高中物理基本模型之：平抛运动模型

平抛运动和斜面组合模型及其应用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，其运动轨迹和规律如图1所示，会应用速度和位移两个矢量三角形反映的规律灵活的处理问题。

设速度方向与初速度方向的夹角为速度偏向角φ，位移方向与初速度方向的夹角为位移偏向角θ，若过P点做与初速度平行的直线，则该直线与位移方向的夹角可以看作是构造的虚斜面的倾角，这样平抛运动模型和斜面模型就组合在一起了。

在中学物理中有大量的模型，平抛运动和斜面模型是重要的模型，这两个模型组合起来进行考查，是近几年高考的一大亮点。

为此，笔者就该组合模型的特点和应用，归纳如下。

一．斜面上的平抛运动问题例1．（2006·上海）如图2所示，一足够长的固定斜面与水平面的夹角为370，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（sin37O=0.6，cos370=0.8，g＝10 m/s2）A．v1＝16 m/s，v2＝15 m/s，t＝3sB．v1＝16 m/s，v2＝16 m/s，t＝2sC．v1＝20 m/s，v2＝20 m/s，t＝3sD ．v 1＝20m/s ，v 2＝16 m/s ，t ＝2s解析：设物体A 平抛落到斜面上的时间为t ，由平抛运动规律得 t v x 0=，221gt y =由位移矢量三角形关系得 x y =θtan 由以上三式解得gv t θtan 20= 在时间t 内的水平位移g v x θtan 220=；竖直位移gv y θ220tan 2= 将题干数据代入得到3v 1＝20t ，对照选项，只有C 正确。

将v 1＝20 m/s ，t ＝3s 代入平抛公式，求出x ，yA s ==75m ，B s =v 2t ＝60m ，15A B s s L m -==，满足题目所给已知条件。

772018年第12期摘要：在高中物理学习中，需要解决较为复杂的物理问题时，构建物理模型是一种较为科学有效的方法，但是高中阶段物理模型种类繁多，学生在实际应用中存在诸多问题。

此文以平抛运动模型的运用为实例，探讨如何通过物理模型的构建培养学生科学思维的教学方法。

关键词：物理模型　平抛运动　科学思维通过物理模型培养高中生科学思维——以《平抛运动》为例顾永晋（云南省昭通市教育科学研究所 657000）《普通高中物理课程标准（2017年版）》指出：学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习逐步形成的正确价值观念的关键能力。

科学思维是物理学科核心素养的重要组成部分，将实际问题中的物理对象和物理过程转化为物理模型，是培养学生科学思维的重要途径。

但高中阶段，物理模型种类繁多，在解决实际问题时，学生会遇到很多问题。

本人通过对平抛运动模型的教学研究，探讨如何运用物理模型提高学生科学思维。

一、对物理模型教学的理解物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。

在物理教学中，物理概念和规律的形成源于现实情境，而现实中的物理情境较为复杂，比如在研究列车的运动时，如果要计算列车运动的速度，列车的长度是否需要考虑？为了便于研究，需要引入构建物理模型的思想来辅助教学，比如在研究地球的公转时，地球虽然体积很大，但在宇宙的尺度内，地球的体积显得非常小，可以把它看作一个有质量的点，即“质点”，类似的轻质弹簧、点电荷等称为物质模型。

在研究石块下落的运动时，空气阻力对其所受的合外力影响很小，这时石块的运动就可以视为匀变速直线运动，类似理想化的匀速直线运动、匀速圆周运动、平抛运动等称为过程模型等。

二、学生在学习物理模型过程中存在的问题学生学习模型时容易理解某个物理模型的构建，但在运用中却普遍存在不能很好总结和掌握常用的有效的解题方法，虽然积累了很多方法，但是常常不清楚在什么情况下适用，更不知如何运用。

三、平抛运动模型例析平抛运动模型是一种重要的匀变速曲线运动模型，它的基本特征是物体以一定的水平初速度抛出，且只受重力作用。

高中物理24个经典模型高中物理中有许多经典的模型，这些模型帮助我们理解物理世界的运作原理。

本文将介绍高中物理中的24个经典模型，让我们一起来了解它们吧！1.单摆模型：单摆模型用来研究摆动的物体的运动规律。

它包括一个质点和一个细线，可以通过改变细线长度或质点的质量来研究摆动的周期和频率。

2.平抛运动模型：平抛运动模型用来研究水平投掷物体的运动轨迹和速度。

它假设没有空气阻力，只有重力作用。

可以通过改变初速度和仰角来研究物体的落点和飞行距离。

3.牛顿第一定律模型：牛顿第一定律模型认为在没有外力作用下物体将保持匀速直线运动或静止。

这个模型帮助我们理解惯性的概念和物体运动状态的变化。

4.牛顿第二定律模型：牛顿第二定律模型描述了物体受力和加速度之间的关系。

它的数学表达式为F=ma，其中F表示物体受力，m表示物体质量，a表示物体加速度。

5.牛顿第三定律模型：牛顿第三定律模型表明对于每个作用力都存在一个等大反向的相互作用力。

这个模型帮助我们理解力的概念和物体之间的相互作用。

6.阻力模型：阻力模型用来研究运动物体与介质之间的相互作用。

它的大小与速度和物体形状有关，在物体运动时会减小其速度。

7.功率模型：功率模型描述了物体转化能量的速度和效率。

它等于功的大小除以时间，可以帮助我们理解物体能量的转变和利用。

8.热传导模型：热传导模型描述了热量在物体间传递的过程。

它通过研究热导率和温度差来解释热量传递的速率和方向。

9.摩擦力模型：摩擦力模型用来描述物体在接触面上滑动或滚动时的相互作用。

它的大小与物体之间的粗糙程度和压力有关，可以通过摩擦力模型来研究物体的运动和停止。

10.力矩模型：力矩模型用来研究物体旋转的平衡和加速度。

它的数学表达式为M=rF，其中M表示力矩，r表示力臂，F表示作用力。

11.浮力模型：浮力模型用来研究物体在液体或气体中的浮力。

它的大小等于液体或气体对物体的推力，可以帮助我们理解物体在液体中的浮沉和船只的浮力原理。

方法26 高中物理模型盘点（十六）类平抛运动模型物理模型盘点——类平抛运动模型［模型概述］带电粒子在电场中的偏转是中学物理的重点知识之一，在每年的高考中一般都与磁场综合，分值高，涉及面广，同时相关知识在技术上有典型的应用如示波器等，所以为高考的热点内容。

［模型要点］1、类平抛运动模型：初速度不为零，加速度恒定且垂直于初速度方向的运动，我们称之为类平抛运动．在解决这类运动时，方法完全等同于平抛运动的解法，即将类平抛运动分解为两个互相垂直、互相独立的运动，然后按运动的合成与分解的方法解题．即将平抛运动的解题方法推广到类平抛运动中去．2、类平抛运动与平抛运动的区别平抛运动的初速度水平，只受与初速度垂直的竖直向下的重力，a ＝g ；类平抛运动的初速度不一定水平，但合外力与初速度方向垂直且为恒力，a ＝F 合m。

3、求解方法(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(即沿合外力方向)的匀加速直线运动。

(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ax 、ay ，初速度v0分解为vx 、vy ，然后分别在x 、y 方向上列方程求解。

4、求解类平抛运动问题的关键(1)对研究对象受力分析，找到合外力的大小、方向，正确求出加速度。

例题中，物体受重力、支持力作用，合外力沿斜面向下。

(2)确定是研究速度，还是研究位移。

(3)把握好分解的思想方法，例题中研究位移，把运动分解成沿斜面的匀加速直线运动和水平方向的匀速直线运动，然后将两个方向的运动用时间t 联系起来。

5、带电粒子的类平抛运动模型其总体思路为运动的分解（1）电加速：带电粒子质量为m ，带电量为q ，在静电场中静止开始仅在电场力作用下做加速运动，经过电势差U 后所获得的速度v0可由动能定理来求得。

即2012qU mv =。

（2）电偏转：垂直电场线方向粒子做匀速00x v v x v t ==，，沿电场线方向粒子做匀加速，有：220tan 2y y x v qU qUL v t y dm v dmv θ===，， (要求自行作图推导) 在交变电场中带电粒子的运动：常见的产生及变电场的电压波形有方行波，锯齿波和正弦波，对方行波我们可以采用上述方法分段处理，对于后两者一般来说题中会直接或间接提到“粒子在其中运动时电场为恒定电场”。

高中物理平抛运动公式总结平抛运动是高中物理学科中一个重要的部分，因此同学们需要认真学好平抛运动公式，下面是店铺给大家带来的物理平抛运动公式，希望对你有帮助。

高中物理平抛运动公式1.水平方向速度：Vx=Vo2.竖直方向速度：Vy=gt3.水平方向位移：x=Vot4.竖直方向位移：y=gt2/25.运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2，合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V07.合位移：s=(x2+y2)1/2,位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo8.水平方向加速度：ax=0;竖直方向加速度：ay=g注：(1)平抛运动是匀变速曲线运动，加速度为g，通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成;(2)运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关;(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα;(4)在平抛运动中时间t是解题关键;(5)做曲线运动的物体必有加速度，当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。

高中物理题型及解题方法1、直线运动问题题型概述：直线运动问题是高考的热点，可以单独考查，也可以与其他知识综合考查.单独考查若出现在选择题中，则重在考查基本概念，且常与图像结合;在计算题中常出现在第一个小题，难度为中等，常见形式为单体多过程问题和追及相遇问题.思维模板：解图像类问题关键在于将图像与物理过程对应起来，通过图像的坐标轴、关键点、斜率、面积等信息，对运动过程进行分析，从而解决问题;对单体多过程问题和追及相遇问题应按顺序逐步分析，再根据前后过程之间、两个物体之间的联系列出相应的方程，从而分析求解，前后过程的联系主要是速度关系，两个物体间的联系主要是位移关系.?2、物体的动态平衡问题题型概述：物体的动态平衡问题是指物体始终处于平衡状态，但受力不断发生变化的问题.物体的动态平衡问题一般是三个力作用下的平衡问题，但有时也可将分析三力平衡的方法推广到四个力作用下的动态平衡问题.思维模板：常用的思维方法有两种.(1)解析法：解决此类问题可以根据平衡条件列出方程，由所列方程分析受力变化;(2)图解法：根据平衡条件画出力的合成或分解图，根据图像分析力的变化.3、运动的合成与分解问题题型概述：运动的合成与分解问题常见的模型有两类.一是绳(杆)末端速度分解的问题，二是小船过河的问题，两类问题的关键都在于速度的合成与分解.思维模板：(1)在绳(杆)末端速度分解问题中，要注意物体的实际速度一定是合速度，分解时两个分速度的方向应取绳(杆)的方向和垂直绳(杆)的方向;如果有两个物体通过绳(杆)相连，则两个物体沿绳(杆)方向速度相等.(2)小船过河时，同时参与两个运动，一是小船相对于水的运动，二是小船随着水一起运动，分析时可以用平行四边形定则，也可以用正交分解法，有些问题可以用解析法分析，有些问题则需要用图解法分析.4、抛体运动问题题型概述：抛体运动包括平抛运动和斜抛运动，不管是平抛运动还是斜抛运动，研究方法都是采用正交分解法，一般是将速度分解到水平和竖直两个方向上.思维模板：(1)平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速直线运动，其位移满足x=v0t,y=gt2/2，速度满足vx=v0,vy=gt;(2)斜抛运动物体在竖直方向上做上抛(或下抛)运动，在水平方向做匀速直线运动，在两个方向上分别列相应的运动方程求解5、圆周运动问题题型概述：圆周运动问题按照受力情况可分为水平面内的圆周运动和竖直面内的圆周运动，按其运动性质可分为匀速圆周运动和变速圆周运动.水平面内的圆周运动多为匀速圆周运动，竖直面内的圆周运动一般为变速圆周运动.对水平面内的圆周运动重在考查向心力的供求关系及临界问题，而竖直面内的圆周运动则重在考查最高点的受力情况.思维模板：(1)对圆周运动，应先分析物体是否做匀速圆周运动，若是，则物体所受的合外力等于向心力，由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物体的运动不是匀速圆周运动，则应将物体所受的力进行正交分解，物体在指向圆心方向上的合力等于向心力.(2)竖直面内的圆周运动可以分为三个模型：①绳模型：只能对物体提供指向圆心的弹力，能通过最高点的临界态为重力等于向心力;②杆模型：可以提供指向圆心或背离圆心的力，能通过最高点的临界态是速度为零;③外轨模型：只能提供背离圆心方向的力，物体在最高点时，若v<(gR)1/2，沿轨道做圆周运动，若v≥(gR)1/2，离开轨道做抛体运动.6、牛顿运动定律的综合应用问题题型概述：牛顿运动定律是高考重点考查的内容，每年在高考中都会出现，牛顿运动定律可将力学与运动学结合起来，与直线运动的综合应用问题常见的模型有连接体、传送带等，一般为多过程问题，也可以考查临界问题、周期性问题等内容，综合性较强.天体运动类题目是牛顿运动定律与万有引力定律及圆周运动的综合性题目，近几年来考查频率极高.思维模板：以牛顿第二定律为桥梁，将力和运动联系起来，可以根据力来分析运动情况，也可以根据运动情况来分析力.对于多过程问题一般应根据物体的受力一步一步分析物体的运动情况，直到求出结果或找出规律.对天体运动类问题，应紧抓两个公式：GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2①。

高中物理平抛运动公式详细介绍在高中物理的学习中，平抛运动经常会在物理的答题中考到，下面店铺的小编将为大家带来高中物理关于平抛运动公司的介绍，希望能够帮助到大家。

高中物理平抛运动公式介绍1.水平方向速度V_x=V_o2.竖直方向速度V_y=gt3.水平方向位移S_x=V_ot4.竖直方向位移S_y=gt2/25.运动时间t=(2S_y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)6.合速度V_t=(V_x2+V_y2)1/2=[V_o2+(gt)2]1/2合速度方向与水平夹角β:tgβ=V_y/V_x=gt/V_o7.合位移S=(S_x2+S_y2)1/2,位移方向与水平夹角α:tgα=S_y/S_x=gt/(2V_o)注：(1)平抛运动是匀变速曲线运动，加速度为g，通常可看作是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合成。

(2)运动时间由下落高度h(S_y)决定与水平抛出速度无关。

(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα。

(4)在平抛运动中时间t是解题关键。

(5)曲线运动的物体必有加速度，当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时物体做曲线运动。

2)匀速圆周运动1.线速度V=s/t=2πR/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf3.向心加速度a=V2/R=ω2R=(2π/T)2R4.向心力F心=mV2/R=mω2R=m(2π/T)2R5.周期与频率T=1/f6.角速度与线速度的关系V=ωR7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)8.主要物理量及单位：弧长(S):米(m)角度(Φ)：弧度(rad)频率(f)：赫(Hz)周期(T)：秒(s)转速(n)：r/s半径(R):米(m)线速度(V)：m/s角速度(ω)：rad/s向心加速度：m/s2注：(1)向心力可以由具体某个力提供，也可以由合力提供，还可以由分力提供，方向始终与速度方向垂直。

(2)做匀速度圆周运动的物体，其向心力等于合力，并且向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，因此物体的动能保持不变，但动量不断改变。

高中物理平抛运动的知识点详细介绍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。

平抛运动是匀变速曲线运动。

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。

其实，这里平抛运动，就是数学中讲到的抛物线二次曲线中“抛物”二字的由来了。

平抛运动的公式1平抛运动的位移公式2平抛运动的分速度公式平抛运动轨迹是二次函数的证明前文中讲到了，平抛运动轨迹与是数学中讲到的抛物线一致。

下面我们来给大家做一个证明。

我们知道抛物线轨迹是二次曲线函数y关于自变量x的二次曲线，下面我们来对抛物线轨迹做一个证明，证明其也是二次函数关系。

这是新课标改革新添加的内容，在大纲版中没有涉及。

前面已经提及，做平抛运动的物体，在水平与竖直两个方向上的位移公式如下：水平方向x=v0t;1竖直方向y=½gt2;2把1中的t=x/v0带入到2中，不难得到这样的结论y=gx2/2v02我们可以将其写成y=kx2的形式;其中k=g/2V02。

显然，y与x这两个位移量之间是二次线性关系，且此函数图像过原点。

这个二次函数y=ax2+bx+c的特点是b和c均为零。

平抛运动的三种典型轨迹分析1落到斜面上示意图如下图所示，这种情况下，同学们要列出唯一方程。

因为根据题中限制，要求的是平抛运动轨迹与斜面直线相交。

需写出唯一方程，这种情况下在N点满足y和x的比例，等于θ角的正切值。

2垂直打到斜面上示意图如图所示，这种情况下要从速度方程入手。

题中的垂直落到，指的是速度的问题，速度的方向与斜面所在直线垂直。

因此，满足的是在P点，物体的合速度方向与水平速度方向的夹角与斜面夹角互余。

3距离斜面最远示意图如下图所示，这种情况下，满足的是B点合速度的方向与斜面方向平行。

从A点到B点，物体的始终在偏离斜面，而从B点到C点物体始终在接近斜面。

因此，在B点时，物体距离斜面最远。

此时合速度与水平方向的夹角等于斜面的夹角。

高中物理运动学模型各类运动的整合，如直线运动之间整合，曲线运动与直线运动整合等，不管如何整合，我们都可以看到共性的东西，就是围绕着运动的同时性、独立性而进行。

一、两种直线运动模型匀速直线运动：两种方法（公式法与图象法）匀变速直线运动：，几个推论、比值、两个中点速度和一个v-t图象。

特例1：自由落体运动为初速度为0的匀加速直线运动，a=g；机械能守恒。

特例2：竖直上抛运动为有一个竖直向上的初速度v0；运动过程中只受重力作用，加速度为竖直向下的重力加速度g。

特点：时间对称（）、速率对称（）；机械能守恒。

二、两种曲线运动模型平抛运动：水平匀速、竖直方向自由落体匀速圆周运动：模型讲解一、匀速直线运动与匀速直线运动组合例1.一路灯距地面的高度为h，身高为的人以速度v匀速行走，如图1所示。

（1）试证明人的头顶的影子作匀速运动；（2）求人影的长度随时间的变化率。

图1解法1：（1）设t=0时刻，人位于路灯的正下方O处，在时刻t，人走到S处，根据题意有OS=vt，过路灯P和人头顶的直线与地面的交点M为t时刻人头顶影子的位置，如图2所示。

OM为人头顶影子到O点的距离。

图2由几何关系，有联立解得因OM与时间t成正比，故人头顶的影子作匀速运动。

（2）由图2可知，在时刻t，人影的长度为SM，由几何关系，有SM=OM-OS，由以上各式得可见影长SM与时间t成正比，所以影长随时间的变化率。

解法2：本题也可采用“微元法”。

设某一时间人经过AB 处，再经过一微小过程，则人由AB到达A’B’，人影顶端C点到达C’点，由于则人影顶端的移动速度：图3可见与所取时间的长短无关，所以人影的顶端C点做匀速直线运动。

本题由生活中的影子设景，以光的直进与人匀速运动整合立意。

解题的核心是利用时空将两种运动组合，破题的难点是如何借助示意图将动态过程静态化，运用几何知识解答。

二、匀速直线运动与匀速圆周运动组合例2.一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝。

2平抛运动[学习目标] 1.知道什么是抛体运动，知道抛体运动是匀变速曲线运动.2.理解平抛运动及其运动规律，会用平抛运动的规律解决有关问题.3.了解斜上抛运动及其运动规律.4.掌握分析抛体运动的方法——运动的合成与分解．一、抛体运动[导学探索](1)将一些小石子沿与水平方向成不同角度的方向抛出，观察其轨迹是直线还是曲线？这些石子的运动过程中受力有什么相同之处？(2)羽毛球比赛中，打出去的羽毛球运动过程中受力和抛出的石子受力有什么不同？[知识梳理]对抛体运动的理解(1)抛体运动的特点①初速度．②物体只受的作用，加速度为，方向竖直③抛体运动是运动．④抛体运动是一种理想化的运动模型．(2)平抛运动①条件：物体的初速度v方向．物体只受作用．②性质：加速度为g的曲线运动．[即学即用]下列哪种运动是抛体运动()A．随电梯一起运动的物体的运动B．抛向空中的细绳的运动C．抛向空中的铅球的运动D．水平抛向空中的纸片的运动二、平抛运动的规律[导学探索](1)平抛运动是匀变速曲线运动，研究平抛运动，我们可以建立平面直角坐标系，如图1所示，沿初速度方向建立x轴，沿重力方向竖直向下建立y轴．物体在x轴方向、y 轴方向分别做什么运动？图1(2)关于“平抛运动的速度变化量”，甲同学认为任意两个相等的时间内速度变化量相等，乙同学认为不相等，你的观点呢？[知识梳理] 对平抛运动规律的理解(1)研究方法：分别在水平和竖直方向上运用两个分运动规律求分速度和分位移，再 用 合成得到平抛运动的速度、位移等． (2)平抛运动的速度如图2所示：图2①水平分速度v x ＝ ，竖直分速度v y ＝②t 时刻平抛物体的速度v ＝v 2x ＋v 2y ＝v 20＋g 2t 2，设v 与x 轴正方向的夹角为θ，则tan θ＝v yv x ＝gt v 0. (3)平抛运动的位移①水平位移x ＝ ，竖直位移y ＝ ②t 时刻平抛物体的位移：l ＝x 2＋y 2＝(v 0t )2＋(12gt 2)2，位移l 与x 轴正方向的夹角为α，则tan α＝y x ＝gt2v 0.(4)平抛运动的轨迹方程：y ＝g2v 20x 2，即平抛物体的运动轨迹是一个顶点在原点、开口向下的[即学即用] (多选)如图3所示，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( )图3A ．a 的飞行时间比b 的长B ．b 和c 的飞行时间相同C ．a 的水平速度比b 的小D ．b 的初速度比c 的大三、平抛运动的两个推论[导学探索] (1)以初速度v 0水平抛出的物体，经时间t 后速度方向和位移方向相同吗？两量与水平方向夹角的正切值有什么关系？(2)结合以上结论并观察速度反向延长线与x 轴的交点，你有什么发现？[知识梳理] 对两个推论的理解(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＝ (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 ． [即学即用] (多选)如图4所示，从某高度水平抛出一小球，经过时间t 到达地面时，速度与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g .下列说法正确的是( )图4A ．小球水平抛出时的初速度大小为gt tan θB ．小球着地速度大小为gtsin θC ．小球在t 时间内的位移方向与水平方向的夹角为θ2D ．若小球初速度增大，则θ减小四、普通的抛体运动[导学探索] 应怎样处理普通的抛体运动？[知识梳理](1)斜抛运动：把物体以一定的初速度斜 或者斜 抛出，只受 作用的运动．如图5甲、乙所示．甲 乙图5(2)斜上抛运动的规律(如图6所示)图6①水平方向：v x ＝ ，x ＝v 0t cos θ.②竖直方向：v y ＝ ，y ＝v 0t sin θ－12gt 2.③三个参量飞行时间：t ＝2v 0y g ＝2v 0sin θg射高：h ＝v 20y 2g ＝v 20sin 2θ2g射程：s ＝v 0cos θ·t ＝2v 20sin θcos θg ＝v 20sin 2θg.一、对平抛运动的理解例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的增加而增大 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二、平抛运动规律的应用例2如图7所示，滑板运动员以速度v从离地高h处的平台末端水平飞出，落在水平地面上．忽略空气阻力，运动员和滑板可视为质点，下列表述正确的是()图7A．v越大，运动员在空中运动时间越长B．v越大，运动员落地瞬间速度越大C．运动员落地瞬间速度与高度h无关D．运动员落地位置与v大小无关[方法总结]有关平抛运动的几个结论(1)空中运动的总时间tt＝2hg，由高度决定，与初速度无关．(2)离抛出点的最大高度h为落地点的竖直位移h，与v无关．(3)水平位移x的大小x＝v02hg，与初速度及高度h都有关系．(4)落地速度v 的大小v＝v20＋2gh，由水平初速度v及高度h决定．(5)速度方向、位移方向与水平面夹角θ和α的关系α、θ都随h(或者t)的增大而增大，tan θ＝2tan α.针对训练 (多选)一架飞机以200 m/s的速度在高空沿水平方向做匀速直线运动，每隔1 s先后从飞机上自由释放A、B、C三个物体，若不计空气阻力，则()A．在运动过程中A在B前200 m，B在C前200 mB．A、B、C在空中罗列成一条抛物线C．A、B、C在空中罗列成一条竖直线D．落地后A、B、C在地上罗列成水平线且间距相等三、与斜面结合的平抛运动的问题例3跳台滑雪是勇敢者的运动，运动员在专用滑雪板上，不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆，这项运动极其壮观．设一位运动员由a点沿水平方向跃起，到山坡b点着陆，如图8所示．测得a、b间距离L＝40 m，山坡倾角θ＝30°，山坡可以看成一个斜面．试计算：(不计空气阻力，g取10 m/s2)图8(1)运动员起跳后在空中从a到b飞行的时间．(2)运动员在a点的起跳速度大小．例4如图9所示，以9.8 m/s的水平初速度v抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为30°的斜面上，这段飞行所用的时间为(g取9.8 m/s2)()图9A.23s B.223sC. 3 s D．2 s[技巧点拨]与斜面相结合的平抛运动的问题的求解技巧(1)常见类型：(如图10甲、乙所示)图10(2)求解方法：解答这种问题往往需要充分利用几何关系找位移(或者速度)与斜面倾角的关系．1．从水平匀速飞行的飞机上向外自由释放一个物体，不计空气阻力，在物体下落的过程中，下列说法中正确的是( ) 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2．(多选)对于平抛运动，下列条件可以确定初速度的是(不计阻力，g 为已知)( ) A ．已知水平位移B ．已知下落高度和水平位移C ．已知下落高度D ．已知合位移3．(多选)物体以初速度v 0水平抛出，若不计空气阻力，则当其竖直分位移与水平分位移相等时，以下说法中正确的是( ) A ．竖直分速度等于水平分速度 B ．瞬时速度大小为5v 0 C ．运动的时间为2v 0gD ．运动的位移为22v 2g4．如图11所示，AB 为斜面，倾角为30°，小球从A 点以初速度v 0水平抛出，恰好落在B 点，求：图11(1)AB 间的距离；(2)小球在空中飞行的时间．一、选择题(1～8为单项选择题，9～11为多项选择题)1．在平整的垒球运动场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球飞行一段时间后落地．若不计空气阻力，则( )A ．垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定B ．垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定C ．垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定D ．垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定 2．斜抛运动与平抛运动相比较，正确的是( )A ．斜抛运动是曲线运动，它的速度方向不断改变，不可能是匀变速运动B ．都是加速度逐渐增大的曲线运动C ．平抛运动是速度向来增大的运动，而斜抛运动是速度向来减小的运动D ．都是任意两段相等时间内的速度变化量相等的运动3．如图1所示，在同一竖直面内，小球a 、b 从高度不同的两点，分别以初速度v a 和v b 沿水平方向抛出，经过时间t a 和t b 后落到与两抛出点水平距离相等的P 点．若不计空气阻力，下列关系式正确的是( )图1A ．t a ＞t b ，v a ＜v bB ．t a ＞t b ，v a ＞v bC ．t a ＜t b ，v a ＜v bD ．t a ＜t b ，v a ＞v b4．从同一高度分别以初速度v 和2v 水平抛出两物体，两物体落地点距抛出点的水平距离之比为( ) A ．1∶1 B ．1∶3 C ．1∶2 D ．1∶45．物体在某一高度以初速度v 0水平抛出，落地时速度为v ，则该物体在空中运动的时间为(不计空气阻力)( ) A.v －v 0gB.v 0gC.v 2－v 20gD.v 20＋v 2g6.斜面上有P 、R 、S 、T 四个点，如图2所示，PR ＝RS ＝ST ，从P 点正上方的Q 点以速度v 水平抛出一个物体，物体落于R 点，若从Q 点以速度2v 水平抛出一个物体，不计空气阻力，则物体落在斜面上的( )图2A ．R 与S 间的某一点B ．S 点C ．S 与T 间某一点D ．T 点7.如图3所示，斜面上a 、b 、c 三点等距，小球从a 点正上方O 点抛出，做初速度为v 0的平抛运动，恰落在b 点．若小球初速度变为v ，其落点位于c ，则( )图3A ．v 0<v <2v 0B ．v ＝2v 0C ．2v 0<v <3v 0D ．v >3v 08.某人向放在水平地面的正前方的小桶中水平抛球，结果球划着一条弧线飞到小桶的右侧(如图4所示)．不计空气阻力，为了能把小球抛进小桶中，则下次再水平抛球时，他可能作出的调整为( )图4A ．减小初速度，抛出点高度不变B ．增大初速度，抛出点高度不变C ．初速度大小不变，降低抛出点高度D ．初速度大小不变，提高抛出点高度9．平抛一物体，当抛出1 s 后它的速度与水平方向成45°角，落地时速度方向与水平方向成60°角，已知重力加速度g ＝10 m/s 2，则下列说法中正确的是( ) A ．初速度为10 m/s B ．落地速度为10 3 m/sC ．开始抛出时距地面的高度为15 mD ．水平射程为20 m10．如图5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，重力加速度取g，将球的运动视作平抛运动，下列叙述正确的是()图5A．球的速度v等于Lg 2HB．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二、非选择题11．从离地高80 m处水平抛出一个物体，3 s末物体的速度大小为50 m/s，取g＝10 m/s2.求：(1)物体抛出时的初速度大小；(2)物体在空中运动的时间；(3)物体落地时的水平位移．12．如图6所示，在倾角为θ的斜面顶端A处以速度v水平抛出一小球，落在斜面上的某一点B处，设空气阻力不计，求：图7(1)小球从A运动到B所需要的时间；(2)从抛出开始计时，经过多长期小球离斜面的距离达到最大？13．女排比赛时，某运动员进行了一次跳发球，若击球点恰在发球处底线上方3.04 m高处，击球后排球以25 m/s的速度水平飞出，球的初速度方向与底线垂直，排球场的有关尺寸如图7所示，试计算说明：(不计空气阻力，g取10 m/s2)图7(1)此球能否过网？(2)球是落在对方界内，还是界外？。

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。

平抛运动高中一年级学生如何计算平抛物体的水平和垂直位移平抛运动是物理学中最基础的运动之一，也是高中物理课程中的必学内容。

在平抛运动中，物体在水平方向上做匀速直线运动，垂直方向上做自由落体运动。

本文将介绍高中一年级学生如何计算平抛物体的水平和垂直位移。

一、水平位移的计算方法在平抛运动中，物体在水平方向上做匀速直线运动，所以水平方向的位移等于速度乘以时间。

水平速度是指物体在水平方向上的速度，由于没有水平方向上的合力，所以水平速度是恒定的。

水平位移的计算公式为：水平位移 = 水平速度 ×时间例如，一颗石子以10 m/s的速度水平抛出，经过5秒后落地，我们可以计算出它的水平位移：水平位移 = 10 m/s × 5 s = 50 m二、垂直位移的计算方法在平抛运动中，物体在垂直方向上做自由落体运动，受到重力的影响，垂直速度会逐渐增大。

垂直位移是指物体在垂直方向上的位移，它和垂直方向的速度和时间有关。

垂直位移的计算公式为：垂直位移 = 垂直速度 ×时间 + 0.5 ×重力加速度 ×时间的平方其中，垂直速度是指物体在垂直方向上的速度，重力加速度是地球上的重力加速度，约等于9.8 m/s²。

例如，一个物体以初速度20 m/s竖直向上抛出，经过3秒后落地，我们可以计算出它的垂直位移：垂直位移 = 20 m/s × 3 s + 0.5 × 9.8 m/s² × (3 s)² = 45.3 m在平抛运动中，物体的运动轨迹是一个抛物线，同时进行水平和垂直运动。

通过分别计算水平位移和垂直位移，我们可以完整描述物体在平抛运动中的轨迹。

三、综合应用示例为了更好地理解和应用平抛运动的计算方法，我们以一个实际问题为例进行说明。

例题：一架火箭以初速度100 m/s向上垂直发射，经过10秒后返回地面。

求该火箭在空中的水平位移和垂直位移。

实验：研究平抛运动知识集结知识元实验：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．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：和，可得．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=ax2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=ax2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－x2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v0．因x=v0t，，故．（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.所以所以初速度.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v0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.注：平抛运动的速度偏角与位移偏角的关系两偏角关系：由于tanθ＝2tanα，v的反向延长线与x轴的交点为水平位移的中点．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）．。

高中物理中的抛体运动抛体运动是高中物理中的重要内容之一，属于力学中的平抛运动。

在此文章中，我们将深入探讨抛体运动的相关知识，并解释其在现实生活中的应用。

一、抛体运动的基本概念抛体运动是一种在重力作用下，物体在空中以一定速度沿抛物线轨迹运动的现象。

在抛体运动中，物体的运动分为水平方向和竖直方向。

抛体运动的水平方向运动是匀速直线运动，其速度大小保持不变。

竖直方向运动受到重力的作用，因此速度会逐渐增大或减小。

二、抛体运动的相关公式在抛体运动中，有以下几个关键公式：1. 水平方向的位移公式：Sx = Vx * t其中，Sx为水平方向的位移，Vx为水平方向的速度，t为时间。

2. 竖直方向的位移公式：Sy = (V0y * t) - (1/2 * g * t^2)其中，Sy为竖直方向的位移，V0y为竖直方向的初速度，g为重力加速度，t为时间。

3. 水平方向的速度公式：Vx = V0x其中，Vx为水平方向的速度，V0x为水平方向的初速度。

4. 竖直方向的速度公式：Vy = V0y - g * t其中，Vy为竖直方向的速度，V0y为竖直方向的初速度，g为重力加速度，t为时间。

5. 飞行时间公式：t = 2 * (V0y / g)其中，t为飞行时间，V0y为竖直方向的初速度，g为重力加速度。

三、抛体运动的应用抛体运动在现实生活中有许多应用。

以下是其中的几个例子：1. 投掷物体的运动轨迹抛体运动可以帮助我们预测投掷物体的运动轨迹。

比如，在进行棒球比赛时，投手投出的球通过抛体运动，我们可以根据物理知识来判断球的轨迹，从而更好地预测球的落点。

2. 抛物线的应用抛体运动沿抛物线的轨迹进行，抛物线在现实生活中有很多应用。

比如，公园喷泉中水流的喷射、体育项目中的跳远等，都可以看到抛物线的运动轨迹。

3. 抛体运动的最大射程在给定初速度的情况下，通过抛体运动的理论计算，我们可以确定物体的最大射程。

这在军事作战、投掷项目中有重要的应用价值。

高考物理知识点总结18几种典型的运动模型：追及和碰撞、平抛、竖直上抛、匀速圆周运动等及类似的运动 两个基本公式(规律)： V t = V 0 + a t S = v o t +a t 2 及几个重要推论：（1) 推论：V t 2 －V 02 = 2as （匀加速直线运动：a 为正值 匀减速直线运动:a 为正值）（2） A B 段中间时刻的即时速度: V t/ 2 == (若为匀变速运动）等于这段的平均速度(3） AB 段位移中点的即时速度: V s/2 =V t/ 2 ===== V N ≤ V s/2 =匀速:V t/2 =V s/2 ; 匀加速或匀减速直线运动：V t/2 <V s/2(4） S 第t 秒 = S t -S (t —1)= （v o t +a t 2） －［v o ( t －1） +a (t －1)2］= V 0 + a (t －）(5） 初速为零的匀加速直线运动规律①在1s 末 、2s 末、3s 末……ns 末的速度比为1：2:3……n ；②在1s 、2s 、3s ……ns 内的位移之比为12：22：32……n 2;③在第1s 内、第 2s 内、第3s 内……第ns 内的位移之比为1：3:5……（2n —1);④从静止开始通过连续相等位移所用时间之比为1：：……（⑤通过连续相等位移末速度比为1:：…… (6)匀减速直线运动至停可等效认为反方向初速为零的匀加速直线运动。

(先考虑减速至停的时间）。

“刹车陷井” 实验规律:(7) 通过打点计时器在纸带上打点(或频闪照像法记录在底片上）来研究物体的运动规律：此方法称留迹法。

初速无论是否为零，只要是匀变速直线运动的质点，就具有下面两个很重要的特点： 在连续相邻相等时间间隔内的位移之差为一常数；∆s = aT 2（判断物体是否作匀变速运动的依据）。

中时刻的即时速度等于这段的平均速度 （运用可快速求位移)⑴是判断物体是否作匀变速直线运动的方法。