3.3 平抛运动 学案 (5)

3.3
平抛运动
学案5
【学习目标】
1、知道平抛运动的特点
2、掌握平抛运动的规律
3、学会应用平抛运动的规律解决有关问题
【学习重点】
掌握平抛运动的规律，会处理简单的问题。
【知识要点】
1．平抛运动
定义：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体只在重力作用下所做的运动.
条件：初速度水平；仅受重力。
特点：由于速度方向与受力方向不在一条直线上，故平抛运动是曲线运动，又受力恒定，所以平抛运动是匀变速曲线运动。
注意：不要认为曲线运动就一定不是匀变速运动，其实物体是否做匀变速运动是由合外力或加速度是否恒定决定的，平抛运动加速度恒为重力加速度g，根据，做平抛运动的物体在相等时间内速度的变化是相等的。
2．平抛运动的规律
平抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。
如图2所示，以抛出点为原点，取水平方向为x轴，正方向与初速度v0方向相同，竖直方向为y轴，正方向向下，设物体被抛出后，t
秒末，物体的位置为P，其坐标为x(t
秒内的水平位移)和y(t
秒内的下落高度)，t
秒末的速度v的坐标分量为vx、vy，则
⑴
平抛运动的轨迹
由x=v0t
，
y=gt2
，可得y=x2，因此平抛运动的轨迹是一条抛物线。
⑵
位移公式
水平位移x=v0t，竖直位移y=gt2
平抛物体在t
秒内的位移s，可直接用两个分运动在同一时间内的位移来合成：s=，位移的方向与水平方向的夹角由下式决定：tanα==
⑶
速度公式
水平速度为vx=v0
，竖直速度为
vy=gt
平抛物体在某时刻的瞬时速度用两个分运动在此时刻的瞬时速度来合成，平抛物体在t时刻的速度大小为v
=，速度v的方向与水平方向的夹角β，由下式决定：tanβ==
【典型例题】
例1
关于平抛运动，下列说法正确的是（
）
A．平抛运动是匀变速运动
B．平抛运动是变加速运动
C．任意两段时间内加速度相同
D．任意两段相等时间内速度变化相同
解析
本题要把好平抛运动是匀变速曲线运动及速度的矢量性，平抛运动的物体只受重力作用，故a=g，即做匀变速曲线运动，A选项正确，B选项不对，C选项正确。由匀变速运动公式，得任意相等的时间内△v相同，D正确。
例2
如图甲是研究平抛物体运动的实验装置图，如图乙是实验后在白纸上作的图和所测数据。
（1）在图甲上标出O点及Ox、Oy轴，并说明这两条坐标轴是如何作出的？
（2）说明判定槽口切线是否水平的方法；
（3）实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球运动的轨迹，进行这一实验步骤时应注意什么？
（4）根据图乙给出的数据，计算此平抛运动的初速度v0.
解析（1）利用拴在槽口处的重垂线作出Oy轴，Ox轴与Oy轴垂直，O点在槽口上方r（r为小球半径）处。
（2）将小球放在槽口的水平部分，小球既不向里滚也不向外滚，说明槽口末端是水平的。
（3）应注意每次小球都从轨道同一位置由静止释放。
（4）利用B点进行计算y=gt2/2
，得
t==［(2×0.441)/9.8］1/2s=0.30
s
v0=x/t=0.48/0.30m/s=1.6
m/s
答案：平抛的初速度是1.6
m/s
例3
从同一高度以不同的速度水平抛出两个质量不同的石子，下列说法正确的是（
）
A．初速度大的先落地
B．质量大的先落地
C．两个石子同时落地
D．无法判断
解析
依据x=v0t，h=gt2判断，重力加速度与质量无关，B错。水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动，下落时间与水平速度无关，C对，A、D错。答案：C
例4一个物体以20
m/s的初速度水平抛出去，当物体通过水平距离是40
m时，它的高度降低了多少？
解析
因为x=v0t，y=gt2
所以y=m=20
m.
答案：20
m
【达标训练】
1．研究平抛物体的运动，在安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是（
）
A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小
B．保证小球飞出时，初速度水平
C．保证小球在空中运动的时间每次都相等
D．保证小球运动的轨道是一条抛物线
2．用描迹法探究平抛运动的规律时，应选用下列各组器材中的哪一组（
）
A．铁架台，方木板，斜槽和小球，秒表，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片
B．铁架台，方木板，斜槽和小球，天平和秒表，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片
C．铁架台，方木板，斜槽和小球，千分尺和秒表，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片
D．铁架台，方木板，斜槽和小球，米尺和三角尺，重锤和细线，白纸和图钉，带孔卡片
3．关于平抛物体的运动，下列说法中正确的是
(
)
A．物体只受重力的作用，是a＝g的匀变速运动
B．初速度越大，物体在空中运动的时间越长
C．物体落地时的水平位移与初速度无关
D．物体落地时的水平位移与抛出点的高度无关
4．从同一高度以不同的速度水平抛出的两个物体落到地面的时间
(
)
A．速度大的时间长
B．速度小的时间长
C．落地时间—定相同
D．由质量大小决定
5．物体做平抛运动时，描述物体在竖直方向的分速度vy(取向下为正)随时间变化的图线是
(
)
6．在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上_____。
A．通过调节使斜槽的末端保持水平
B．每次释放小球的位置可以不同
C．每次必须由静止释放小球
D．记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降
E．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
7．试根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸出射初速度”的实验方案，提供的实验器材为弹射器(含弹丸，见图)、铁架台(带有夹具)、米尺。
(1)
画出实验示意图；
(2)
在安装弹射器时应注意________________；
(3)
实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)为_________________；
(4)
由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等，在实验中应采取的方法是_____________________________________；
(5)计算公式为______________。
8．一小球在高0.8m的水平桌面上滚动，离开桌面后着地，着地点与桌边水平距离为1
m，求该球离开桌面时的速度？
【反思】
收获
疑问
1．B
2．D
3．A
4．C
5．D
6．ACE
7．(1)实验示意图如图所示
(2)
弹射器必须保持水平
(3)
弹丸下降高度y和水平射程x
(4)
在不改变高度y的条件下进行多次实验，测量水平射程x，得出平均水平射程
(5)
0=
8．2.5m/s
（图2）
（例3）
（第5题）
（第7题）
（第7题）