第2课时:抛体运动
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4.2 抛体运动
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考纲要求与解读:
掌握平抛处理问题的一般思路及方法,会用平抛运动处理实际的问题。 【基础知识梳理】
1.物体做平抛运动的条件:只受 ,
初速度不为零且沿水平方向。
2.特点:平抛运动是加速度为重力加速度的 运动,轨迹是抛物线。
3.研究方法:
通常把平抛运动看作为两个分运动的合运动:一个是水平方向的匀速直线运动,一
个是竖直方向的自由落体直线运动。
从理论上讲,正交分解的两个分运动方向是任意的,
处理问题时要灵活掌握。
4.平抛运动的规律
合速度的方向0tan y
x v g t v v β== 合位移的方向0t a n 2y g t x v α== 【典型例题】
1、平抛运动的特点及基本规律
【例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
变式训练1、一架飞机水平匀加速飞行,从飞机上每隔一秒释放一个铁球,先后共
释放4个,若不计空气阻力,则人从飞机上看四个球 ( )
A .在空中任何时刻总排成抛物线,它们的落地点是不等间距的
B .在空中任何时刻总是在飞机的正下方排成竖直的线,它们的落地点是不等间距的
C .在空中任何时刻总是在飞机的下方排成倾斜的直线,它们的落地点是不等间距的
D .在空中排成的队列形状随时间的变化而变化
例2如图,实线为某质点平抛运动轨迹的一部分,测得AB 、BC 间的水平距离△s 1
=△s 2=0.4m ,高度差△h 1=0.25m ,△h 2=0.35m .求:
(1)质点抛出时初速度v 0为多大?
(2)质点由抛出点到A 点的时间为多少?
变式训练2、如图所示,在水平地面上的A 点以v 1速
度跟地面成θ角射出一弹丸,恰好以v 2的速度垂直穿
入竖直壁上的小孔B ,下面说法正确的是
( )
教师札记:
二者关系
A.若在B点以与v2大小相等、方向相反的速度射出弹丸,它必定落在地面上的A点
B.若在B点以与v1大小相等、方向相反的速度射出弹丸,它必定落在地面上的A点
C.若在B点以与v1大小相等、方向相反的速度射出弹丸,它必定落在地面上A 点的左侧
D.若在B点以与v1大小相等、方向相反的速度射出弹丸,它必定落在地面上A 点的右侧
2、平抛运动与斜面相结合问题的处理
例3.如图所示,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
【变式训练3】如图在倾角为θ的斜面顶端A处以速度V0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(1)小球从A运动到B处所需的时间;(2)从抛出开始计时,经过多长时间小球离斜面的距离达到最大?
3、平抛中的临界问题
例4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(设重力加速度为g)
(1)若球在球台边缘O点正上方高度为h1处以速度v1水平发出,落在球台的P1点(如图实线所示),求P1点距O点的距离x.;
(2)若球在O点正上方以速度v2水平发出后.恰好在最高点时越过球网落在球台的P2点(如图虚线所示).求v2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P3处,求发球点距O点的高度h3.。
教师札记
变式训练4:如图所示,从高为h =5m ,倾角为θ=45
°的斜坡顶点水平抛出一小球,小球的初速度为v 0.若不计空气阻力,求:
(1)当v 0=4m/s 时,小球的落点离A 点的位移大小;
(2)当v 0=8m/s 时,小球的落点离A 点的位移大小是多少?
4、类平抛运动的处理方法:
例4如图光滑斜面长为a ,宽为b ,倾角为θ,一物块A 沿斜面左上方顶点P 水平射人,
恰好从下方顶点Q 离开斜面,求入射初速度及在斜面上运动的时间。
跟踪练习:
1、如图所示,甲、乙、丙三小球分别位于如图所示的竖直平面内,甲、乙在同一条直线上,甲、丙在同一条水平线上,P 点在丙球正下方.某时刻,甲、乙、丙同时开始运动,甲以水平速度v 0平抛,乙以水平速度v 0沿水平面向右做匀速直线运动,丙做自由落体运动,则下列说法错误的是( )
A .无论初速度v 0大小如何,甲、乙、丙三球一定会同时在P 点相遇
B .若甲、乙、丙三球同时相遇,则一定发生在P 点
C .若甲、丙两球在空中相遇,此时乙球一定在P 点
D .若甲、乙两球在水平面上相遇,此时丙球一定在P 点 2、在地面上方的A 点以
E 1=3J 的初动能水平抛出一小球,小球刚落地前的瞬
时动能为E 2=7J ,落地点在B 点,不计空气阻力,则A 、B 两点的连线与水平方
向的夹角为( )
(A )30° (B )37° (C )45° (D )60°
3、图所示,斜面上有a 、b 、c 、d 四个点,ab =bc =cd ,从a 点以初动能E 0水平抛出一个小球,它落在斜面上的b 点,若小球从a 点以初动能2E 0水平抛出,不计空气阻力,则下列判断正确的是( )
(A )小球可能落在d 点与c 点之间
(B )小球一定落在c 点
(C )小球落在斜面的运动方向与斜面的夹角一定增大
(D )小球落在斜面的运动方向与斜面的夹角一定相同
4如图所示,AB 为斜面,BC 为水平面,AB 与BC 的夹角为θ, 从A 点以初速
度v 0向右抛出一小球,其落点与A 的水平距离为s 1, 若初速度为v 2,则落点与A
的水平距离为s 2 ,不计空气阻力,则s 1:s 2可能为( )
A . 1 : 2
B . 1 : 3
C . 1 : 4 D.3:5
教师札记