第2课时 抛体运动学案及习题.docVIP

第2课时 抛体运动的规律及其应用基础知识回顾 1．平抛运动 （1）定义：将一物体水平抛出，物体只在重力作用下的运动。 （2）性质：加速度为g的匀变速曲线运动，运动过程中水平速度不变，只是竖直速度不断增大，合速度大小、方向时刻改变。 （3）研究方法：将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，分别研究两个分运动的规律，必要时再用运动合成方法进行合成。 （4）规律： 设平抛运动的初速度为，建立坐标系如图 速度、位移： 水平方向： ，， 竖直方向： ， 合速度（秒末的速度）：， 方向： 合位移（秒末的位移）： 方向： ∴ 运动时间：由得：（t由下落高度y决定） 轨迹方程： （在未知时间情况下应用方便） 可独立研究竖直分运动： a．连续相等时间内竖直位移之比为： （n=1，2，3，…） b．连续相等时间内竖直位移之差为： 一个有用的推论：平抛物体任意时刻瞬时时速度方向的反向延长线与初速度延长线的交点到抛出点的距离都等于水平位移的一半。 证明：设时间t内物体的水平位移为s，竖直位移为h，则末速度的水平分量，而竖直分量， ， 所以有 2．斜抛运动： （1）将物体斜向射出，在重力作用下，物体作曲线运动，它的运动轨迹是抛物线，这种运动叫做“斜抛运动”。 （2）性质：加速度为g的匀变速曲线运动。根据运动独立性原理，可以把斜抛运动看成是作水平方向的匀速直线运动和竖直上抛运动的合运动来处理。取水平方向和竖直向上的方向为x轴和y轴，则这两个方向的初速度分别是：v0x=v0cosθ，v0y=v0sinθ 重点难点例析 一、平抛物体运动中的速度变化 水平方向分速度保持vx=v0，竖直方向，加速度恒为g，速度vy=gt，从抛出点看，每隔?t时间的速度的矢量关系如图4-2-3所示．这一矢量关系有两个特点： 1．任意时刻v的速度水平分量均等于初速度v0； 2．任意相等时间间隔?t内的速度改变量均竖直向下，且． 【例1】物体在平抛运动的过程中，在相等的时间内，下列物理量相等的是 ( ) A．速度的增量 B．加速度C．位移 D．平均速度 拓展 用闪光照相方法研究平抛运动规律时，由于某种原因，只拍到了部分方格背景及小球的三个瞬时位置（见图4-2-4）．若已知闪光时间间隔为t=0.1s，则小球运动中初速度大小为多少？小球经B点时的竖直分速度大小多大？g取10m／s2，每小格边长均为L=5cm． 二、类平抛运动 平抛运动的规律虽然是在地球表面重力场中得到的，同样适用于月球表面和其他行星表面的平抛运动．也适用于物体以初速度v0运动时，同时受到垂直于初速度方向，大小、方向均不变的力F的作用情况．例如带电粒子在电场中的偏转运动、物体在斜面上的运动以及带电粒子在复合场中的运动等等．解决此类问题要正确理解合运动与分运动的关系。 【例2】如图4-2-5所示，有一倾角为30°的光滑斜面，斜面长L为10m，一小球从斜面顶端以10m/s的速度沿水平方向抛出，求：（1）小球沿斜面滑到底端时水平位移S；（2）小球到达斜面底端时的速度大小。（g取10 m/s2） 拓展 在真空中速度为v＝6.4×107米／秒的电子束连续地射入两平行极板间，极板长度为L＝8.0×10-2米，间距为d＝5.0×10-3米。两极板不带电时，电子束将沿两极板之间的中线通过。在两极板上加一50赫兹的交变电压如果所加电压的最大值U0超过某一值Uc时，将出现以下现象：电子束有时能通过两极板，有时间断不能通过。求Uc的大小. 三、斜抛运动物体的射程和射高 斜抛运动的规律： a．速度： b．轨迹方程： d．抛射体所能到达的最大高度为：e．其到达最高点所需的时间： f．抛射体的最大射程为： 【例3】物体以速度v0抛出做斜抛运动，则( ) A，在任何相等的时间内速度的变化量是相同的 B．可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 C，射高和射程都取决于v0的大小 D．v0很大，射高和射程可能很小 拓展 物体做斜向上抛运动时,描述物体在竖直方向的分速度(取向上为正)随时间变化的图象是 四、平抛运动规律的应用 平抛运动可看做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．物体在任一时刻的速度和位移都是两个分运动对应时刻的速度和位移的矢量和． 解决与平抛运动有关的问题时，应充分注意到二个分运动具有独立性，互不相干性和等时性的特点，并且注意与其它知识的结合点． 【例3】如图4-2-所示，一高度为h=0.2m的水平面在A点处与一倾角为θ=30°的斜面连接，一小球以V0=5m/s的速度在平面上向右运动。求小球从A点运动到地面所需的时间（平面与斜面均光滑，取g=10m/s2）。第2课时 抛体运动1．关于平抛运动，下列几种说法不正确的是( )