5.4 抛体运动的规律 导学案 -2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

5.4抛体运动的规律
学习目标：1、知道平抛运动的受力特点，会运用运动的合成与分解的方法对平抛运动进行理论分析。2、理解平抛运动的规律，知道平抛运动的轨迹，会计算平抛运动的速度及位移，会解决与平抛运动相关的实际问题。
3、认识平抛运动研究中等效替代的思想和“化繁为简”的思想，并能够用来研究一般的抛体运动。
知识梳理
探究平抛运动特点的实验中得到了平抛水平方向分运动为 ；竖直方向分运动为 。
平抛运动的速度
在研究直线运动时，为了得到物体的 的关系，要先分析物体 ，由合力求出物体的 ，进而得到物体的 关系。关于平抛运动，我们仍然可以遵循这样的思路，只是要在 的两个方向上分别研究。
平抛运动一般以 为原点，以 的方向为x轴方向， 的方向为y轴方向，建立直角坐标系
由于平抛运动的物体只受 ，所以x方向的分力是 ，根据 ，物体在x方向的加速度是 。开始时，初速度 且为v0，所以x方向有vx= 。
平抛物体受到的 力方向 ，即沿y轴方向，应用 ，得到mg= ，所以a= ，即物体在y轴方向的加速度等于 。物体的初速度v0沿 ，它在y方向的分速度是 ，所以vy= 。平抛运动的合速度 方向tanθ= 。
二、平抛运动的位移与轨迹
1、平抛运动x方向做 运动，所以x= ；
2、平抛运动y方向做 运动，所以y= ；
3、根据数学知识可知，平抛运动的轨迹公式为 它的图像是一条 。位移偏转角tanα= =
三、一般抛体运动
1、如果物体被抛出时的速度v0不沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方，它的受力情况与平抛运动 ，在水平方向 ，加速度是 ，在竖直方向受 ，加速度是 。如果斜抛物体的初速度v0与水平方向的夹角为θ，则水平方向的分速度v0x= ，竖直方向分速度v0y= 。
合作探究
探究一：如图为一探究小组成员探究平抛运动的情景。他在同一位置一不同的初速度先后水平抛出三个小球。
三个小球落地时间相同吗？小球落地时间有什么因素决定的？
在下落高度相同的情况下，小球水平方向上的位移由什么因素决定？
探究二：做平抛运动的物体在某时刻，其速度方向与水平方向的夹角为θ，位移方向与水平方向的夹角为α之间有什么关系？
当堂训练
1、关于平抛运动，下列说法中正确的是(　　)
A.平抛运动是一种变加速运动
B.做平抛运动的物体加速度随时间逐渐增大
C.做平抛运动的物体每秒内速度增量相等
D.做平抛运动的物体每秒内位移增量相等
2、如图所示为某公园的喷水装置，若水从喷水口中水平喷出，忽略空气阻力及水之间的相互作用，下列说法中正确的是(　　)
A.喷水口高度一定，喷水速度越大，水从喷出到落入池中的时间越短
B.喷水口高度一定，喷水速度越大，水喷得越近
C.喷水速度一定，喷水口高度越高，水喷得越近
D.喷水口高度一定，无论喷水速度多大，水从喷出到落入池中的时间都相等
3、如图所示，滑板运动员以速度v0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(　　)
A．v0越大，运动员在空中运动的时间越长
B．v0越大，运动员落地的瞬时速度越大
C．运动员落地的瞬时速度与高度h无关
D．运动员落地的位置与v0大小无关
4、在距地面高80 m的低空有一小型飞机以30 m/s的速度水平飞行，假定从飞机上释放一物体，g取10 m/s2，不计空气阻力，那么物体落地时间是 s，它在下落过程中发生的水平位移是 m；落地前瞬间的速度大小为 m/s.
5.(多选)如图所示，高为h＝1.25 m的平台上覆盖一层薄冰.现有一质量为60 kg的滑雪爱好者以一定的初速度v向平台边缘滑去，着地时速度的方向与水平地面的夹角为45°(取重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力).由此可知下列各项中正确的是(　　)
A.滑雪者离开平台边缘时的速度大小是5.0 m/s
B.滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是2.5 m
C.滑雪者在空中运动的时间为1 s
D.着地时滑雪者的速度大小是5.0 m/s
选做题
一阶梯如图所示，其中每级台阶的高度和宽度都是0.4 m，一小球以水平速度v从图示位置飞出，不计空气阻力，g取10 m/s2，欲打在第4级台阶上，则v的取值范围是(　　)
A. m/sB.2 m/sC. m/sD.2 m/s