2018-2019學年高考物理 主題一 曲線運動與萬有引力定律 第一章 拋體運動 1.1.3 課時1 平拋運動的規(guī)律學案 教科版.doc
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課時1 平拋運動的規(guī)律 學習目標 核心凝煉 1.知道什么是平拋運動。 1個概念——平拋運動 2個科學思維——模型構(gòu)建：平拋運動；科學推理：平拋運動的分解 1條規(guī)律——平拋運動的規(guī)律vx＝v0，x＝v0t，vy＝gt，h＝gt2 2.理解平拋運動的特點。 3.理解把平拋運動分解為水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體運動的研究過程和相關規(guī)律。 4.會應用平拋運動的規(guī)律解決有關問題。 一、平拋運動的定義及特點 [觀圖助學] (1)在羽毛球比賽中，水平擊出的羽毛球在空中運動時能忽略空氣的阻力嗎？可以將羽毛球的運動認為平拋運動嗎？ (2)在鉛球比賽中，運動員斜向上將鉛球推出，與鉛球的重力相比空氣的阻力能忽略嗎？可以將鉛球的運動認為平拋運動嗎？ (3)某同學站在高處將大石塊水平扔出，可以將大石塊的運動認為平拋運動嗎？ [理解概念] 判斷下列說法的正誤。 (1)水平拋出的物體所做的運動就是平拋運動。() (2)平拋運動的速度變化僅在豎直方向上。(√) (3)平拋運動是曲線運動，故物體受到的力的方向一定不斷變化。() (4)做平拋運動的物體，速度和加速度都隨時間的增加而增大。() 二、平拋運動的規(guī)律 [觀圖助學] (1)飛機投彈轟炸目標。有的同學說：當飛機飛到目標的正上方時投彈，才能命中目標。該同學說的對嗎？ (2)一只松鼠攀在山崖的樹上，看到獵人對著它水平射出子彈的火光后，立即松手從樹上掉落。松鼠能逃離被擊中的厄運嗎？ 答案 (1)不對。當飛機在離一定水平距離時投彈，才能命中目標。 (2)不能。因為在豎直方向子彈與松鼠同時做自由落體運動，在相同時間內(nèi)下落的高度相同，子彈恰好擊中松鼠。 平拋運動的速度與位移 平拋運動的速度 平拋運動的位移 分解圖 水平分運動 vx＝v0 x＝v0t 豎直分運動 vy＝gt y＝gt2 合運動 ①合速度大?。簐t＝＝ ①合位移大?。簊＝ ②合速度方向：tan θ＝＝(θ是v與水平方向的夾角) ②合位移方向：tan α＝(α是s與水平方向的夾角) [理解概念] 判斷下列說法的正誤。 (1)平拋運動的初速度越大，下落得越快。() (2)做平拋運動的物體下落時，速度與水平方向的夾角θ越來越大。(√) (3)如果下落時間足夠長，平拋運動的物體的速度方向變?yōu)樨Q直方向。() (4)平拋運動的合位移的方向與合速度的方向一致。() 平拋運動特點的理解 [觀察探究] 如圖1所示，一人正練習投擲飛鏢(不計空氣阻力)，請思考： 圖1 (1)飛鏢在空中運動時，其加速度的大小和方向是怎樣的？ (2)飛鏢的運動是勻變速運動，還是變加速運動？ 答案 (1)加速度為重力加速度g，方向豎直向下。 (2)勻變速運動。 [探究歸納] 平拋運動的特點 特點 理解 理想化 特點 平拋運動是一種理想化的運動模型，即把物體看成質(zhì)點，拋出后只考慮重力作用，忽略空氣阻力 軌跡 特點 平拋運動是勻變速曲線運動，軌跡是拋物線 速度 特點 平拋運動的速度大小和方向都不斷變化，故它是變速運動 加速度 特點 加速度大小和方向都不變，始終等于重力加速度，所以平拋運動是勻變速曲線運動 速度變 化特點 由Δv＝gΔt，任意兩個相等的時間間隔內(nèi)速度的變化量相同，方向豎直向下， [試題案例] [例1] (多選)如圖2所示，在高空勻速飛行的轟炸機，每隔1 s投下一顆炸彈，若不計空氣阻力，則( ) 圖2 A.這些炸彈落地前排列在同一條豎直線上 B.這些炸彈落地前排列在同一條拋物線上 C.這些炸彈落地時速度大小方向都相同 D.這些炸彈都落于地面上同一點 【思路探究】 (1)炸彈與飛機在水平方向是什么運動？同一時刻兩者的水平位置有什么特點？ (2)炸彈在豎直方向是什么運動？ 解析 這些炸彈是做平拋運動，速度的水平分量都一樣，與飛機速度相同。相同時間內(nèi)，水平方向上位移相同，所以這些炸彈排在同一條豎直線上，故A正確，B錯誤；由于這些炸彈下落的高度相同，初速度也相同，這些炸彈落地時速度大小和方向都相同，故C正確；這些炸彈拋出時刻不同，落地時刻也不一樣，不可能落于地面上的同一點，故D錯誤。 答案 AC [針對訓練1] (多選)關于做平拋運動的物體，下列說法中正確的是( ) A.加速度隨時間逐漸增大 B.加速度保持不變 C.每秒內(nèi)速度增量相等 D.每秒內(nèi)速率的變化相等 解析 做平拋運動的物體僅受到重力的作用，加速度為重力加速度g，加速度的大小和方向恒定，故A錯誤，B正確；在Δt時間內(nèi)速度的改變量為Δv＝gΔt，因此可知每秒內(nèi)速度增量大小相等、方向相同，故C正確，D錯誤。 答案 BC 平拋運動的規(guī)律 [觀察探究] 如圖3所示，小球以初速度v0水平拋出后，在空中做平拋運動。 圖3 (1)小球做平拋運動的軌跡是曲線，為了便于研究，我們應如何建立平面直角坐標系？ (2)小球在空中運動的時間由哪些因素決定？ (3)小球在空中運動的水平位移由哪些因素決定？ (4)小球落地速度的大小由哪些因素決定？ 答案 (1)一般以初速度v0的方向為x軸的正方向，豎直向下的方向為y軸的正方向，以小球被拋出的位置為坐標原點建立平面直角坐標系。 (2)在豎直方向有h＝gt2，所以小球在空中運動的時間由下落高度h決定。 (3)在水平方向有x＝v0t，所以小球在空中運動的水平位移由初速度v0和下落高度h共同決定。 (4)小球的合速度大小vt＝＝，所以小球落地速度由初速度v0和下落高度h共同決定。 [探究歸納] 平拋運動的規(guī)律 (1)平拋運動的時間 t＝，只由高度決定，與初速度無關 (2)水平位移(射程) x＝v0t＝v0，由初速度和高度共同決定 (3)落地速度 vt＝＝，與水平方向的夾角為θ，tan θ＝＝，落地速度由初速度和高度共同決定 (4)運動位置 t時刻的坐標(v0t，gt2) (5)運動軌跡 軌跡方程：y＝x2，所以做平拋運動的物體的運動軌跡為拋物線 [試題案例] [例2] (2018蚌埠二中高一下期中)(多選)如圖4所示，高為h＝1.25 m的平臺上覆蓋一層薄冰，現(xiàn)有一質(zhì)量為60 kg的滑雪愛好者以一定的初速度v向平臺邊緣滑去，著地時速度的方向與水平地面的夾角為45(取重力加速度g＝10 m/s2，不計空氣阻力)。由此可知下列各項中正確的是( ) 圖4 A.滑雪者在平臺上的速度大小是5.0 m/s B.滑雪者著地點到平臺邊緣的水平距離是2.5 m C.滑雪者在空中運動的時間為1 s D.著地時滑雪者的速度大小是5.0 m/s 【思維導圖】 解析 由v＝2gh可得vy＝＝ m/s＝5.0 m/s，著地時的速度方向與水平地面的夾角為45，所以著地時水平速度v0和豎直速度的大小vy相等，所以滑雪者在平臺上的速度大小v＝v0＝vy＝5.0 m/s，故A正確；由vy＝gt得出滑雪者在空中運動的時間t＝0.5 s，故C錯誤；滑雪者在水平方向上做勻速直線運動，水平距離為x＝v0t＝50.5 m＝2.5 m，故B正確；滑雪者著地的速度大小為v′＝＝v＝5 m/s，故D錯誤。 答案 AB 研究平拋運動的一般思路 (1)把平拋運動分解為水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體運動，是求解平拋運動的基本方法。 (2)分別運用兩個分運動的運動規(guī)律去求分速度、分位移等，再合成得到平拋運動的速度、位移等。 [針對訓練2] (2018寧夏育才中學高一下期中)(多選)一物體做平拋運動，先后在兩個不同時刻的速度大小分別為v1和v2，時間間隔為Δt，重力加速度為g，那么( ) A.v1和v2的方向一定相同 B.v1
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