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课时13 实验探究平抛运动的特点 抛体运动的规律
第五章 抛体运动
目
录
1
一过考点
2
二过易错
3
三过典题
4
四过集训
1.平抛运动的实验探究
(1)实验中必须调整斜槽末端的切线 水平 (将小球放在斜槽末端水平部分,若小球静止,则斜槽末端水平).
(2)方木板必须处于 竖直 平面内,固定时要用铅垂线检查坐标纸竖线是否 竖直 .
(3)小球每次必须从斜槽上 同一 位置由静止释放.
(4)小球开始滚下的位置高度要适中,以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜.
水平
竖直
竖直
同一
(1)物体做平抛运动的条件:① 只受重力作用 ;②具有 水平初 .
(2)平抛运动的处理方法:平抛运动的物体在水平方向上做 匀速直线
运动,在竖直方向上做 自由落体 运动.
(3)平抛运动的运动性质是 匀变速曲线运动 .
(4)平抛运动的规律(如图所示):
只受重力作用
水平初速
度
匀速直
线
自由落体
匀变速曲线运动
2.平抛运动
①速度规律:任一时刻的速度的水平分量均等于 初速度v0 ;vx=v0,vy= gt ,v=,tan α==.
②位移规律:x=v0t,y=gt2,s=,tan θ==.
初速度v0
gt
1.水平抛出的物体所做的运动就是平抛运动. ( × )
2.平抛运动的合位移的方向与合速度的方向一致. ( × )
3.平抛运动的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. ( × )
4.斜上抛运动的物体到达最高点时,速度为零. ( × )
×
×
×
×
1.实验:探究平抛运动的特点
由于物体是沿着水平方向抛出的,在运动过程中只受到竖直向下的重力作用,可尝试将平抛运动分解为水平方向上的分运动和竖直方向上的分运动.
【例1】(2023届扬州合格性考试模拟)在“探究平抛运动的特点”的实验中,下列说法不正确的是( D )
D
A.确保小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.确保斜槽末端水平
C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
D.为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把所有的点连接起来
【解析】为使小球到达斜槽末端时的速度相等,应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下,A正确;小球离开斜槽后做平抛运动,斜槽轨道末端必须水平,B正确;为了使描出的轨迹更精确,记录的点应多一些,C正确;为比较准确地描出小球的运动轨迹,应用平滑的曲线将点连接起来,偏差太大的点舍去,从而能减小实验误差,D错误.
【例2】(2024届徐州合格性考试模拟)图(a)是“探究平抛运动的特点”的实验装置,图(b)是实验中拍摄的频闪照片,由此可知小球做的不是平抛运动.其原因可能是( A )
A.斜槽末端不水平
B.斜槽末端不光滑
C.释放小球的位置偏高
D.释放小球时有初速度
A
【解析】从题图中看到小球做斜上抛运动,也就是说斜槽末端不水平,A正确.
2.平抛运动的规律
(1)运动时间:t=,只由下落高度决定,与初速度无关.
(2)水平位移(射程):x=v0t=v0,由初速度和下落高度共同决定.
(3)落地速度:v==,与水平方向的夹角为θ,tan θ==,落地速度由初速度和下落高度共同决定.
【例3】(2024届沛县合格性考试模拟)刀削面是人们喜欢的面食之一,全凭刀削得名.将一锅水烧开,拿一块面团放在锅旁边较高处,用刀片飞快地削下一片片很薄的面片,使面片飞向旁边的锅里.若一面片获得了水平方向的初速度,飞出时离锅内水面的竖直距离约0.80 m,如图所示.不计空气阻力,取重力加速度g=10 m/s2,则面片在空中运动的时间约为( B )
B
A.0.10 s B.0.40 s
C.8.0 s D.16 s
【解析】根据h=gt2,t==0.4 s,B正确.
【例4】(2023届淮安合格性考试模拟)第24届冬季奥林匹克运动会在2022年由北京市和张家口市联合举办,跳台滑雪是比赛项目之一.如图所示,运动员从跳台边缘的O点水平滑出(运动员可视为质点,忽略空气阻力的影响),落到斜坡CD上的E点.若测得运动员在空中飞行的时间约为2 s,O、E两点间的水平距离约为40 m,则运动员从O点滑出时的速度大小约为( B )
B
A.10 m/s B.20 m/s
C.30 m/s D.40 m/s
【解析】运动员做平抛运动,在水平方向上是匀速直线运动,根据题意可知,运动员从O点滑出时的速度v== m/s=20 m/s,B正确,A、C、D错误.
3.对斜抛运动的理解
(1)斜上(下)抛运动问题可用运动的合成与分解进行分析,即分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上(下)抛运动.
(2)对斜上抛运动:
①运动时间及射高由竖直分速度决定,射程由水平分速度和抛射角决定.
②由抛出点到最高点的过程可逆向看作平抛运动来分析.
【例5】(2024届江苏合格性考试模拟)如图所示,某同学在山坡上斜向下扔出一颗石子.忽略空气阻力,则石子抛出后在水平方向和竖直方向的分运动是( C )
C
A.均为匀速运动
B.均为匀加速运动
C.匀速运动和匀加速运动
D.匀加速运动和匀速运动
【解析】石子抛出后水平方向不受力的作用,则水平方向做匀速运动;竖直方向受重力作用,故竖直方向做匀加速运动,C正确.
1.(2024届江苏合格性考试模拟)在“探究平抛物体的运动”实验中,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、坐标纸之外,下列器材中还需要的是( C )
A.停表 B.天平 C.铅垂线 D.弹簧测力计
C
2.(2024届镇江合格性考试模拟)如图是小球平抛运动的频闪照片,频闪时间间隔相等.若不计空气阻力,当小球在不同位置时,下列说法正确的是( A )
A.加速度相同 B.速度的大小相等
C.速度的方向相同 D.速度的竖直分量大小相等
A
【解析】平抛物体的加速度恒定为竖直向下的g,即加速度相同,A正确;平抛物体的水平速度不变,竖直速度逐渐变大,则在不同位置速度大小和方向均不相同,B、C错误;平抛物体竖直方向做自由落体运动,则速度竖直分量逐渐变大,在不同位置的竖直速度分量大小不相等,D错误.
3.(2024届南京合格性考试模拟)研究平抛运动在竖直方向的运动规律实验装置如图所示,下列说法正确的是( B )
A.A球的初速度越小,水平距离越大
B.无论A球的水平初速度大小如何,它总是和B球同时落地
C.小锤敲击弹性金属片用力大小不一样,A球在空中运动的时间就不一样
D.两球落地速度大小一样大
B
4.(2022届海门合格性考试模拟)决定做平抛运动的物体在空中运动时间的因素是( B )
A.初速度 B.抛出时物体的高度
C.抛出时物体的高度和初速度 D.以上说法都不正确
B
5.(2023届泗阳合格性考试模拟)某同学利用无人机玩“投弹”游戏.无人机水平向右匀速飞行,在某个时刻同时释放了两个小球A和B,已知mA>mB,忽略空气阻力,关于释放后两小球的运动,下列说法正确的是( C )
A.小球A先落地
B.小球B先落地
C.落地时,A、B均在无人机的正下方
D.落地时,A、B均在释放位置的正下方
C
6.(2024届江苏合格性考试模拟)如图所示,某同学将一枚飞镖水平投向竖直悬挂的靶盘,结果飞镖打在靶心的正上方.若该同学仅仅减小投掷飞镖的速度,则飞镖从离手到击中靶盘的过程中( D )
A.位移变小
B.空中飞行时间不变
C.空中飞行时间变短
D.有可能会击中靶心
D
【解析】飞镖做平抛运动,水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上做自由落体运动.当仅仅减小投掷飞镖的速度v0时,因t=,水平位移x不变,则击中靶盘的时间t变长,即在空中飞行时间变长,B、C错误;在竖直方向上由h=gt2,可知当t变大时,竖直位移h变大,击中点会向下偏移,则有可能击中靶心,D正确;根据矢量运算法则可知,位移s=,x不变,h变大,则位移变大,A错误.