平抛运动的特点和规律
第二讲:平抛运动
第二讲:平抛运动一、平抛运动1.定义:将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,物体只在重力作用下的运动.2.性质:平抛运动是加速度为g 的匀变速曲线运动,运动轨迹是抛物线.3.研究方法:运动的合成与分解 (1)水平方向:匀速直线运动; (2)竖直方向:自由落体运动. 4.基本规律如图,以抛出点O 为坐标原点,以初速度v 0方向(水平方向)为x 轴正方向,竖直向下为y 轴正方向.(1)位移关系(2)速度关系(3)轨迹方程:h =g2v 02x 25.基本应用例题、如图所示,x 轴在水平地面上,y 轴在竖直方向.图中画出了从y 轴上沿x 轴正方向水平抛出的三个小球a 、b 和c 的运动轨迹.不计空气阻力,下列说法正确的是( )A .a 和b 的初速度大小之比为2∶1B .a 和b 在空中运动的时间之比为(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 02hg,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 =v x 2+v y 2=v 02+2gh ,以θ表示落地速度与水平正方向的夹角,有tan θ=v y v x=2ghv 0,落地速度与初速度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 是相同的,方向恒为竖直向下,如图所示.(5)两个重要推论①做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一例题、如图甲所示是网球发球机,某次室内训练时将发球机放在距地面一定的高度,然后向竖直墙面发射网球.假定网球均水平射出,某两次射出的网球碰到墙面时速度与水平方向夹角分别为30°和60°,若不考虑空气阻力,则( )A.两次发射的初速度大小之比为3∶1定通过此时水平位移的中点,如图所示,即x B =x A2.推导:⎭⎪⎬⎪⎫tan θ=y Ax A -x Btan θ=v yv 0=2y Ax A→x B=x A2①做平抛运动的物体在任意时刻任意位置处,有tan θ=2tan α. 推导:⎭⎪⎬⎪⎫tan θ=v y v 0=gtv 0tan α=y x =gt 2v 0→tan θ=2tan α二、与斜面结合的平抛运动1.顺着斜面平抛(如图)方法:分解位移.x =v 0t ,y =12gt 2,tan θ=y x,可求得t =2v 0tan θg.2.对着斜面平抛(垂直打到斜面,如图) 方法:分解速度.v x =v 0, v y =gt ,tan θ=v x v y =v 0gt,可求得t =v 0g tan θ.三、斜抛运动1.定义:将物体以初速度v 0斜向上方或斜向下方抛出,物体只在重力作用下的运动.2.性质:斜抛运动是加速度为g 的匀变速曲线运动,运动轨迹是抛物线.3.研究方法:运动的合成与分解(1)水平方向:匀速直线运动;(2)竖直方向:匀变速直线运动.例题、某同学在练习投篮时将篮球从同一位置斜向上抛出,其中有两次篮球垂直撞在竖直放置的篮板上,运动轨迹如图所示,不计空气阻力,关于这两次篮球从抛出到撞击篮板的过程( )4.基本规律(以斜上抛运动为例,如图所示)(1)水平方向:v 0x =v 0cos θ,F 合x =0;做匀速直线运动,v 0x =v 0cos θ,x =v 0tcos θ. (2)竖直方向:v 0y =v 0sin θ,F 合y =mg .做竖直上抛运动,v 0y =v 0sin θ,y =v 0tsin θ-12gt2四、类平抛运动1.类平抛运动物体受到与初速度垂直的恒定的合外力作用时,其轨迹与平抛运动相似,称为类平抛运动.类平抛运动的受力特点是物体所受合力为恒力,且与初速度的方向垂直.2.类平抛运动问题的求解技巧(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a 分解为a x 、a y ,初速度v 0分解为v x 、v y ,然后分别在x 、y 方向上列方程求解.针对训练题型1:平抛运动性质例题、如图所示的光滑斜面ABCD 是边长为l 的正方形,倾角为30°,一物块(视为质点)沿斜面左上方顶点A 以平行于AB 边的初速度v 0水平射入,到达底边CD 中点E ,则( )A .初速度2glB .初速度4glC .物块由A 点运动到E 点所用的时间2lt g= D .物块由A 点运动到E 点所用的时间lt g=1.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.不可能是两个直线运动的合运动2.人站在平台上平抛一小球,球离手时的速度为v1,落地时速度为v2,不计空气阻力,下列图中能表示出速度矢量的演变过程的是()A.B.C.D.题型2:平抛运动规律3.如图所示,从A、B、C三个不同的位置向右分别以v A、v B、v C的水平初速度抛出三个小球A、B、C,其中A、B在同一竖直线上,B、C在同一水平线上,三个小球均同时落在地面上的D点,不计空气阻力。
(完整版)平抛运动的知识点
平抛运动的规律与典型例题分析一. 平抛运动的条件1.平抛运动的初始条件:物体拥有水平初速度 V 02.平抛运动的受力特色:只受重力:F=mg(实质问题中阻力远远小于重力,能够简化为只受重力)3.平抛运动的加快度: mg=mα,α=g,方向竖直向下,与质量没关,与初速度大小没关4.平抛运动的理论推理:水平方向—— x :物体不受外力,依据牛顿第必定律,水平方向的运动状态保持不变,水平方向应做匀速直线运动, V x=V0.竖直方向——y:初速度为 0,只受重力,加快度为g,做自由落体运动, V y=gt .二 . 平抛运动的规律如左图所示,以抛出点为坐标原点,沿初速度方向成立x 轴,竖直向下为y 轴.在时间t 时,加快度:α=g,方向竖直向下,与质量没关,与初速度大小没关;平抛运动速度规律:速度方向与水平方向成θ 角平抛运动位移规律:位移方向与水平方向成α 角平抛运动的轨迹方程:为抛物线平抛运动在空中飞翔时间:,与质量和初速度大小没关,只由高度决定平抛运动的水平最大射程:由初速度和高度决定,与质量没关三. 平抛运动的观察知识点与典型例题1.平抛运动定义的观察例题:飞机在高度为 0.8km 的上空,以 2.5 ×10 2 km/h 的速度水平匀速飞翔,为了使飞机上投下的炮弹落在指定的轰炸目标,应当在离轰炸目标的水平距离多远处投弹?分析:设炮弹走开飞机后做平抛运动,在空中飞翔时间为:,炮弹走开飞机后水平位移答案:炮弹走开飞机后要在空中水平飞翔0.9km ,因此要在离轰炸目标0.9km 处投弹问题睁开:轰炸定点目标;轰炸运动目标;飞车跨壕沟等问题研究方法同样2.平抛运动中模型规律观察例题:一架飞机水平匀速飞翔从飞机上每隔一秒开释一个炮弹,不计空气阻力在它们落地之前,炮弹()A、在空中任何时辰老是排成抛物线,它们的落地址是等间距的B、在空中任何时辰老是排成抛物线,它们的落地址是不等间距的C、在空中任何时辰老是在飞机的正下方排成竖直直线,它们的落地址是等间距的D、在空中任何时辰老是在飞机的正下方排成竖直直线,它们的落地址是不等间距的分析:炮弹走开飞机时,拥有和飞机共同的水平初速度,在空中做平抛运动.相关于地面,每一个炮弹在空中的轨迹为抛物线,但在空中的几个炮弹自己其实不排成抛物线.因为它们与飞机的水平速度同样,因此相关于飞机,它们都做自由落体运动,总在飞机的正下方,排成竖直直线.答案:C3.平抛运动试验的观察例题:如何用平抛运动知识丈量子弹的初速度?分析:子弹初速度相当大,水平射程相当远,假如丈量实质水平射程很不方便,且因为空气阻力影响,将出现较大的丈量偏差.能够记录子弹的初始地点,如右图所示,在离枪口必定的距离上,竖直放一块厚纸板,用枪将子弹水平射出,丈量枪口到地面的高度H、子弹在纸板上留下的弹孔到地面的距离h、枪口到纸板的水平距离x.将子弹在不太长时间内的运动当作是平抛运动.则子弹竖直方向的位移为H-h,由自由落体运动关系水平位移联立求解得:4.平抛运动中合速度与两个分速度的关系例题:一个物体以初速度V 0水平抛出,落地时速度的大小为V ,则运动时间为()分析:末速度与初速度不在同一个方向上,不可以用代数方法运算.物体在竖直方向做自由落体运动,在竖直方向的速度比重力加快度才是运动时间,不可以用末速度与重力加快度的比值求时间.由矢量的合成分解关系:如左图所示,竖直分速度答案:C。
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。
总结平抛知识点
总结平抛知识点一、平抛的基本概念1. 平抛的定义平抛是指物体在一定速度的情况下,在重力的作用下做抛体运动。
在平抛运动中,物体在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向上受重力作用而做加速直线运动。
2. 平抛的特点平抛运动具有以下特点:(1)水平速度恒定:物体在水平方向上的速度是恒定的,即物体做匀速直线运动。
(2)竖直加速度恒定:物体在竖直方向上受到重力的影响,因此有竖直方向上的加速度,且加速度大小是恒定的,即重力加速度。
(3)运动轨迹为抛物线:考虑到水平速度恒定、竖直加速度恒定的特点,平抛物体的运动轨迹为抛物线。
二、平抛的运动规律1. 平抛的运动方程在平抛运动中,物体的水平运动与竖直运动是相互独立的,因此可以分别考虑。
设物体水平方向上的速度为v0,竖直方向上的初速度为v0y,竖直方向上的加速度为-g(g为重力加速度),水平方向上的位移为x,竖直方向上的位移为y,则有以下运动方程:(1)水平方向运动方程:x = v0*t(2)竖直方向运动方程:y = v0y*t - 0.5*g*t^22. 平抛的运动参数在平抛运动中,有一些重要的运动参数需要了解:(1)飞行时间:物体在竖直方向上的运动时间,记为T。
当物体抛出后再次回到初始高度时,飞行时间为T。
(2)最大高度:物体在竖直方向上所达到的最大高度,记为H。
最大高度可以通过竖直方向的运动方程求得。
(3)飞行距离:物体在水平方向上的飞行距离,记为D。
飞行距离可以通过水平方向的运动方程求得。
三、平抛的受力分析1. 平抛物体的受力在平抛运动中,物体受到的受力主要包括重力和空气阻力。
(1)重力:重力是所有物体都会受到的作用力,它的大小与物体的质量成正比,与重力加速度g成正比。
(2)空气阻力:当物体在空气中运动时,会受到空气的阻力作用。
空气阻力的大小与物体的速度成正比,与物体的表面积和空气密度成正比。
2. 平抛物体的受力分析考虑到物体的水平运动与竖直运动是相互独立的,在受力分析中可以单独考虑水平方向和竖直方向的受力情况。
平抛运动的特点是什么
平抛运动的特点是什么
平抛运动的特点有平抛运动⽔平⽅向是匀速直线运动、竖直⽅向是⾃由落体运动。
平抛运动是曲线运动,平抛运动的时间仅与抛出点的竖直⾼度有关,物体落地的⽔平位移与时间及⽔平初速度有关。
1平抛运动
物体以⼀定的初速度沿⽔平⽅向抛出,如果物体仅受重⼒作⽤,这样的运动叫做平抛运动。
平抛运动可看作⽔平⽅向的匀速直线运动以及竖直⽅向的⾃由落体运动的合运动。
平抛运动的物体由于所受的合外⼒为恒⼒,所以平抛运动是匀变速曲线运动,平抛物体的运动轨迹为抛物线。
2平抛运动规律
1、运动时间只由⾼度决定。
2、⽔平位移和落地速度由⾼度和初速度决定。
3、在任意相等的时间⾥,速度的变化量相等,⽅向也相同。
是加速度⼤⼩、⽅向不变的曲线运动。
4、任意时刻,速度偏向⾓的正切等于位移偏向⾓正切的两倍。
5、任意时刻,速度⽮量的反向延长线必过⽔平位移的中点。
6、从斜⾯上沿⽔平⽅向抛出物体,若物体落在斜⾯上,物体与斜⾯接触时的速度⽅向与⽔平⽅向的夹⾓的正切是斜⾯倾⾓正切的⼆倍。
7、从斜⾯上⽔平抛出的物体,若物体落在斜⾯上,物体与斜⾯接触时速度⽅向和斜⾯形成的夹⾓与物体抛出时的初速度⽆关,只取决于斜⾯的倾⾓。
(完整版)平抛运动知识点
5.2 抛体运动的规律一、平抛运动:将物体以必定的初速度沿_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。
1、受力特色:只受重力,因此加快度为重力加快度,加速度方向竖直向下。
2、性质:是加快度为重力加快度的匀变速曲线曲线运动。
二、运动规律1、水平方向上受力为零, 因此做匀速直线运动运动。
故水均分速度 v xv 0 ,分位移 x v 0 t 。
2、竖直方向上只受重力,且初速度为零。
因此做自由落体运动运动。
故竖直分速度 v y gt ,分位移 y1 gt 223、合运动:速度大小v t2 2v 02(gt )2v y gt v xv y方向 tanv 0v 02 2212 2 y 1gt24、合位移大小 S2gtxy(v 0t )(gt )方向 tanv 0t 2v 02x三、平抛运动的几个结论1、运动时间h 1 gt 2 → t2h 落地时间由着落的高度h 决定 .2 g2、落地的水平距离 x v 0t v 0 2hv 0和 h 共同决定 .g 水平位移由3、落地时的速度 v t v x 2v y2v 02 2gh 落地速度由 v 0和 h 共同决定 .4、相等时间间隔t 内抛体运动的速度改变量同样 . v gt , 方向竖直向下 .5、速度方向偏转角与位移方向偏转角的关系v y gt1gt 2gttantan2 tan2 tanv xv 0v 0t2v 0PAPAAO 2 AOO ′是 AO 中点。
AO 2AO【切记】:速度方向的反向延伸线与X 轴的交点为水平位移的中点5.4 圆周运动1.描绘圆周运动的物理量( 1)线速度①线速度的大小:做圆周运动的物体经过的弧长与所用时间的比值叫线速度。
②物理意义:描绘质点沿圆周运动的快慢 .③线速度的大小计算公式v s ,则运动的弧长为2 R ,因此此假如时间是一个周期(一个圆周)2 R t时线速度的公式为 v。
T④线速度的方向:圆周上该点的切线方向,时辰与半径垂直。
第三章 第3节 平抛运动
第3节平抛运动一、平抛运动的认识 1.定义把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.特点(1)受力特点:只受重力。
(2)运动特点:初速度水平,加速度为g ,方向竖直向下。
3.性质为匀变速曲线运动。
4.实验探究⎩⎪⎨⎪⎧水平方向:不受力,做匀速直线运动竖直方向:只受重力,做自由落体运动 二、平抛运动的规律 1.水平方向以初速度v 0做匀速直线运动,v x =v 0,x =v 0t 。
2.竖直方向做自由落体运动,v y =gt ,y =12gt 2。
下落时间:t =2yg ,t 只与下落高度y 有关,与其他因素无关。
1.物体以某一初速度水平抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下的运动叫平抛运动。
2.平抛运动是匀变速曲线运动,水平方向做匀速直线运动,x =v 0t ,竖直方向做自由落体运动,y =12gt 2。
3.平抛运动在空中运动时间由竖直高度决定,水平位移由竖直高度和水平初速度共同决定。
1.自主思考——判一判(1)平抛运动的速度、加速度都随时间增大。
(×)(2)平抛运动物体的速度均匀变化。
(√)(3)平抛运动不是匀变速曲线运动。
(×)(4)平抛物体的初速度越大,下落得越快。
(×)(5)平抛运动的初速度可以不沿水平方向。
(×)2.合作探究——议一议(1)体育运动中投掷的链球、铅球、铁饼、标枪等,都可以看成是抛体运动吗?都可以看成是平抛运动吗?图3-3-1提示:链球、铅球、铁饼、标枪等,若被抛出后所受空气阻力可忽略不计,可以看成是抛体运动。
它们的初速度不一定沿水平方向,所以它们不一定是平抛运动。
(2)两个小金属球同时从同一高度开始运动,不计空气阻力,A球自由落体,B球平抛运动,两球下落过程中的高度位置相同吗?为什么?提示:相同;A、B两球在竖直方向上的运动情况完全相同,从同一高度同时进行自由落体运动,因此,在下落过程中的高度位置始终相同。
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
高频考点例析
【方法技巧】 (1)与斜面有关的平抛运 动,注意挖掘速度或位移方向条件,要么 分解速度,要么分解位移,一定能使问题 得到解决. (2)对平抛运动的分解不是唯一的,可借 用斜抛运动的分解方法研究平抛,即要灵 活合理地运用运动的合成与分解解决曲线 运动.
高频考点例析
变式训练
2.如图4-2-11所示,以 9.8 m/s的水平初速度v0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,可知 物体完成这段飞行的时间是 ( )
2
基础知识梳理
vy gt 方向 tanθ= = v0 v0 2 2 合位移:s= x +y , y gt 方向 tanα=x= 2v0 .
课堂互动讲练
一、对平抛运动规律的进一步理解 1.水平射程和飞行时间 2h (1)飞行时间:t= ,只与 h、g g 有关,与 v0 无关. 2h (2)水平射程:s=v0t=v0 ,由 v0、 g h、g 共同决定.
高频考点例析
解析:(1)由题意知,小球落到斜面上沿斜面下滑, 并未弹起,说明此时小球的速度方向与斜面平行,如图所 示,所以vy=v0tan53°,又vy2=2gh,代入数据得 vy=4 m/s,v0=3 m/s. (2)设小球离开平台到达斜面顶端所需时间为t1,由 vy=gt1得t1=0.4 s,则s=v0t1=3×0.4 m=1.2 m.
高频考点例析
图4-2-14 (3)如图 4-2-14 所示,设发球 高度为 h3 时, 飞行时间为 t3, 同理得 1 2 h3= gt3 ⑦ 2 s3=v3t3⑧ 且 3s3=2L⑨
高频考点例析
设球从恰好越过球网到最高点的 【易误警示】 时间为 t,水平距离为 s,有 分析平抛运动中的 1 2 h3-h= gt ⑩ 临界问题,关键是 2 结合平抛运动的特 s=v3t⑪ 点和规律寻找临界 由几何关系知,x3+s=L⑫ 情景、挖掘临界条 4 件.审题时对题目 联立⑦~⑫式,解得 h3= h. 3 中的“恰好”、 “刚好”等字眼要 2h1 L g 4 格外注意. 【答案】 (1)v1 (2) (3) h
(完整版)平抛运动与斜抛运动
平抛运动与斜抛运动一、平抛运动1,定义:水平方向抛出的物体只在重力作用下运动。
2,性质:①水平方向:以初速度v 0做匀速直线运动。
②竖直方向:以加速度a=g 做自由落体运动。
③在水平方向和竖直方向的两个分运动同时存在,互不影响,具有独立性。
④合运动是匀变速曲线运动. 3,平抛运动的规律 以抛出点为坐标原点,以初速度v 0方向为x正方向,竖直向下y 为正方向,,如右图所示,则有:0v v x =,gt v y = 分速度合速度222t g v v +=,0tan v gt =θ 分位移gt x =,221gt y = 合位移422202221t g t v y x s +=+=θαtan 21221tan 002====v gt t v gt x y(注意:合位移方向与合速度方向不一致) 4,平抛运动的特点①平抛运动是匀变速曲线运动,故相等的时间内速度的变化量相等,由gt v =∆可知,速度的变化必沿竖直方向,如下图所示。
任意两时刻的速度,画到一点时,其末端连线必沿竖直方向,且都与v 0构成直角三角形。
②物体由一定高度做平抛运动,其运动时间由下落高度决定,与初速度无关.由公式221ath =,可得:ght 2=.落地点距离抛出点的水平距离t v s 0=,由水平速度和下落时间共同决定。
二、斜抛运动1,定义:斜向上或斜向下抛出的物体只在重力(不考虑空气阻力)作用下的运动叫做斜抛运动。
2,斜抛运动的特点:水平方向速度不变,竖直方向仅受重力,加速度为g 。
3,斜抛运动的分解:斜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竖直上抛或竖直下抛运动的合运动。
4,斜抛运动的方程如图所示,斜上抛物体初速度为v ,与水平方向夹角为θ,则速度:位移:可得:θcos v xt =代入y 可得:θθ222cos 2tan v gx x y -= 这就是斜抛物体的轨迹方程. 可以看出:y =0时,(1)x =0是抛出点位置。
平抛运动基本规律总结
平抛运动基本规律总结知识点:1.平抛运动的运动特点:水平方向上:匀速直线运动t v x v v x 00,==竖直方向上:自由落体运动221,gt y gt v y == 2.平抛(类平抛)运动所涉及物理量的特点Δv =g Δt ,方向恒为竖直向下3.关于平抛(类平抛)运动的两个重要推论(1)做平抛(或类平抛)运动的物体任意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,即x B =x A2.(2)做平抛(或类平抛)运动的物体在任意时刻任意位置处,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. 4.斜抛运动(1)斜抛运动可以分斜向上抛和斜向下抛两种情况:斜向上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竖直上抛运动的合运动。
(2)斜上抛运动的公式:(1)速度公式: 水平速度:0cos x v v θ= 竖直速度:0sin y v v gt θ=-(2)位移公式:水平方向:0cos x v t θ=g竖直方向:201sin 2y v t gt θ=-g(3)斜向下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匀加速运动(初速度不为0)(1)速度公式: 水平速度:0cos x v v θ=竖直速度:0sin y v v gt θ=+(2)位移公式: 水平位移:0cos x v t θ=g竖直位移 201sin 2y v t gt θ=+g5.平抛与斜面结合的两种经典模型:斜面上的平抛运动问题是一种常见的题型,在解答这类问题时除要运用平抛运动的位移和速度规律,还要充分运用斜面倾角.常见的模型如下:(1)顺着斜面平抛方法:分解位移.x=v0t,y=12gt2,tan θ=yx,可求得t=2v0tan θg.特别强调:θ角是位移偏向角(2)对着斜面平抛(垂直打到斜面)方法:分解速度.v x=v0,v y=gt,tan θ=v0v y=v0gt,可求得t=v0g tan θ.特别强调:θ角是速度偏向角的补角。
平抛运动知识点
平抛运动知识点运动,是物质世界中无法逃脱的规律之一,而平抛运动作为运动学中的一种基本运动形式,对我们生活中的许多现象都有着重要的解释作用。
在这篇文章中,我们将详细介绍平抛运动的一些基本知识点,以增加我们对运动的理解。
1. 平抛运动的概念平抛运动是指物体在水平方向上以一定速度进行运动的过程。
在此过程中,物体沿着水平方向匀速直线运动,而竖直方向上受到重力的作用,使得物体在空中呈抛物线轨迹运动。
2. 平抛运动的特点平抛运动具有以下几个特点:(1)匀速直线运动:在水平方向上,物体的速度保持不变,即匀速直线运动。
(2)自由落体运动:在竖直方向上,物体受到重力的作用,呈现自由落体的运动状态。
(3)抛物线轨迹:由于水平方向和竖直方向上的运动是相互独立的,物体在平抛运动中会呈现出抛物线轨迹。
3. 平抛运动的公式平抛运动可以通过一些基本的公式来描述物体的运动状态。
以下是几个关键公式:(1)水平方向的位移公式:物体在平抛运动中的水平位移可以通过速度和时间来计算,公式为:Sx = Vx * t(2)竖直方向的位移公式:物体在平抛运动中的竖直位移可以通过重力加速度和时间来计算,公式为:Sy = 0.5 * g * t^2(3)水平方向的速度公式:物体在平抛运动中的水平速度保持恒定不变,公式为:Vx = V * cosθ(4)竖直方向的速度公式:物体在平抛运动中的竖直速度受到重力的作用,在不考虑空气阻力的情况下,公式为:Vy = V * sinθ - g * t(5)抛射高度的计算公式:物体的抛射高度可以通过竖直方向的位移公式来计算,公式为:H = Sy = 0.5 * g * t^24. 平抛运动的应用平抛运动在我们的日常生活中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:(1)体育项目:例如投掷项目中的铁饼、标枪等,都是基于平抛运动的原理设计的。
(2)物体抛掷:当我们抛掷一个物体时,物体就是以一定的速度进行平抛运动。
(3)地理抛物线:地理中的抛物线形状诸如山脉、河流等都是地球自然作用力形成的经过地形的一个抛物线。
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
平抛运动知识点总结总结
平抛运动知识点总结总结一、定义平抛运动是指一个物体在水平方向上以一定初速度抛出后,在竖直方向上只受重力的作用,不受空气阻力的运动。
在这种运动中,物体的水平速度保持不变,而竖直方向的速度受到重力加速度的影响而不断变化。
二、特点1. 水平速度恒定:在平抛运动中,物体的水平速度是恒定的,不会因为重力的作用而改变。
2. 竖直速度变化:物体在竖直方向上受到重力的影响,其竖直速度会随着时间的推移而改变。
3. 运动轨迹是抛物线:由于水平速度恒定,竖直速度发生变化,物体的轨迹呈现出一个抛物线的形状。
三、运动规律1. 距离和时间关系:在平抛运动中,物体的水平速度恒定,所以它在同样时间内所运动的距离是相等的。
在一定时间内,水平速度乘以时间即为水平方向上的位移。
2. 竖直方向运动:由于物体在竖直方向上受重力的作用,其竖直速度会随着时间的推移而改变。
根据运动学知识,我们可以得到物体在竖直方向上的运动规律为:s = ut + 1/2gt^2,其中s为竖直方向上的位移,u为初速度,g为重力加速度,t为时间。
3. 飞行时间:在平抛运动中,物体的水平速度是恒定的,所以物体飞行的时间只与竖直方向上的运动有关。
根据竖直方向上的运动规律,我们可以得到物体飞行的时间为t = 2u/g。
其中u为初速度,g为重力加速度。
4. 飞行距离:由于物体的水平速度是恒定的,则物体的飞行距离与其水平速度和飞行时间有关。
物体的水平速度乘以飞行时间即为飞行距离。
四、实例分析假设一个物体以初速度 u 被抛出,求其飞行时间、飞行距离和最大高度。
解:根据平抛运动的运动规律,我们可以得到物体的飞行时间为 t = 2u/g,飞行距离为 d = ut,最大高度为 h = 1/2 u^2/g。
五、应用1. 运动装置设计:在工程领域中,平抛运动的知识被广泛应用于设计各种物体的投放装置,比如我们需要将物体投放到某一指定位置,就可以利用平抛运动的知识来设计相应的装置。
2. 运动轨迹研究:在科学研究中,平抛运动的知识可以帮助我们研究物体在空中的运动轨迹,从而帮助我们理解相关现象和定律。
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)。
平抛运动及应用实例
球总是触网或出界。
【例】宇航员站在一星球表面上的某高度 处,沿水平方向抛出一个小球.经过时间t, 小球落到星球表面,测得抛出点与落地点 之间的距离为L.若抛出时的初速度增大到 2倍,则抛出点和落地点之间的距离为 L.
已知两3 落地点在同一水平面上,该星球的
半径为R,万有引力常数为G.求该星球的 质量M.
【解析】由图可以看出,a、b、c、d各位移水平间隔 相等,即各位置间时间间隔相等,设为t,又设初速度 为v0,则v0=2l/t 考虑物体由a到b及由b到c过程的竖直分运动,有:
l=vayt+1/2gt2 , 2l=vbyt+1/2gt2 vby=vay+gt
联立以上三式得:t= l / g
所以v0=2l/t=2 lg
【例5】如图所示,一高度为h=0.2m的水平面在
B点处与一倾角为θ=30°的斜面连接,一小球以
V0=5m/s的速度在平面上向右运动。求小球从A
点运动到地面所需的时间(平面与斜面均光滑,
取g=10m/s2)。某同学对此题的解法为:小球
沿斜面运动,则
h V t 1 g sin t2 , sin 0 2
【解析】本题的情景是平抛运动规律和万有引力定律在探测星球 质量时的综合运用.小球在地球上的平抛规律可以平移到其他星 球上的平抛运动中加以运用,只是加速度不同而已.在平抛运动 中,从同一高度中抛出的尽管初速不同,但是物体从抛出到落地 所经历的时间是一样的.从万有引力定律可知加速度与哪些因素 有关.加速度是联系平抛运动和万有引力的桥梁.
解:设抛出点的高度为h,第一次平抛的水平射程为x,则 有
x2+h2=L2.
由平抛运动规律得知,当初速增大到2倍,其水平射程也 增大到2x,可得 ( 3L)2
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。
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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。
.....................
4.在CAI 课件显示出在相等时间内水平方向前进的水平距离是相等的。
−→−得到平抛运动的水平分运动是匀速的,且不受竖直方向的运动的影响............................。
(4)针对训练:用多媒体出示
平抛运动是一种曲线运动,它的水平分运动是 ,竖直分运动是 。
2、平抛运动的规律
(1)平抛运动的物体在任一时刻的位置坐标的求解。
a :以抛点为坐标原点,水平方向为x 轴(正方向和初速度v 的方向相同),竖直方向为y 轴,正方向向下,则物体在任意时刻t 的位置坐标为
b :运用该公式我们就可以求得物体在任意时刻的坐标找到物体所在的位置,用平滑曲线把这些点连起来,就得到平抛运动的轨迹→抛物线。
(2)平抛速度求解:
a :水平分速度0v v x
= b :竖直分速度gt v y =
c :t 秒末的合速度2
2y
x t v v v +=
d :t v 的方向x
y v v =
θ
tan
(三)例题分析
1、用多媒体出示例题
一架老式飞机高处地面0.81km 的高度,以2.5×102km/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,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。
2、用电脑模拟题目所述的物理情景
3、在投影仪上出示下列思考题:
(1)从水平飞行的飞机上投下的炸弹,做什么运动?为什么? (2)炸弹的这种运动可分解为哪两个什么样的分运动?
(3)要想使炸弹投到指定的目标处,你认为炸弹落地前在水平方向通过的距离与投弹时飞机离目标的水平距离之间有什么关系? 4:解决上述问题,并让学生书写解题过程 5:在多媒体上投影解题过程:
解:因为2
21gt y
=
所以g
y
t 2=
又在这段时间内炸弹通过的水平距离为g
y v t v x
20
0==
所以=x 0.89km
答:飞机应在离轰炸目标水平举例是0.89km 的地方投弹。
三、巩固训练 1、填空:
(1)物体做平抛运动的飞行时间由 决定。
(2)物体做平抛运动时,水平位移由 决定。
(3)平抛运动是一种 曲线运动。
2、从高空中水平方向飞行的飞机上,每隔1分钟投一包货物,则空中下落的许多包货物和飞机的连线是
A :倾斜直线
B :竖直直线
C :平滑直线
D :抛物线
3、平抛一物体,当抛出1秒后它的速度与水平方向成45o 角,落地时速度方向与水平方向成60o 角。
(1)求物体的初速度; (2)物体的落地速度。
四、小结
本节课我们学习了 1、什么是平抛运动
2、平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向自由落体运动的合运动
3、平抛运动的规律 ⎪⎩⎪
⎨⎧==2
21)1(at y t v x ⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧
+===220)2(y x y x v v v gt v v v
平抛特点总结:
1.运动时间只由高度决定
设想在高度H 处以水平速度v o 将物体抛出,若不计空气阻力,则物体在竖直方向的运动是自由落体,由公式可得:
,由此式可以看出,物体的运动时间只与
平抛运动开始时的高度有关。
2.水平位移由高度和初速度决定
平抛物体水平方向的运动是匀速直线运动,其水平位移
,将
代入得:
,由此是可以看出,水平位移是由初速度和平抛开始时的高度决定的。
例1 如图1所示,在同一平面内,小球a 、b 从高度不同的两点,分别以初速度v a 、v b 沿水平方向抛出,经过时间t a 、t b 后落到与两抛出点水平距离相等的点。
若不计空气阻力,下列关系式正确的是( ) A .t a >t b ,v a <v b B .t a >t b ,v a >v b C .t a <t b ,v a <v b D .t a <t b ,v a >v b
分析与求解:由图可以看出小球a抛出时的高度大于小球b ,由公式或“1”
中结论可知,小球a 运动时间大于小球b 运动时间。
由题意知,两小球的水平位移相等,由公式s=vt 或“2”中结论可知,小球a 的初速度大于小球b 的初速度。
因此,本题正确选项是A 。
3.在任意相等的时间里,速度的变化量相等
由于平抛物体的运动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和合运动。
运动中,其水平运动的速度保持不变,
时间里,水平方向的分速度的变化量为零,
竖直方向的分速度的变化量为,而时间里合速度的变化量为两个方向速度变化量的矢量和,其大小为:,方向竖直向下。
由此可知,在相等的时间里,速度的变化量相等,由此也可以知道,在任意相等的时间里,动量的变化量相等。
4.任意时刻,速度偏向角的正切等于位移偏向角正切的两倍
如图2所示,物体被以水平初速度v o抛出后,t时刻其速度的偏向角为图中的α角,位移的偏向角为图中的β角,则:,,由此两式可知:。
5.任意时刻,速度矢量的反向延长线必过水平位移的中点
设平抛开时后,t时刻速度矢量的反向延长线与这段时间里水平位移矢量的交点为A,图3中的角α与图2中的α相同,即:,而。
6.从斜面上沿水平方向抛出物体,若物体落在斜面上,物体与斜面接触时的速度方向与水平方向的夹角的正切是斜面倾角正切的二倍
设物体被从倾角为θ的斜面上的O点以水平初速度v o抛出,t时刻落在斜面上距O点为L的A点,速度矢量v方向与水平方向的夹角为α。
则,物体O点运动到A点过程中在水平方向和竖直方向上分别有:,,由此三式可得:。
其实,从图4可以看出,物体落在斜面时的位移偏向角等于斜面的倾角θ,由结论“4”亦可得出此结论。
例2如图5所示,一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上。
物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足()
A.tanφ=sinθ
B.tanφ=cosθ
C.tanφ=tanθ
D.tanφ=2tanθ
分析与求解:由上述结论或证明过程可知,本题选D。
7.从斜面上水平抛出的物体,若物体落在斜面上,物体与斜面接触时速度方向与斜面的夹角与物体抛出时的初速度无关
由结论“6”的证明可知,物体落在斜面时的速度方向与斜面夹角为(α-θ),而
,由此式可以看出,物体落在斜面上时,速度方向与斜面的夹角与初速度无关,只取决于斜面的倾角。