AC 段的平均速度即为B 点的竖直分速度,有v By =v ACy =h 1+h 22T =0.1+0.22×0.1m/s =1.5 m/s. (3)法一:设抛出点与B 点的竖直高度为H ,则H =v 2By 2g =1.522×10m =0.112 5 m故抛出点到A 点的竖直高度H A =H -h 1=0.012 5 m.法二:由v y =gt 知v By =gt B 则物体由抛出点运动到B 点所用的时间t B =1.510s =0.15 s 则物体由抛出点运动到A 点所用的时间t A =t B -T =0.05 s可得抛出点在A 点上方的高度h A =12gt 2A=0.012 5 m. [答案] (1)2 (2)1.5 (3)0.012 5(1)由于平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,所以有关自由落体运动的几个推论在实验数据处理中可以使用.(2)题给的A 点不是抛出点时,用Δy =gT 2处理竖直方向的问题较为简单.实验改进与创新某同学设计了一个探究平抛运动的规律的实验,实验装置示意图如图所示.A 是一块平面木板,在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图中P 0P 0′、P 1P 1′、…),槽间距离均为d .把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B 上.实验时依次将B 板插入A 板的各插槽中,每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放.每打完一点后,把B 板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d .实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点,如图所示.(1)实验前应对实验装置反复调节,直到________________________________________. 每次让小球从同一位置由静止释放,是为了________________________________.(2)每次将B 板向内侧平移距离d ,是为了__________________________________.(3)在图中绘出小球做平抛运动的轨迹.[解析] 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.实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端水平、A板水平且其上插槽与斜槽中心轴线垂直、B 板竖直;每次让小球从同一位置由静止释放,是为了保持小球每次水平抛出的初速度相同;每次将B板向内侧平移距离d,是为了保持相邻痕迹点的水平距离大小相同.[答案](1)斜槽末端水平、A板水平且其上插槽与斜槽中心轴线垂直、B板竖直保持小球每次平抛时初速度相同(2)保持相邻痕迹点的水平距离大小相同(合理即可)(3)如图所示(1)本实验中,把小球的平抛运动的轨迹由纸面内转换到垂直纸面的平面内.(2)B板每向右平移距离d,同时向纸面内侧平移距离d,使转换具有等效性.1.(多选)在做“研究平抛运动”的实验时,下列说法正确的是( )A.安装有斜槽的木板时,一定要注意木板是否竖直B.安装有斜槽的木板时,只需注意小球不和木板发生摩擦C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放D.实验的目的是描绘出小球的运动轨迹,分析平抛运动的规律解析:选ACD.安装有斜槽的木板时,必须使斜槽末端切线水平,使木板竖直,以确保小球水平飞出和正确画出小球的运动轨迹,A正确,B错误;小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下,可保证小球初速度不变,C正确;由实验目的可知,D正确.2.如图所示,在研究平抛运动时,小球A沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球B同时自由下落.改变整个装置的高度H做同样的实验,发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地.该实验现象说明了A球在离开轨道后( )A.水平方向的分运动是匀速直线运动B.水平方向的分运动是匀加速直线运动C.竖直方向的分运动是自由落体运动D.竖直方向的分运动是匀速直线运动解析:选C.两球总是同时落地,说明两球竖直方向的分运动相同,均做自由落体运动,不能说明水平方向的运动情况.C正确.3.(多选)下列哪些因素会使“研究平抛运动”的实验的误差增大( )A.小球与斜槽之间有摩擦B.安装斜槽时其末端不水平C.建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点D.根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上选取的点离原点O较远解析:选BC.从本实验的实验目的来看,就是要“描绘出平抛物体的运动轨迹,并求出平抛物体的初速度”,有的同学认为如果小球与斜槽之间有摩擦,小球离开斜槽末端的平抛初速度比光滑斜槽的小,而错选了A项.实验中要求“应使小球每次从斜槽上同一位置由静止滚下”,目的是保证小球离开斜槽末端时的平抛初速度相等.因此只要保证小球每次从斜槽上由静止滚下的初始位置相同,平抛时的初速度就相同,小球与斜槽之间有摩擦,不会引起误差.如果安装斜槽时其末端不水平,其运动就不是平抛运动,而是斜抛运动,会引起误差.应以斜槽末端小球重心所在的位置为坐标原点,否则会引起误差.由y=12gt2,x=v0t,得v0=x g2y.其中x、y均由刻度尺进行测量,进行计算时选取的点距抛出点O越远,x、y值就越大,误差越小.4.(多选)在探究平抛运动的规律时,可以选用如图所示的各种装置图,则以下操作合理的是( )A.选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时,应该用眼睛看A、B两球是否同时落地B.选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹,竖直管上端A一定要低于水面C.选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹,每次不一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球D.除上述装置外,还可以用数码照相机每秒拍摄15帧钢球做平抛运动的照片以获得平抛运动的轨迹解析:选BD.小球下落的速度很快,运动时间很短,用眼睛很难准确判断出小球落地的先后顺序,应听声音,选项A错误;竖直管的上端A应低于水面,这是因为竖直管与空气相通,A处的压强始终等于大气压强,不受瓶内水面高低的影响,因此可以得到稳定的细水柱,选项B正确;只有每次从同一高度由静止释放钢球,钢球做平抛运动的初速度才相同,选项C 错误;获得钢球做平抛运动时每秒15帧的照片就等同于做平抛运动实验时在方格纸上描点的方法,同样可以获得平抛运动的轨迹,选项D 正确. 5.(多选)在研究平抛运动的实验中,某同学只记录了小球运动途中的A 、B 、C 三点的位置,取A 点为坐标原点,则各点的位置坐标如图所示,g 取10 m/s 2,下列说法正确的是( )A .小球抛出点的位置坐标是(0,0)B .小球抛出点的位置坐标是(-10,-5)C .小球平抛的初速度为2 m/sD .小球平抛的初速度为1 m/s解析:选BD.在竖直方向,据Δy =gT 2得(0.4-0.15)-0.15=gT 2,解得T =0.1 s ,故v 0=(0.2-0.1)m 0.1 s=1 m/s ,选项D 正确.设抛出点离A 点的水平距离和竖直距离分别为x 、y ,小球从抛出点运动到A 点所用的时间为t .在竖直方向有:y +0.15 m =12g (t +T )2,y +0.4 m =12g (t +2T )2,解得t =0.1 s ,y =0.05 m =5 cm.在水平方向有:x =v 0t =1×0.1 m =10 cm.因此,抛出点的坐标为(-10,-5),选项B 正确.6.(多选)“嫦娥三号”探月卫星的成功发射,标志着我国航天又迈上了一个新台阶.假设我国宇航员乘坐探月卫星登上月球,如图所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的闪光照片的一部分.已知照片上方格的实际边长为a ,闪光周期为T ,据此可以得出( )A .月球上的重力加速度为a /T 2B .小球平抛的初速度为3a /TC .照片上A 点一定是平抛的起始位置D .小球运动到D 点时速度大小为6a /T解析:选BC.由闪光照片可知,在竖直方向,在相邻相等时间内小球位移差为2a ,由Δy =gT 2可得,月球上的重力加速度g =2a T2,选项A 错误;由小球在水平方向做匀速运动可得3a =v 0T ,解得v 0=3a T ,选项B 正确;小球在平抛出后第1个T 时间内竖直方向位移y 1=12gT 2=12×2a T2×T 2=a ,所以照片上A 点一定是平抛的起始位置,选项C 正确;小球运动到D 点时竖直速度v y =g ·3T =2a T 2×3T =6a T ,水平速度为v 0=3a T,小球运动到D 点时速度大小为v =v 20+v 2y =45a T,选项D 错误. 7.在研究平抛运动的实验中,某同学只在竖直板面上记下了重垂线y 的方向,但忘了记下平抛的初位置,在坐标纸上描出了一段曲线的轨迹,如图所示,现在曲线上取A 、B 两点量出它们到y 轴的距离,AA ′=x 1,BB ′=x 2,以及AB 的竖直距离h ,用这些数据可以求得小球平抛时初速度为( )A . g (x 22-x 21)2hB . g (x 2-x 1)22hC .x 1+x 22g 2hD .x 2-x 12g 2h 解析:选A.设平抛小球运动到A 点的时间为t ,抛出点到A 点的竖直高度为H ,运动到B 点的时间为t +Δt ,则有H =12gt 2,H +h =12g (t +Δt )2,x 1=vt ,x 2-x 1=v Δt 联立解得v =g (x 22-x 21)2h,故A 选项正确. 8.如图甲是研究平抛运动的实验装置图,图乙是实验后在白纸上作的图.(1)在图甲上标出O 点及Ox 、Oy 轴,并说明这两条坐标轴是如何作出的:________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)固定斜槽轨道时应注意使_______________________________________________.(3)实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹,实验中应注意________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(4)计算小球平抛初速度的公式v 0=__________,根据图乙给出的数据,可计算出v 0=__________m/s(g 取9.8 m/s 2).解析:(1)如图所示,斜槽末端小球球心在白纸上的投影为O 点,从O点作平行于铅垂线向下的直线为Oy 轴,再垂直于Oy 作Ox 轴.(2)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向,应调整斜槽使轨道末端切线沿水平方向.(3)为了保证小球每次做平抛运动的轨迹一致,要求它的初速度相同,故每次都让小球从斜槽的同一位置无初速度滚下.(4)由于x =v 0t ,y =12gt 2,故初速度v 0=x g 2y,根据题图乙给出的数据,可计算出v 0=1.6 m /s .答案:(1)见解析 (2)轨道末端切线沿水平方向 (3)使小球每次都从同一位置无初速度滚下 (4)x g 2y 1.69.两个同学根据不同的实验条件,进行了探究平抛运动规律的实验:(1)甲同学采用如图甲所示的装置.用小锤击打弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开自由下落,观察到两球同时落地.改变小锤击打的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明_____________________________________.(2)乙同学采用如图乙所示的装置,两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中M、N的末端可看做与光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道末端的水平初速度v0相等.现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出.实验中观察到的现象是________________.仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明________________________________________________________________________.解析:(1)题图甲是通过实验来验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动.现象为两球同时落地,说明平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动.(2)题图乙是通过实验来验证平抛运动的小球在水平方向上做匀速直线运动.现象为P球击中Q球,说明平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动.答案:(1)平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动(2)P球击中Q球平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动10.如图所示,研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上,利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间,底板上的标尺可以测得水平位移.保持水平槽口距底板高度h=0.420 m不变.改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置,测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d,记录在表中.v0/(m·s-1) 0.741 1.034 1.318 1.584t/ms 292.7 293.0 292.8 292.9d/cm 21.7 30.3 38.6 46.4(1)0关系,与________无关.(2)一位同学计算出小球飞行时间的理论值t理=2hg=2×0.42010s=289.8 ms,发现理论值与测量值之差约为 3 ms.经检查,实验及测量无误,其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(3)另一位同学分析并纠正了上述偏差后,重新做了这个实验,竟发现测量值t′依然大于自己得到的理论值t′理,但二者之差在3 ms~7 ms,且初速度越大差值越小.对实验装置的安装进行检查,确认斜槽槽口与底座均水平,则导致偏差的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.解析:(1)给出的四组数据,d与v0的比值分别为0.293、0.293、0.293、0.293,可见,水平位移与初速度成正比,与时间无关.(2)重力加速度应取当地的真实值,或取9.8 m/s2,不能取10 m/s2.(3)测量值大于理论计算值的原因可能有两个,一是光电门传感器置于槽口的内侧,将小球水平运动的时间记录在内了,二是空气阻力的影响,使运动时间比理论值偏大.由题意知初速度越大差值越小,故导致偏差的原因是光电门传感器置于槽口的内侧.答案:(1)正比时间(2)重力加速度取值不正确(3)光电门传感器置于槽口的内侧。
人教版高中物理必修2平抛运动
5-2 平抛运动一平抛运动1.平抛运动的条件:(1)物体具有水平方向的初速度;(2)运动过程中只受重力作用。
2.抛体运动的性质:由于做平抛运动的物体只受重力,由牛顿第二定律知,其加速度恒为g,是匀变速运动;又因重力与速度不在同一直线上,物体做曲线运动,因此平抛运动是匀变速曲线运动。
3.抛体运动速度变化的特点:抛体运动的物体在任意相等的时间内速度的变化量相等,均为△v=g△t。
4.解决平抛运动问题的方法:将其分解为两个简单的直线运动。
最常用的分解方法:水平方向上的匀速直线运动;竖直方向上的自由落体运动。
【例1】在水平匀速飞行的直升机上向外自由释放一个物体,不计空气阻力,在物体下落过程中,下列说法正确的是()A.从飞机上看,物体静止B.从飞机上看,物体始终在飞机的后方C.从地面上看,物体做平抛运动D.从地面上看,物体做自由落体运动【例2】关于平抛运动的性质,以下说法中正确的是()A.变加速运动B.匀变速运动C.匀速率曲线运动D.不可能是两个匀速直线运动的合运动【例3】我国自行研制的“J-20”战机在四川某地试飞成功,“J-20”战机可对空作战,也可对地攻击。
设“J-20”战机在高空中以300m/s的水平速度匀速飞行,某时刻扔下炸弹A,相隔1s又扔下炸弹B,不计空气阻力,在以后的运动中,关于炸弹A与炸弹B的相对位置关系(两炸弹均未着地之前),正确的是()A.炸弹A在炸弹B的前下方,两炸弹间的距离保持不变B.炸弹A在炸弹B的后下方,两炸弹间的距离逐渐增大C.炸弹A在炸弹B的正下方,两炸弹间的距离保持不变D.炸弹A在炸弹B的正下方,两炸弹间的距离逐渐增大二 平抛运动的速度1.平抛运动的速度平抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。
以抛出点为原点,取水平方向为x 轴,x 轴的正方向与初速 度v 0的方向相同;竖直方向为y 轴,正方向向下,物体在任一 时刻t 位置坐标P (x ,y )的速度为v t ,如图所示。
2023人教版新教材高中物理必修第二册5.3实验:探究平抛运动的特点 学案及典型例题
5.3 实验:探究平抛运动的特点基础知识梳理一、抛体运动和平抛运动1.抛体运动:以一定的速度将物体抛出,在空气阻力可以忽略的情况下,物体只受作用的运动.2.平抛运动:初速度沿方向的抛体运动.3.平抛运动的特点:(1)初速度沿水平方向;(2)只受作用.二、实验:探究平抛运动的特点【实验思路】(1)基本思路:根据运动的分解,把平抛运动分解为不同方向上两个相对简单的运动,分别研究物体在这两个方向的运动特点.(2)平抛运动的分解:可以尝试将平抛运动分解为方向的分运动和方向的分运动.【进行实验】方案一:频闪照相(或录制视频)的方法(1)通过频闪照相(或视频录制),获得小球做平抛运动时的频闪照片(如图所示);(2)以抛出点为原点,建立直角坐标系;(3)通过频闪照片描出物体经过时间间隔所到达的位置;(4)测量出经过T,2T,3T,…时间内小球做平抛运动的位移和位移,并填入表格;(5)分析数据得出小球水平分运动和竖直分运动的特点.方案二:分别研究水平和竖直方向分运动规律步骤1:探究平抛运动竖直分运动的特点图2(1)如图2所示,用小锤击打弹性金属片后,A球做运动;同时B球被释放,做运动.观察两球的运动轨迹,听它们落地的声音.(2)改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,即改变A球的初速度,发现两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向的分运动为运动.步骤2:探究平抛运动水平分运动的特点1.装置和实验(1)如图所示,安装实验装置,使斜槽M末端水平,使固定的背板竖直,并将一张白纸和复写纸固定在背板上,N为水平装置的可上下调节的向背板倾斜的挡板.(2)让钢球从斜槽上某一高度滚下,从末端飞出后做平抛运动,使小球的轨迹与背板.钢球落到倾斜的挡板N上,挤压复写纸,在白纸上留下印迹.(3) 调节挡板N,进行多次实验,每次使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下,在白纸上记录钢球所经过的多个位置.(4)以斜槽水平末端端口处小球球心在木板上的投影点为坐标原点O,过O点画出竖直的y轴和水平的x轴.(5)取下纸,用平滑的曲线把这些印迹连接起来,得到钢球做平抛运动的轨迹.(6)根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点,在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点,即各点之间的时间间隔,测量这些点之间的水平位移,确定水平方向分运动特点.(7)结论:平抛运动在相等时间内水平方向相等,平抛运动水平方向为运动.2.注意事项:(1)实验中必须调整斜槽末端的(将小球放在斜槽末端水平部分,若小球静止,则斜槽末端水平).(2)背板必须处于,固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否竖直.(3)小球每次必须从斜槽上由静止释放.(4)坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时钢球球心在木板上的投影点.(5)小球开始滚下的位置高度要适中,以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的一直到达为宜.【参考答案】重力水平重力直线水平竖直平抛自由落体自由落体平行上下坐标 相等 位移 匀速直线 切线水平 竖直面内 同一位置 左上角 右下角考点一:平抛运动概念、性质、条件、特征【例1】2022年2月15日,北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛中,中国选手苏翊鸣夺得冠军。
高中物理人教版必修二第二讲(平抛运动)
P
x
(x,y)
位移偏角与速度偏角不相等
AB=OB/2
y
解平抛运动类问题的一般思维: 1.分解速度:根据速度中合速度和分速度的 方向(角度)和大小关系进行求解 2.分解位移:根据位移中分运动和合运动的 大小和方向(角度)关系进行求解
题型:基本规律的应用 斜面上的抛体运动 类平抛运动
要点一 对平抛运动规律的进一步理解 1.速度的变化规律 水平方向分速度保持vx=v0不变;竖直方向加速度恒 为g,速度vy=gt,从抛出点起,每隔Δt时间,速度的 矢量关系如右图所示,这一矢量关系有两个特点;
vy
B
) Vy
Vx
gt v x vo
tanθ= 2tanα
推论2
平抛物体任意时刻瞬时时速度方向的反向延长线与 初速度延长线的交点到抛出点的距离都等于水平位 移的一半。 证明:设时间t 内物体的水平位移为s,竖直位移为h, 则末速度的水平分量vx=v0=s/t, 而竖直分量vy=2h/t,
v0 h
1 2 0 t 2 gt 2
2
s
s1
t
x
竖直方向: 合位移大小:
s x2 y2
s2
y 位移方向:
y g t tanα= x 2v o
4.平抛运动的轨迹:
推论1
O
v0 ) s y
O x ’ )
x
A
y g t tanα= x 2v o
tanθ=
[解析]
rumg u (1)a= = r g= 2.5 m/s2 m
2 由 v2 B- v0=- 2ax
得 vB= - 2ax+ v2 0= 5.0 m/s 1 (2)h= gt2 2 s= vBt 由以上两式解得: s= 2.0 m.
高中物理实验:探究平抛运动的特点
明理由。
解析:记录物体位置的a、b、c、d相邻两点间的水平距离均相等,为两个小格,
即水平方向上在相同时间内发生的位移相等,故物体在水平方向上做匀速直线运
动;相邻两点间的竖直距离分别为1格、2格、3格,所以在竖直方向满足“相邻
相等时间内位移差相等”,故竖直方向上做匀加速直线运动。
(1)水平方向
B
A
V0
观察如下实验,两小球具有相同初速度V0,B球在一光滑平板上.
(1)水平方向
B
A
V0
观察如下实验,两小球具有相同初速度V0,B球在一光滑平板上.
对A球B球:
y
x
因为
Fx=0
则
ax=0
所以A、B两球在水平方向上均做匀速直线运动.
(2)竖直方向
A
B
观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,
m/s。
丙
3. 在用如图甲所示装置“探究平抛运动的特点”的实验中,利用斜槽和贴着
带有方格白纸的竖直板描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:
【解析】
A.让小球多次从 斜槽同一 位置上滚下,在印有小方格的纸上记下小球碰
为保证小球做平抛运动,斜槽末端要水平,为
到铅笔笔尖的一系列位置,如图乙中a、b、c、d所示。
B球获得一水平初速度, A球自由下落.
(2)竖直方向
A
B
观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,
B球获得一水平初速度, A球自由下落.
观察实验:A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,
B球获得一水平初速度, A球自由下落.
(2)竖直方向
鲁科版高中物理必修二——《平抛运动》课件(ppt)
高中物理 必修第二册 第2章 抛体运动 第2节 平抛运动
解析:(1)设落地时的竖直方向速度为vy,水平速度为v0,则有
vy=vsin θ=50×0.8 m/s=40 m/s v0=vcos θ=50×0.6 m/s=30 m/s
高中物理 必修第二册 第2章 抛体运动 第2节 平抛运动
高中物理 必修第二册 第2章 抛体运动 第2节 平抛运动
高中物理 必修第二册 第2章 抛体运动 第2节 平抛运动
本课小结
1.平抛运动 (1)概念:物体以一定的初速度沿水平方向抛出,只在重力作用下所做的运动。 (2)轨迹:平抛运动的轨迹是一条抛物线。 2.平抛运动的规律 平抛运动可视为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。
高中物理 必修第二册 第2章 抛体运动 第2节 平抛运动
抛运动的时间tA、tB、tC的关系分别是( C )
A.vA>vB>vC,tA>tB>tC B.vA=vB=vC,tA=tB=tC C.vA<vB<vC,tA>tB>tC
解D析.vA:根>v据B>平vC抛,tA运<tB动<规tC 律,水平方向x=v0t,竖直方向y= gt2,由于xA<xB<xC,yA>yB>yC,因此, 平抛运动时间tA>tB>tC,平抛运动的初速度vA<vB<vC,所以选项C正确。
当堂检测
1.做平抛运动的物体,在水平方向通过的最大距离取决于( B )
A.物体的高度和所受重力 B.物体的高度和初速度 C.物体所受的重力和初速度 D.物体所受的重力、高度和初速度
高中物理 必修第二册 第2章 抛体运动 第2节 平抛运动
人教版高中物理必修二专题04 平抛运动的三类模型【知识梳理】
专题04模型1:平抛运动与斜面结合模1.模型构建两类与斜面结合的平抛运动(1)物体从斜面上某一点水平抛出以后又重新落在斜面上,此时平抛运动物体的合位移方向与水平方向的夹角等于斜面的倾角。
(2)做平抛运动的物体垂直打在斜面上,此时物体的合速度与竖直方向的夹角等于斜面的倾角。
2.求解思路已知信息实例处理思路速度方向垂直打到斜面上的平抛运动(1)确定速度与竖直方向的夹角θ,画出速度分解图。
(2)根据水平方向和竖直方向的运动规律分析v x、v y。
(3)根据tan θ=v xv y列式求解。
位移方向从斜面上一点水平抛出后落回在斜面上的平抛运动(1)确定位移与水平方向的夹角θ,画出位移分解图。
(2)根据水平方向和竖直方向的运动规律分析x、y。
(3)根据tan θ=yx列式求解。
模型2:类平抛运动模型1.运动建模当一种运动和平抛运动特点相似,即合外力恒定且与初速度方向垂直的运动都可以称为类平抛运动。
2.模型特点3.分析方法与平抛运动的处理方法一致,将运动分解成沿初速度方向的匀速直线运动和垂直初速度方向的由静止开始的匀加速直线运动。
4.解类平抛运动问题的步骤(1)分析物体的初速度与受力情况,确定物体做类平抛运动,并明确物体两个分运动的方向。
(2)利用两个分运动的规律求解分运动的速度和位移。
(3)根据题目的已知条件和要求解的量充分利用运动的等时性、独立性、等效性解题。
模型三:平抛运动中的临界模型1.模型特点(1)若题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼,表明题述过程中存在临界点。
(2)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”“取值范围”等字眼,表明题述的过程中存在着极值,这些极值点也往往是临界点。
2.求解思路(1)画出临界轨迹,找出临界状态对应的临界条件。
(2)分解速度或位移。
(3)列方程求解结果。
人教版高中物理必修2第五章第二节平抛运动
位移
大小:l
x2 y2
(v0t )2
(1 2
gt 2 )2
方向:tan
y
1 gt 2 2Leabharlann gtxv0t
2v0
速度与水平方向上的夹角 和位移与水平方向上的
夹角 的关系:
v0
O
x
vx v0 v y gt
l
P (x,y) α vx
x v0t y 1 gt 2
y
vy
v
2
tan vy gt
问题:如何确定做平抛运 动物体的速度?
速度规律 v0
O h
x P (x,y) α vx
y
vy
v
时间为t时,物体运动 到点P处
vx v0 vy gt
速 大小v v2x v2y v02 (gt)2
度 方向 tan α vy gt vx v0
v02 2gh
例题1
一个物体以l0 m/s的初速度从10 m的高度水平抛出, 落地时速度是多少(不计空气阻力)?
速度偏向角α:tan vy gt
v0 v0
tan 2tan
平抛运动物体的轨迹如何?
分析:
x=v0t y=gt2/2
消去t可得
y
g 2v02
x2
y = ax 令
a
=
g 2v02
则
2
∴平抛运动的轨迹是抛物线
说明:二次函数的图象叫抛物线, 就是来源于此!
例题2 小球从h 高处以v0 的初速度做平抛运动,
-----抛体运动
实例
网球运动员举拍沿水平方向用力击球,球的 运动可近似看作平抛运动
一、平抛运动:
定义:将物体用一定的初速度沿水平方向抛出, 且只在重力作用下所做的运动. 条件: (1)初速度方向为水平
人教版高中物理必修二《探究平抛运动的特点》知识全解
《探究平抛运动的特点》知识全解【教学目标】1.知道抛体运动和平抛运动,知道用运动分解的方法研究平抛运动。
2.知道平抛运动的条件及相应控制方法,会用获得位置的方法确定多个点,并会描绘平抛运动的轨迹。
3.会根据平抛运动的轨迹,研究平抛运动水平和竖直分运动的特点。
4.通过探究平抛运动特点的实验,了解科学探究中获取及处理数据的方法。
【内容解析】1.平抛运动竖直方向的运动规律一个小球做自由落体运动,另一个小球做平抛运动。
两个小球总是同时落地,说明两个小球在竖直方向的运动是相同的,即平抛运动在竖直方向做的是自由落体运动。
2.平抛运动水平方向的运动规律我们如果能够知道平抛运动的物体在相等的时间间隔内(控制变量)水平方向的位移,就可以判断水平方向做什么运动了。
要这样进行处理的话,就要解决好下面的几个问题。
(1)设法通过实验得到平抛运动的轨迹。
(2)在平抛运动的轨迹上找到每隔相等时间物体所到达的位置。
(3)测量两相邻位置间的水平位移,分析这些位移的特点。
那么怎样找经过相等时间物体所在的位置?根据已经得到的竖直方向的规律,因为竖直方向做自由落体运动,而初速度为零的匀变速直线运动的物体在相等时间间隔内的位移之比为1︰3︰5……所以,只要在轨迹上找到纵坐标满足上述条件的点,相邻点之间的时间间隔就相等。
3.实验注意事项(1)贴有坐标纸的板要处在竖直平面内,小球的运动轨迹与板平行。
(2)调节斜槽末端水平,使小球飞出时的速度是水平方向,可以用小球来检验。
(3)贴坐标纸时,可以用重锤线帮助完成,使重锤线与坐标纸的一条线重合,则这条线就是纵坐标。
(4)在斜槽末端的上方(纵坐标上且比末端高球的半径)标出坐标原点。
(5)每次从同一高度无初速释放小球。
(6)描点时,应使视线与所描的点齐平。
图像的处理如图所示,通过比较相邻点之间的水平位移的关系可以知道物体在水平方向做什么运动。
【知识总结】。
高中物理 必修二 3 实验:研究平抛运动
(4)描绘运动轨迹:在木板的平面上用手按住卡片,使 卡片上有孔的一面保持水平,调整卡片的位置,使从槽 上滚下的小球正好穿过卡片的孔,而不擦碰孔的边缘。
用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点,这就在白 纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。
保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始下滑, 用同样的方法,可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。
3.平抛运动在竖直方向做自由落体运动。
21
解析:由自由落体运动规律,
Δy=gt2=2×0.05=0.1 m 所以t=0.1 s
x=v0t
所以
v0
=
x 3 0.05m t 0.1s
vBy
= (y1 y2 ) 8 0.05m =2
2t
0.2s
m/s
=1.5 m/s
vAy = vBy –gt = 2 m/s-1 m/s=1 m/s
27
5.在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的 纸记录轨迹,小方格的边长l=1.25 cm,若小球在平抛运 动中先后经过的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则 小球平抛的初速度的计算式为v0=_2_g_l _ (用l、g表示),其值是___0_._7_0__m_/_s___ (g取9.8 m/s2)。
观察结果:两球同时落地 【实验结论】: 平抛运动竖直方向的运动 是自由落体运动 。
观察实验,你能得 出什么结论?
6
探究三、描绘平抛运动的轨迹 探究思路:
怎样才能描绘出平 抛运动轨迹?
1.创造条件得到一个平抛运动。
2.在平抛运动的轨迹上找到一些点并记录下来。
3.利用记录下来的点描出平抛运动的轨迹。
4.进一步研究这种运动轨迹,分析平抛运动规律
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平抛运动
1.定义:物体以一定的初速度水平抛出,只在重力作用下的运动。
故平抛运动为____________(变速,匀变速)曲线运动.
2.平抛运动的研究方法:
将平抛运动分解为水平方向的________运动和竖直方向的____________运动,分别研究两个分运动的规律,必要时再用运动合成方法进行合成.
注意:如题中明确告诉了速度(位移)方向,就分别将速度(位移)分解. 3.平抛运动公式:(1)加速度 a x =________,a y =_________ (2)速度:V x =______,V y =_______,速度偏角 tan α=___________,V=____________。
(3)位移:X=_______,Y=______,位移偏角 tan β=__________=________tan α (4)飞行时间:t=_____=______=______; 水平射程x=_______=________。
例1如图所示,物体平抛2秒后垂直撞在倾角为300的斜面上,则物体水 平抛出的速度为______米/秒.
例2平抛一物体,当抛出1秒后,速度方向与水平成450角,落地时速度与水平成600角,求:
①速度②落地速度③开始抛出距地面的高度④水平射程 4.常见规律:
(1)飞行时间由____决定,与____无关.平抛物体的射程由______和________共同决定. (2)水平运动和竖直运动互不影响.如枪打猴子问题:如图所示,如果在子 弹水平射出的同时,猴子开始下落,则只要子弹射程足够,猴子一定能 被射中,与子弹的速度大小______关.
例3在高为h 的平台上,以速度v 0水平抛出一石子,不计空气阻力,则石子从抛出到落地经过的时间()
A .只与v 0有关,v 0越大,时间越长
B .只与h 有关,h 越大,时间越长
C .与v 0、h 都有关
D .与v 0、h 都无关
例4.用m 、Vo 、h 分别表示平抛运动物体的质量、初速度和抛出点离水平地面的高度。
在这三个量中: A .物体在空中运动的时间是由________决定的。
B .在空中运动的水平位移是由________决定的。
C .落地时瞬时速度的大小是由________决定的。
D .落地时瞬时速度的方向是由________决定的。
5.常见的平抛图景:
飞机扔炸弹:如图所示,设匀速水平飞行的飞机,每隔相等的时间仍出一颗炸弹, 则所有炸弹某一时刻的位置如图: 可见所有炸弹作_____________运动,
但以飞机为参照物,则所有炸弹作________________运动, 以炸弹2为参照物,炸弹1作________运动,以炸弹1为参 照物,炸弹2作______运动,
以地面上的人看来,所有炸弹在空中的位置位于一条___________上, 它们间的距离之比为____________.
例5.飞机以150m/s 的速度水平匀速飞行,某时刻自由释放a 球,1s 后又自由释放b 球。
不计空气阻力,下列关于两球之间的相对位置关系说法正确的是() A .a 球在b 球的前下方B .a 球在b 球的后下方
C .a 球始终在b 球的正下方5m 处
D .a 球始终在b 球的正下方,但两者之间的距离逐渐变大
6.平抛运动是匀变速曲线运动,故相等时间内______________相等,且必沿竖直方向. 如图所示,任意两时刻的速度与速度变化量△v 构成直角三角形.△v 沿竖直方向. 注意:平抛运动的速率随时间并不均匀变化.速度随时间是均匀变化的.
7.一个有用的推论
平抛物体任意时刻瞬时时速度方向的反向延长线与初速度延长线的交点到抛出点的距离都等于水平位移的一半。
你能否证明?
例6用闪光照相方法研究平抛运动规律时,由于某种原因,只拍到了部分方格背景及小球的三个瞬时位置.若已知闪光
时间间隔为△t=,则小球运动中初速度大小为多少?小球经B 点时的竖直分速度大小多大?g 取10m /s 2,每小格边长均为L=5cm .
1.物体在平抛运动的过程中,在相等的时间内,下列物理量相等的是() A .速度的增量B .加速度 C .位移D .平均速度
v 0
v t
v x
v y
h
s α
α s /
2.在塔顶使小球A自由落下的同时,分别把小球B和C以同样大小的速度水平抛出和竖直上抛,关于它们运动情况的下列说法中正确的是()
A.加速度相同,相同时刻速度也相同B.加速度不同,相同时刻速度也不同
C.落地时间的关系是tA=tB<tCD.落地速度大小的关系是vAa=vB<vC
3.如图所示,在斜面顶端A点以速度V
0平抛一小球,经t
1
时间后以速度V
1
落在底端B点,
若在A点以V
0/2的初速水平抛出一小球,经t
2
时间后以速度V
2
落到斜面上C点处。
则()
A、t
1∶t
2
=2∶1B、V
1
和V
2
平行
C、AC∶AB=1∶2D、V
1∶V
2
=2∶1
4.从倾角为θ的足够长的斜面上的A点,先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出.第
一次初速度为v
1,球落到斜面上的瞬时速度方向与斜面夹角为α
1
,第二次初速度为v
2
,球
落到斜面上的瞬时速度方向与斜面夹角为α
2,若v
1
>v
2
,则()
A.α
1>α
2
B.α
1
=α
2
C.α
1
<α
2
D.无法确定
5.两同高度斜面,倾角分别为α、β小球1、2分别由斜面顶端以相同
水平速度V
抛出(如图),假设两球能落在斜面上,则:
①飞行时间之比
②水平位移之比
③竖直下落高度之比
6.如图所示,长斜面OA的倾角为θ,放在水平地面上,现从顶点O以速度v
平抛一小球,不计空气阻力,重力加速度为g,求小球在飞行过程中离斜面的最大距离s是多少?
7.在离地面高为h,离竖直光滑墙的水平距离为s
1处,有一小球以v
的速度向墙水平抛出,
如图所示。
小球与墙碰撞后落地,不计碰撞过程中的能量损失,也不考虑碰撞的时间,则落地点到墙的距离s
2
为多少?
8.如图所示,光滑斜面长为a,宽为b,倾角为θ。
一物块沿斜面上方顶点P水平射入,而从右下方顶点Q离开斜面,求物块入射的初速度为多少?
9.抛体运动在各类体育运动项目中很常见,如乒乓球运动.现讨论乒乓球发球问题设球台长2L、网高h,乒乓球反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反,且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力。
(1)若球在球台边缘O点正上方高度为h
1处以速度v
1
水平发出,落在球台的P
1
点(如图实
线所示),求P
1点距O点的距离x
1。
O
A
2
2
β
V0 V0
1
(2)若球在O点正上方以速度v
2水平发出,恰好在最高点时越过球网落在球台的P
2
点(如
图虚线所示),求v
2
的大小。
(3)若球在O点正上方水平发出后,球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘P
3
处,求发球点距O点的高度h。