人教版(新课程标准)学业水平测试物理考前冲刺学案 第九讲 平抛运动(含答案)

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名称 人教版(新课程标准)学业水平测试物理考前冲刺学案 第九讲 平抛运动(含答案)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2020-01-06 10:06:39

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第九讲 平抛运动
知识点梳理
1. 物体做平抛运动的条件是__________________和__________________.
2. 平抛运动的处理方法是对平抛运动进行分解,平抛运动的物体在水平方向上做______________,在竖直方向上做______________.
3. 平抛运动的运动性质是____________________.
4. 平抛运动的规律:以初速度v0平抛的物体,经t时间后,水平速度vx=________,竖直速度vy=________;水平位移s=________,竖直位移h=________.
重难点突破
1. 由合运动与分运动的等时性,确定平抛运动的运动时间有两种情况:
(1) 高度一定,则平抛时间只由高度决定,用公式t=求时间,与初速度大小无关.
(2) 水平距离一定,则平抛时间由初速度决定,用公式t=求时间.
2. 以抛出点为坐标原点,水平初速度v0方向为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向,经过时间t,分位移x=v0t, y=gt2,合位移s=,tan φ=,φ为合位移与x轴夹角.分速度vx=v0,vy=gt,合速度v= ,tan θ=,θ为合速度v与x轴夹角.
3. 由于平抛运动在竖直方向上是自由落体运动,所以初速度为零的匀加速直线运动的一切规律均适用,特别是一些重要的推论也可以运用.例如在竖直方向上相邻的相等时间内的位移差Δy=y2-y1=gT2,从上往下相等时间内的位移比为h1∶h2∶h3∶…=1∶3∶5∶….
4. 平抛运动的常规处理方法
平抛运动是比较复杂的曲线运动,利用运动的合成和分解的观点,把它看做是水平方向(沿初速度方向)的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动.把曲线运动转换成两个简单的直线运动,就可以用直线运动的规律来处理,研究起来简单方便.这是一种重要的思想方法.
常见题型一:平抛运动的规律
例题1:(2018?宿迁模拟)两个物体同时做平抛运动,则(  )
A.平抛初速度小的物体先落地
B.高度小的物体先落地
C.平抛初速度大的物体射程远
D.高度大的物体射程远
例题2:(2018?江苏模拟)在距离地面5米处将一个质量为1千克的小球以10m/s的速度水平抛出,问
(1)小球在空中的飞行时间是多少?
(2)水平飞行的距离是多少米?
(3)求小球落地时的速度





跟踪训练1:如图所示,网球发球机从同一高度连续水平发出两个速度不同的网球。忽略空气阻力的影响,关于这两个球的运动,下列说法正确的是(  )

A.速度大的球落地所用时间较长
B.速度小的球落地所用时间较长
C.速度大的球落地速度较大
D.速度小的球落地速度较大
跟踪训练2:在距地面5米高度处将一小球以10m/s的速度水平抛出。(g=10m/s2)求:
(1)小球在空中飞行时间;
(2)小球水平飞行距离;
(3)小球落地时速度。



 
常见题型二:平抛角度应用
例题1:如图所示,一小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点。O为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R,OB与水平方向夹角为60°,重力加速度为g,则小球抛出时的初速度为(  )

A. B. C. D.
例题2:如图所示,一位宇航员站一斜坡上A点,沿水平方向以初速度v0抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡上另一点B,斜坡倾角为α,已知该星球的半径为R,引力常量为G,求:
(1)该星球表面的重力加速度;
(2)该星球的密度.





跟踪训练1:如图所示,一固定斜面的倾角为α,高为h,一小球从斜面顶端沿水平方向抛出,刚好落至斜面底端,不计小球运动中所受的空气阻力,设重力加速度为g,则小球从抛出到落至斜面底端所经历的时间为(  )

A. B. C. D.

跟踪训练2:第十六届中国崇礼国际滑雪节于2016年12月3日在张家口市崇礼区的长城岭滑雪场隆重进行。如图1所示,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从A点水平飞出后落到斜坡上的B点,AB两点间的竖直高度h=45m,斜坡与水平面的夹角α=37°,不计空气阻力。(取sin37°=0.6,cos37°=0.8;g取10m/s2)求:
(1)跳台滑雪运动员在空中飞行的时间;
(2)跳台滑雪运动员落到B点时的速度大小;
(3)设跳台滑雪运动员从A点以不同的水平速度v飞出落到斜坡上,落到斜坡时的速度与水平方向的夹角为θ,请通过分析在图2中定性画出θ﹣v的关系图象。






实验:研究平抛物体的运动
一.实验目的
1.描出平抛物体的运动轨迹.
2.求出平抛物体的初速度.
二.实验原理
平抛运动可以看作是两个分运动的合成:一是水平方向的匀速直线运动,其速度等于平抛物体运动的初速度;另一个是竖直方向的自由落体运动.利用铅笔确定做平抛运动的小球运动时若干不同位置,然后描出运动轨迹,测出曲线上任一点的坐标x和y,利用公式x=vt和y=gt2就可求出小球的水平分速度,即平抛物体的初速度.
三.实验器材
斜槽(附金属小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、刻度尺、三角板、重锤、铅笔.
四.实验步骤
1.把斜槽放在桌面上,让其末端伸出桌面外,调节末端使其切线水平固定.
2.在带有支架的木板上,用图钉钉好白纸,并让竖放木板左上方靠近槽口,使小球滚下飞出后的轨道平面跟板面平行.(如图所示)

3.把小球飞离斜槽末端时的球心位置投影到白纸上,描出点O,过O用重垂线描出竖直方向.
4.让小球每次都从斜槽上同一适当位置滚下,在粗略确定的位置附近,用铅笔较准确地确定小球通过的位置,并记下这一点,以后依次改变x值,用同样的方法确定其他各点的位置.
5.把白纸从木板上取下来,用三角板过O作与竖直方向垂直的x轴,将一系列所描的点用平滑的曲线连接起来,这就是小球平抛运动的轨迹.
五.数据处理(求平抛小球的初速度)
1.以O点为原点,水平方向为x轴,竖直向下方向为y轴建立坐标系.
2.在平抛小球运动轨迹上选取A、B、C、D、E五个点,测出它们的x、y坐标值,记到表格内.
3.把测到的坐标值依次代入公式v0=x,求出小球平抛的初速度,并计算其平均值.
六.误差分析
1.安装斜槽时,其末端切线不水平.
2.小球每次滚下的初位置不尽相同.
3.建立坐标系时,可能误将斜槽末端端口作为坐标原点.
4.空气阻力使小球不是真正的平抛运动.
七.注意事项
1.实验中必须保持通过斜槽末端的切线水平,木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行,并使小球的运动靠近图板但不接触.
2.小球必须每次从斜槽上同一位置由静止滚下,即在斜槽上固定一个挡板,每次都从挡板位置释放小球.
3.坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点,应是小球在槽口时,球心在木板上的水平投影点.
4.要在斜槽上适当的高度释放小球,使它以适当的水平初速度抛出,其轨迹由图板左上角到达右下角;要在平抛轨迹上选取距O点远一些的点来计算小球的初速度,这样可以减小测量误差.
常见题型三:实验——研究平抛运动
例题1:平抛物体的运动规律可以概括为两点:
①水平方向做匀速运动,
②竖直方向做自由落体运动.
为了研究平抛物体的运动,可做下面的实验:如图所示,用小锤打击弹性金属片,A球就水平飞出,同时B球被松开,做自由落体运动,两球同时落到地面,这个实验 (  )
A.只能说明上述规律中的第①条
B.只能说明上述规律中的第②条
C.不能说明上述规律中的任何一条
D.能同时说明上述两条规律
例题2:(1)某同学在用斜面小槽等器材做“研究平抛运动”的实验时,需将坐标纸固定在竖直的木板上,图中坐标纸的固定情况正确的是
(2)该同学了解到频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。如图甲所示,分别在实验装置正上方A处和右侧正前方B处安装照相机并进行了拍摄,得到的频闪照片如图乙,O为抛出点,P为运动轨迹上某点,则根据平抛运动规律分析下列问题:
①乙图中,A处照相机所拍摄的频闪照片为   (选填“a”或“b”)
②测得图乙(a)和(b)中OP对应的实际距离均为20cm,g取10m/s2,则平抛物体的初速度大小应为   m/s,经过P点时速度的大小为   m/s


跟踪训练1:在研究平抛运动的实验中,下列哪些说法是正确的(  )
①使斜槽末端的切线保持水平
②每次使小球从不同的高度滚下
③钢球与斜槽间的摩擦使实验的误差增大.
A.① B.①② C.②③ D.③
跟踪训练2:两个同学根据不同的实验条件,进行了探究平抛运动规律的实验:
(1)甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明   。
A.平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动
B.平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动
(2)乙同学采用如图乙所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端可看作与光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出。实验可观察到P球击中Q球。仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明   。
A.平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动
B.平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动

巩固练习
1.一个人站在阳台上在同一位置,以相同的速率分别把三个球竖直向上抛出,竖直向下抛出,水平抛出,不计空气阻力.则三球落地时的速度大小(  )
A.上抛球最大 B.下抛球最大 C.平抛球最大 D.三球一样大
2.决定平抛物体落地点与抛出点间水平距离的因素是(  )
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.物体的质量和初速度
3.如图所示,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)时撞开接触开关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两个小球总是同时落地,该实验现象说明了A球在离开轨道后(  )
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
4.飞机以150m/s的水平速度匀速飞行,不计空气阻力,在某一时刻让飞机上的 A 物体落下,相隔 1 秒钟又让 B 物体落下,在以后运动中关于 A 物体与B 物体的位置关系,正确的是(  )
A.A 物体在 B 物体的前下方
B.A 物体在 B 物体的后下方
C.A 物体始终在 B 物体的正下方5m 处
D.以上说法都不正确
5.如图1所示,是利用闪光照相研究平抛运动的示意图.小球A由斜槽滚下,从桌边缘水平抛出,当它恰好离开桌边缘时,小球B也同时下落,闪光频率为10Hz的闪光器拍摄的照片中B球有四个像,像间距离已在图2中标出,两球恰在位置4相碰.则A球从离开桌面到和B球碰撞时经过的时间为   s,A球离开桌面的速度为   m/s.
6.在5m 高处以10m/s 的速度水平抛出一小球,不计空气阻力,g取10m/s2,求:
(1)小球在空中运动的时间;
(2)小球落地时的水平位移大小;
(3)物体落地时的速度的大小和方向。






课堂作业
一.选择题(共2小题)
1.一杂技演员,用一只手抛球。他每隔0.40s抛出一球,接到球便立即把球抛出,已知除抛、接球的时刻外,空中总有四个球,将球的运动看作是竖直方向的运动,球到达的最大高度是(高度从抛球点算起,取g=10m/s2)(  )
A.1.6m B.2.4m C.3.2m D.4.0m
2.(2018?江苏模拟)一个小球从倾角30°的斜坡上水平抛出,在斜坡上的射程等于40m,不计阻力(g=10m/s2),则小球抛出的初速度v0和在空中的飞行时间分别是(  )
A.10m/s,2s B.20m/s,2s C.10m/s,2s D.20m/s,2s
二.填空题(共2小题)
3.三个同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动规律”的实验:

(1)甲同学采用如图(1)所示的装置.用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明   
(2)乙同学采用如图(2)所示的装置.两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球 P、Q,其中N的末端与可看作光滑的水平板相切;两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度,使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等,现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出.实验可观察到的现象应是   .仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明   .
(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片.图中每个小方格的边长为10cm,则由图可求得拍摄时每   s曝光一次,该小球平抛的初速度大小为   m/s(g取10m/s2).
4.(1)如图1所示,在“研究平抛运动”的实验中,用小锤打击弹性金属片后,P球沿水平方向抛出,同时Q球被松开而自由下落,P、Q球同时开始运动,发现P、Q球同时落地,则说明P球在离开轨道后   
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
(2)“研究平抛运动”实验中,在印有小方格纸上记下小球在空中运动的一系列位置 a、b、c、d,如图2所示.已知图中小方格边长的实际长度为L,则小球水平抛出时的初速度v0=   (用重力加速度g、边长L表示).

三.计算题(共1小题)
5.(2018?江苏模拟)在距离地面5米处将一个质量为1千克的小球以10m/s的速度水平抛出,问
(1)小球在空中的飞行时间是多少?
(2)水平飞行的距离是多少米?
(3)求小球落地时的速度



参考答案
常见题型一
例题1:B
例题2: (1)1s(2)10m(3)10m/s,45。
跟踪训练1:C
跟踪训练2:(1)1s(2)10m(3)10m/s
常见题型二
例题1:C
例题2:(1)(2)
跟踪训练1:A
跟踪训练2:(1)3s(2)10m/s
常见题型三
例题1:B
例题2:(1)B(2)①b②m/s
跟踪训练1:A
跟踪训练2:(1)B(2)A

巩固练习
DCCD
5.0.3s,1m/s
6.(1)1s(2)10m(3)10m/s
课堂作业
选择题
CA
二.填空题
3.(1)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动(2)P,Q二球相碰,平抛运动在水平方向上是匀速运动(3)0.1,2.5
4.(1)C(2)2
三.计算题
5.(1)1s(2)10m(3)10m/s,方向与竖直方向的夹角为45度。


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