高中物理第五章曲线运动第二节平抛运动学案新人教版必修2

高中物理第五章曲线运动第二节平抛运动学案新人教版必修2

1．知道什么是抛体运动，知道抛体运动是匀变速运动。

2．理解平抛运动及其运动规律，会用平抛运动的规律解决相关问题。 3．了解斜上抛运动及其规律。

4．掌握分析抛体运动的方法——运动的合成与分解。

1.抛体运动

(1)定义：以一定的速度将物体抛出，物体只受□

01重力作用的运动。 (2)性质：由于做抛体运动的物体只受重力，故抛体运动是□02匀变速运动。 2．平抛运动

(1)定义：初速度沿□

03水平方向的抛体运动。 (2)特点：①初速度沿□

04水平方向；②只受□05重力作用。 (3)性质：由于做平抛运动的物体只受重力作用，且初速度与合外力(重力)方向不共线，故平抛运动是□06匀变速曲线运动。可以看做是水平方向的□07匀速直线运动和竖直方向的□08自由落体运动的合运动。

(4)平抛运动的速度(如图甲所示)

①水平方向：v x ＝□09v 0。 ②竖直方向：v y ＝□

10gt 。 ③合速度⎩

⎪⎨⎪

⎧

大小：v ＝v 2x ＋v 2y ＝□11 v 20＋g 2t 2方向：tan θ＝v y v x ＝□12gt

v 0θ是v 与水平方向的夹角

(5)平抛运动的位移(如图乙所示)

①水平方向：x ＝□13v 0t 。 ②竖直方向：y ＝□1412

gt 2。 ③合位移⎩

⎪⎨⎪

⎧

大小：s ＝□15 x 2＋y 2方向：tan α＝y x ＝□16gt

2v 0α是s 与水平方向的夹角

(6)平抛运动的轨迹：由x ＝v 0t ，y ＝12gt 2

，得y ＝□

17g 2v 20

x 2，所以平抛运动的轨迹是一条□18抛物线。

3．斜抛运动

(1)定义：如果物体被抛出时的速度v 0不沿水平方向，而是沿斜□19上方或斜□20下方，且只受□

21重力的作用，这样的抛体运动称为斜抛运动。 (2)性质

由于做斜抛运动的物体只受重力，且初速度与合外力不共线，故斜抛运动是□

22匀变速曲线运动。斜抛运动可以看成是水平方向的□23匀速直线运动和竖直方向的□24竖直上抛或□25竖直下抛运动的合运动。

(3)规律(以斜上抛运动为例，如图丙所示，其中θ为v 0与水平方向的夹角) 水平方向：v 0x ＝□

26v 0cos θ，x ＝□27v 0t cos θ。

竖直方向：v 0y ＝□

28v 0sin θ，y ＝□29v 0t sin θ－12gt 2。 判一判

(1)斜抛运动和平抛运动在竖直方向上做的都是自由落体运动。( ) (2)斜抛运动和平抛运动在水平方向上做的都是匀速直线运动。( ) (3)斜抛运动和平抛运动的加速度相同。( )

提示：(1)× 斜抛运动在竖直方向上做的是竖直上抛或竖直下抛运动，不是自由落体运动。

(2)√ 斜抛运动和平抛运动在水平方向上不受力，都做匀速直线运动。 (3)√ 斜抛运动和平抛运动都只受重力，加速度为重力加速度。

课堂任务 平抛运动的理解

仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。

活动1：如图甲所示，A 球、B 球的运动有什么特点？A 、B 两球的加速度有什么特点？ 提示：A 球做自由落体运动，B 球做平抛运动。A 、B 两球的加速度均为重力加速度g 。 活动2：在运动过程中，A 、B 两球的速度(大小、方向)有什么特点？ 提示：A 球的速度方向不变、大小变化；B 球的速度方向和大小都发生变化。 活动3：如图乙所示，通过频闪照片能看出平抛运动有什么特点？

提示：①在水平方向上，相同时间位移相同，说明平抛运动在水平方向做的是匀速直线运动。②在竖直方向上，平抛小球和自由落体运动的小球在相同时间内下落同样的高度，这说明平抛小球在竖直方向做的是自由落体运动。

活动4：讨论、交流、展示，得出结论。 (1)平抛运动的特点和性质

①速度特点：平抛运动的速度大小和方向都不断变化，故它是变速运动。 ②轨迹特点：平抛运动的运动轨迹是曲线，故它是曲线运动。

③加速度特点：平抛运动的加速度为自由落体加速度，恒定不变，故它是匀变速运动。 综上所述，平抛运动为匀变速曲线运动。

(2)平抛运动的速度变化特点：任意两个相等的时间间隔内速度的变化相同，Δv ＝g Δt ，方向竖直向下，如图所示。公式a ＝Δv

Δt

在曲线运动中仍适用，只是要注意a 与Δv 的矢量性。

例 1 平抛运动的规律可以概括为两点：一是水平方向做匀速直线运动；二是竖直方向做自由落体运动。为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图用小锤击打弹性金属片，

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

(1)两球同时落到地面说明什么？

提示：说明A 、B 运动的时间相同，在竖直方向的运动相同。

(2)能直接知道A 在水平方向的位移随时间的变化情况吗？

提示：因为图片水平方向没有任何标记可以看出时间情况，所以看不出A 在水平方向的位移随时间的变化情况。

[规范解答] 实验中A 球做平抛运动，B 球做自由落体运动，两球同时落地说明A 球平抛运动的竖直分运动和B 球相同，而不能说明A 球的水平分运动是匀速直线运动，所以只有B 正确。

[完美答案] B

平抛运动是简单的曲线运动，由两个简单的直线运动组成：水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

[变式训练1] 关于平抛运动，下列说法中正确的是( ) A ．平抛运动是一种变加速运动

B ．做平抛运动的物体加速度随时间逐渐增大

C ．做平抛运动的物体每秒内速度增量相等

D ．做平抛运动的物体每秒内位移增量相等 答案 C

解析 平抛运动是匀变速曲线运动，其加速度为重力加速度g ，故加速度的大小和方向恒定，在Δt 时间内速度的改变量为Δv ＝g Δt ，因此可知每秒内速度增量大小相等、方向相同，A 、B 错误，C 正确；由于水平方向的位移x ＝v 0t ，每秒内水平位移增量相等，而竖直方向的位移h ＝12

gt 2

，每秒内竖直位移增量不相等，所以D 错误。

课堂任务 平抛运动的速度和位移

仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。

活动1：曲线运动一般的解决方法是什么？

提示：化曲为直。就是把复杂的曲线运动问题分解为比较简单的直线运动来处理。 活动2：由活动1的思路，试总结出如图平抛运动中水平方向的运动结论。