1、KKK第四节抛体运动的规律目标体系构建明确目标梳理脉络 【学习目标】1知道平抛运动的概念及受力特点。2了解斜抛运动的特点和分析方法。3掌握平抛运动的规律,会用平抛运动的知识处理实际问题。【思维脉络】课前预习反馈教材梳理落实新知 知识点 1平抛运动的速度1水平速度:做平抛运动的物体,由于只受到竖直向下的_重力_作用,在x方向的分力为_0_,加速度为_0_,故物体在x方向的速度将保持v0不变,即vx_v0_。2竖直速度:物体在y方向上受重力mg作用,由mgma可知,物体在竖直方向的加速度等于自由落体加速度,vy_gt_。3合速度:由图可知,物体在时刻t的速度v_tan _。4结论:物体在下落过程中
2、速度v越来越_大_,速度方向与水平方向间夹角越来越_大_。知识点 2平抛运动的位移与轨迹1水平位移:平抛运动沿x方向的分运动是_匀速_直线运动,所以物体的水平位移x_v0t_。2竖直位移:物体在y方向的分运动是从静止开始、加速度为g的_匀加速_直线运动,由自由落体运动的知识可知,平抛运动物体在竖直方向的位移y_gt2_。3运动轨迹:将t_代入ygt2中可得y_x2#,由数学知识可知,平抛运动的轨迹是一条_抛物线_。知识点 3一般的抛体运动1斜抛运动:物体被抛出时的速度不沿水平方向,而是斜向_上方_或斜向_下方_。2受力情况:水平方向不受力,加速度为_0_,竖直方向只受重力,加速度为_g_。3运
3、动分解:水平方向做_匀速_直线运动,速度v0x_v0cos_;竖直方向做_匀变速_直线运动,初速度v0y_v0sin_。(为v0与水平方向间夹角)预习自测 判一判(1)抛体运动一定是曲线运动。()(2)抛体运动一定是匀变速运动。()(3)物体以某初速度做平抛运动时,时间越长,速度越大。()(4)平抛运动物体的速度方向与水平方向的夹角越来越大,若足够高,速度方向最终可能竖直向下。()(5)斜上抛运动的物体到达最高点时,速度为零。()(6)斜抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。()选一选(2020河南省洛阳市高一下学检测)蹲在树枝上的一只松鼠看到一个猎人正在用枪水平对准它,就在子弹出枪口时,
4、松鼠开始逃跑,下述各种运动方式中,松鼠能逃脱被击中厄运的是(设树枝足够高)(B)A自由落下B竖直上跳C迎着枪口,沿AB方向水平跳离树枝D背着枪口,沿AC方向水平跳离树枝解析:因为子弹做平抛运动,其竖直方向做自由落体运动,所以松鼠只有竖直上跳才不会被击中,故选B。想一想如图所示,一个电影替身演员准备跑过一个屋顶,然后水平跳跃并离开屋顶,在下一个建筑物的屋顶上着地。如果他在屋顶跑动的最大速度是4.5 m/s,那么他能安全跳过去吗?答案:不能解析:根据ygt2,当他降落在下一个屋顶时,下落的高度y4.9 m,所用时间ts1.0 s,最大水平位移:xvmt4.51.0 m4.5 mt2t3,所以选项B
5、正确;因为加速度相同,所以小球通过3个窗户速度的变化一样快,选项C正确;由平抛运动特点可知,合速度的方向不同,故运动轨迹不同,所以,选项D错误。探究 平抛运动的规律情境导入用枪水平地射击一个靶子(如图所示),设子弹从枪口水平射出的瞬时,靶子从静止开始自由下落,子弹能射中靶子吗?为什么?提示:能够射中。子弹做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,相同时间内与靶子下落的高度相同,故能够射中靶子。要点提炼1研究方法2运动规律速度位移水平分运动水平速度vxv0水平位移xv0t竖直分运动竖直速度vygt竖直位移ygt2合运动大小:v方向:与水平方向夹角为,tan大小:s方向:与水平方
6、向夹角为,tan图示3.平抛运动中的几个有用结论(1)运动时间t,即平抛物体在空中的飞行时间仅取决于下落的高度,与初速度v0无关。(2)落地的水平距离sxv0,即水平距离与初速度v0和下落高度h有关,与其他因素无关。(3)落地速度vt,即落地速度也只与初速度v0和下落高度h有关。(4)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,位移与水平方向的夹角为,则有tan2tan。4平抛运动中的临界与极值问题(1)通过关键词来判断临界点、极值点有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼,明显表明题述的过程中存在着临界点。若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距
7、离”等词语,表明题述的过程中存在着“起止点”,而这些“起止点”往往就是临界点。若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”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)分析处理方法确定临界状态及临界轨迹,并由此列出符合临界条件的物理方程。注意恰当运用数学知识分析求解临界与极值问题。典例剖析典题2如图所示,窗子上、下沿间的高度H1.6 m,墙的厚度d0.4 m,某人在离墙壁距离L1.4 m、距窗子上沿h0.2 m处的P点,将可视为质点的小物件以v的速度水平抛出,要求小物件能直接穿过窗口并落在水平地面上,不计空气阻力,g取10 m/s2。则可以实现上述要求的速度大小是(C)A2
8、 m/sB4 m/sC8 m/sD10 m/s思路引导:解答本题应注意以下两点:(1)小物件做平抛运动,恰好擦着窗子上沿右侧穿过时v最大。(2)恰好擦着窗子下沿左侧时速度v最小。解析:小物体做平抛运动,恰好擦着窗子上沿右侧穿过时v最大,此时有Lvmaxt,hgt2,代入解得vmax7 m/s;恰好擦着窗下沿左侧时速度最小,则有Ldvmint1,Hhgt,解得vmin3 m/s,故v的取值范围是3 m/svtb,vatb,vavb Ctatb,vatb,vavb解析:根据hgt2可知t,则有tatb,由于水平位移相等,根据xv0t可得vaha,故a的飞行时间比b的短,A错误;同理,b和c的飞行时间相同,B正确;根据水平位移xv0t,a、b的水平位移满足xaxb,且飞行时间tbta,可知v0av0b,C正确;同理可得v0bv0c,D错误。素养警示平抛运动问题的解答思路(1)把平抛运动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两个分运动。(2)分别对这两个方向的分运动进行运动分析,利用相应的规律分别进行求解。(3)注意这两个分运动与合运动具有等时性、等效性和独立性。