粤教版（2019）物理必修第二册 1.3 平抛运动 课件(65张ppt）

第一章　抛体运动
第三节　平抛运动
学习目标
学法指导
1.知道什么是平抛运动
2．会用运动的合成与分解方法探究平抛运动的特点
3．初步了解平抛运动速度与位移的相关规律
1.结合生活中的实例，理解抛体运动和平拋运动的概念
2．通过观察频闪照片，分析、猜想平抛运动是水平和竖直两个方向分运动的合运动
3．通过测量数据，探究平抛运动水平方向和竖直方向分运动的特点和规律
知识导图
预习导学 | 新知领悟
1．平抛运动
平抛运动：初速度沿________方向抛出，仅在重力作用下物体所做的运动称为平抛运动．
2．平抛运动的速度
(1)水平方向：vx＝________.
(2)竖直方向：vy＝________.
平抛运动及特点
水平
v0
gt
3．平抛运动的位移与轨迹
(1)水平方向：x＝________.

(2)竖直方向：y＝__________.

(3)轨迹方程：y＝______________，式中g、v0都是与x、y无关的常量，故其轨迹是一条__________．
v0t
抛物线
在平坦的垒球运动场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球飞行一段时间后落地．若不计空气阻力，则 (　　)
A．垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定
B．垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定
C．垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定
D．垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定

【答案】D
1．位移与水平方向夹角满足关系式：tan α＝________.

2．速度与水平方向夹角满足关系式：tan θ＝________.
3．α与θ满足关系式：tan θ＝__________.
平抛运动的规律
多维课堂 | 素养初培
一、实验目的
1．描出平抛运动物体的轨迹．
2．探究平抛运动水平方向和竖直方向的分
运动特点．
探究平抛运动的特点
二、实验思路
将平抛运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动，先运用平抛竖落仪探究竖直分运动的特点，再通过分析相同时间内水平分运动的位移，确定水平分运动的特点．
三、实验器材
1．平抛竖落仪．
2．斜槽(带小球)、木板及竖直固定支架、白纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺．
四、实验步骤
如图所示，在一块竖直放置的平板上固定着两个相同的弧形轨道A和B，用于发射钢球，两弧形轨道出口处水平，其上分别安装了一个电磁铁C和D．在轨道A出口处有一个碰撞开关S，可控制电磁铁E电源的通断．
从轨道A射出的钢球做平抛运动，从轨道B射出的钢球做匀速直线运动，从电磁铁E处释放的钢球做自由落体运动．
1．探究平抛运动水平方向分运动的特点
(1)使电磁铁C和D分别相对各自轨道出口水平线处于相同高度，把两个钢球分别吸在电磁铁C、D上，切断电源，使两个钢球以相同的初速度同时水平射出．
(2)改变电磁铁C、D与各自轨道出口水平线的相对高度，并确保高度相等．
(3)多次重复以上步骤，观察实验现象，并分析平抛运动水平方向分运动的特点．
(4)实验现象：两个钢球分别做平抛运动和匀速直线运动，并最终发生碰撞．
(5)分析实验现象得出结论：做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动．
2．探究平抛运动竖直方向分运动的特点
(1)把两个钢球分别吸在电磁铁C、E上，并确保电磁铁E上的钢球与轨道A出口处于同一高度．释放轨道A的钢球，钢球在水平出口处碰撞开关S，切断电磁铁E的电源，使钢球从电磁铁E处释放．
(2)改变电磁铁E的位置，让其从N向M移动．
(3)多次重复以上步骤，观察实验现象，并分析平抛运动竖直方向分运动的特点．
(4)实验现象：两个钢球分别做平抛运动和自由落体运动，并最终同样发生碰撞．
(5)分析实验现象得出结论：做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动．
3．探究平抛运动物体的运动轨迹
(1)木板上铺上白纸并固定，固定电磁铁C在某一位置，切断电源，使小球从斜槽上由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果小球运动中碰到笔尖，就用铅笔在该位置画上一点．
(2)保持C位置不变，保持同样方法，在小球运动路线上描下其他若干点．
(3)将白纸从木板上取下，从O点开始通过画出的若干点描出一条平滑的曲线，如图所示．
(4)分析实验现象得出结论：做平抛运动的物体的运动轨迹是一条抛物线．
精练1　小芳和小强两位同学采用了不同的实验方案来研究平抛运动．
(1)小芳同学利用如图甲所示的装置进行实验．下列说法正确的是________．
A．应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道的末端必须保持水平
D．本实验必需的器材，还有刻度尺和停表
(2)小强同学利用频闪照相的方式研究平抛运动．如图乙为一小球做平抛运动的频闪照片的一部分．图中背景方格的边长均为5.0 cm，不计空气阻力，g取10 m/s2.则照相机两次闪光的时间间隔Δt＝______s，小球被抛出时的水平速度v＝______m/s.
【答案】(1)AC　(2)0.10　2.0
【解析】(1)为使小球做平抛运动的初速度相等，应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放，故A正确；只要每次把小球从轨道同一位置由静止释放即可保证小球的初速度相等，斜槽轨道没有必要光滑，故B错误；为使小球离开斜槽后做平抛运动，斜槽轨道的末端必须保持水平，故C正确；本实验不需要用秒表测量时间，D错误．
变式1　某兴趣小组用频闪照相机拍摄小石子平抛运动的频闪照片，照片背景为一堵贴近小石子的竖直砖墙，如图所示．已知当地重力加速度为g，该同学根据所学平抛运动的知识，求出频闪照片的拍摄周期和小石子的水平初速度．
(1)他已经测出砖块的长度为a，还需要测量的数据是____________ (写出测量的物理量及其物理符号)．
(2)B点竖直方向的速度vBy＝________(用题设条件和测量的物理量的符号表示)．
(3)照相机频闪周期T＝________，小石子水平初速度v0＝________ (用题设条件和测量的物理量的符号表示)．
1．通过对比平抛运动和匀速直线运动相同时间段的水平位移，得出平抛运动水平分运动为匀速直线运动．
2．通过对比平抛运动和自由落体运动在相同高度条件下的时间，得出平抛运动的竖直分运动为自由落体运动．
平抛运动的规律及应用
(1)如图甲所示，从O点抛出的物体经时间t到达P点，速度的反向延长线交OB于A点，试证明A是OB的中点．
(2)若平抛运动的速度偏向角为θ，位移的偏向角为α，如图乙所示，试证明tan θ＝2tan α.
精练2　用30 m/s的初速度水平抛出一个物体，经过一段时间后，物体的速度方向与水平方向成30°角，不计空气阻力，g取10 m/s2.求：
(1)此时物体相对于抛出点的水平位移大小和竖直位移大小．
(2)再经过多长时间，物体的速度方向与水平方向的夹角为60°.(物体的抛出点足够高)
变式2　(多选)如图所示，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上沿x轴正方向抛出的三个小球a、b、c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的(不计空气阻力)，则 (　　)
A．a的飞行时间比b的长
B．b和c的飞行时间相同
C．a的初速率比b的小
D．b的初速度比c的大
【答案】BD
与斜面有关的平抛运动
变式3　如图所示，从倾角为θ的斜面上的M点水平抛出一个小球，小球的初速度为v0，最后小球落在斜面上的N点．下列判断错误的是 (　　)
A．可求出M、N之间的距离
B．不可以求出小球什么时刻与斜面间的距离最大
C．可求出小球运动的时间
D．可求小球落到N点时的速度大小和方向
【答案】B
在解答平抛运动与斜面的结合问题时，除要运用平抛运动的位移和速度规律，还要充分运用斜面倾角，找出位移或速度与斜面倾角的关系，从而使问题得到顺利解决．常见的模型如下：















核心素养微专题
科学态度与责任——体育运动中的平抛问题
体育运动中有很多项目与抛体运动相关，若将这些项目加以抽象，在理想化状态下，很多球类、投掷类项目可以看成是平抛运动．
假如我们把乒乓球、排球等运动看成平抛运动，由于球网高度、球台、球场边界条件的限制，往往会出现平抛运动临界条件的问题．
解决这样的问题，要求我们从实际出发，建立物理模型，用平抛运动的规律进行求解．学会分析这类问题，可以提高解决问题的能力，加强科学态度与责任的培养．
专练　一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示．水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h.发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h.
不计空气阻力，重力加速度大小为g.若乒乓球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是 (　　)
课堂小练 | 素养达成

1．做平抛运动的物体，在水平方向通过的最大距离取决于 (　　)
A．物体的高度和受到的重力
B．物体受到的重力和初速度
C．物体的高度和初速度
D．物体受到的重力、高度和初速度

【答案】C
2．某物理实验小组采用如图所示的装置研究平抛运动．每次都将小球从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出．改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹．
某同学设想小球先后三次做平抛，将水平挡板依次放在1,2,3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距．若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1，x2，x3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是 (　　)
A．x2－x1＝x3－x2
B．x2－x1 C．x2－x1>x3－x2
D．无法判断


【答案】C
【解析】因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来越短，水平方向上做匀速直线运动，所以x2－x1>x3－x2，故C正确．
3．如图所示的两个斜面，倾角分别为37°和53°，在顶点两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上．若不计空气阻力，则A、B两个小球平抛运动的时间之比为 (　　)
A．1∶1
B．4∶3
C．16∶9
D．9∶16
【答案】D

【答案】B
5．在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹．小方格的边长L＝2.5 cm，若小球在平抛运动中先后经过的几个位置为如图所示的a、b、c、d四个点，则小球由a到b位置的时间间隔为________s，小球平抛的初速度大小v0＝________m/s，小球在c点时的速度大小为________m/s.(g取10 m/s2)
【答案】0.05　1　1.6