2012高一物理课件：第一章 第四节 竖直方向的抛体运动（粤教版必修2）

(共25张PPT)
第四节 　平抛运动
一、平抛运动
水平
重力
1．定义：将物体以一定的初速度沿_____方向抛出，仅在
______作用下物体所做的运动叫做平抛运动．
重力
2．产生条件：水平方向有初速度，且只受_____作用．
3．特点：加速度为__的___________运动，轨迹是抛物线．
二．平抛运动的分解
g
匀变速曲线
匀速直线
1．运动的分解：水平方向上的分运动是__________运动，
竖直方向上的分运动是__________运动．
自由落体
v0
gt
v0t
如图1－4－1 所示，一个电影替身演员准备跑过一个屋顶，
然后水平地跳跃并离开屋顶，在下一栋建筑物的屋顶上登陆．为
了增加落在下一栋建筑物的屋顶上的可能性，可以有哪些办法？
图 1－4－1
答案：(1)增加起跳速度　　 (2)加高左边屋顶高度
要点1
探究平抛运动
1．用平抛仪的实验探究
(1)水平方向分运动性质的探究(如图 1－4－2)．
　　　　　　　图 1－4－2
①实验现象：从距离轨道 A、B 出口相同高度、同时释放
的小铁珠，总会在轨道上相遇．
②现象分析：两轨道上的小铁球离开轨道出口时初速度相
同，离开轨道出口在光滑水平轨道上的小铁珠做匀速直线运动．
两小铁珠相碰，说明在相同的时间内两小铁珠的水平位移相同，
故轨道 A 上的小铁珠抛出后，在水平方向的运动是匀速直线运
动．
(2)竖直方向分运动性质的探究．
①实验现象：从同一高度同时分别平抛和自由下落的两个
小铁珠，总是相碰(或者同时到达 DF 轨道)．
②现象分析：两小铁珠相碰(或同时达到 DF 轨道)说明运动
时间相同，平抛运动在竖直方向上的运动是自由落体运动．
2．频闪照片的探究
(1)实验现象：利用频闪照相仪得到物体做平抛运动与自由
落体运动对比的频闪照片如图 1－4－3 所示．
图 1－4－3
(2)现象分析：①在竖直方向上，经过相等的时间，落到相
同的高度，即在竖直方向上的运动是相同的，都是自由落体运
动；②在水平方向上，通过相等的时间前进的距离相同，即水
平方向上的运动是匀速直线运动．
3．理论分析
(1)水平方向：初速度为 v0，物体不受力，即 Fx＝0，物体
由于惯性而做匀速直线运动．
(2)竖直方向：初速度为零，物体受重力作用，a＝g，物体
做自由落体运动．
【例1】在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方
格的纸记录轨迹，小方格的边长 L＝1.6 cm，若小球在平抛运动
途中的几个位置如图 1－4－4 中的 a、b、c、d 所示，则小球平
抛的初速度的计算式为 v0 ＝________(用 L、g 表示)，其值是
________，小球在 b 点的速率为________．(取两位有效数字，
g＝10 m/s2)
图 1－4－4
1．如图 1－4－5 所示，在研究平抛运动时，小球 A 沿轨道
滑下，离开轨道末端(末端水平)时，撞开轻质接触式开关 S，被
电磁铁吸住的小球 B 同时自由下落．改变整个装置的高度 H 做
同样的实验，发现位于同一高度的 A、B 两球总是同时落地．
该实验现象说明了 A 球离开轨道后(
)
C
A．水平方向的分运动是匀速直线运动
B．水平方向的分运动是匀加速直线运动
C．竖直方向的分运动是自由落体运动
D．竖直方向的分运动是匀速直线运动
图 1－4－5
要点2
平抛运动的规律
如图 1－4－6 所示，物体从 O 点以水平初速度 v0 抛出，P
为经过时间t 后轨迹上的一点，位移为s，速度为 v，α、θ分别
为 s、v 与水平方向的夹角，由图和平抛运动的规律可知：
图 1－4－6
(1)位移关系．
(2)速度关系．
(3)加速度．
(4)轨迹方程．
平抛运动的轨迹为抛物线，其轨迹方程为
【例2】(2011 年执信中学模拟)如图 1－4－7 所示，在同一
平台上的 O 点水平抛出的三个物体，分别落到 a、b、c 三点，
则三个物体运动的初速度 va、vb、vc 的关系和三个物体运动的
时间 ta、tb、tc 的关系分别是(
)
图 1－4－7
答案：C
A．va>vb>vc，ta>tb>tc
B．vaC．vatb>tc
D．va>vb>vc，ta2．将甲、乙、丙三个小球同时水平抛出后落在同一水平面
上，已知甲、乙抛出点的高度相同，乙、丙抛出的速度相同，
下列判断中正确的是(
)
A
A．甲和乙一定同时落地
B．乙和丙一定同时落地
C．甲和乙的水平射程一定相同
D．乙和丙的水平射程一定相同
解析：做平抛运动的物体的落地时间只与落地前的高度有
关，甲和乙抛出点的高度相同，因此它们同时落地；乙和丙虽
然抛出的速度相同，但是它们落地时间不一定相同，因此水平
位移即水平射程不一定相同．
【例3】平抛一物体，当抛出 1 s 后它的速度方向与水平方
向的夹角为 45°，落地时速度方向与水平方向成 60°角，求：
(1)初速度大小；
(2)落地速度大小；
(3)抛出点离地面的高度；
(4)水平射程．(g 取 10 m/s2，
不计空气阻力)
运动轨迹如图1－4－8.
图1－4－8
解：将平抛运动分解为水平和竖直两个方向，由题意作出
3．(双选，2011 年惠阳高级中学月考)一个物体以 30 m/s 速
度水平抛出，落地时的速度大小是 50 m/s，g 取 10 m/s2，则(
)
A．物体落地的时间为 2 s
C．抛出点的高度为 20 m
B．物体落地的时间为 4 s
D．抛出点的高度为 80 m
BD
不画图仔细分析
【例 4】(双选)正在高空水平匀速飞行的飞机，每隔 1 s 释
放一个重球，先后共释放 5 个，不计空气阻力，则(
)
A．这 5 个小球在空中排成一条直线
B．这 5 个小球在空中处在同一抛物线上
C．在空中，第 1,2 两个球间的距离保持不变
D．相邻两球的落地间距相等
错因：因为 5 个球先后释放，所以 5 个球在空中处在同一
抛物线上，又因为小球都做自由落体运动，所以 C 选项正确．
形成错解的原因是只注意到球做平抛运动，但没有理解小
球做平抛的时间不同，所以它们在不同的抛物线上，小球在竖
直方向做自由落体运动，但是先后不同．所以 C 选项不对．
正解：释放的每个小球都做平抛运动．水平方向的速度与
飞机的飞行速度相等，在水平方向做匀速直线运动，在竖直方
向上做自由落体运动，只是开始的时刻不同．飞机和小球的位
置如图1－4－9 可以看出 A、D 选项正确．
答案：AD
图 1－4－9
题外延伸：解这类题时，决不应是想当然，而应依据物理
规律画出运动草图，这样会有很大的帮助．如本题水平方向每
隔 1 s 的位移一样，投小球水平间距相同，抓住特点画出各个球
的轨迹图，这样答案就呈现出来了．
4．某同学做“研究平抛物体的运动”的实验时，没有记下
小球的抛出点(空间坐标系原点 O)和沿竖直方向的 Oy 轴，只画
出了与初速度方向平行的 Ox 轴和一段小球运动的轨迹，如图 1
－4－10 所示．如何只用一只刻度尺进行测量，从而求出小球
抛出时的速度？
图 1－4－10
图 5