高一物理 平抛运动导学案及答案.docx
- 文档编号:29228185
- 上传时间:2023-07-21
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:55.86KB
高一物理 平抛运动导学案及答案.docx
《高一物理 平抛运动导学案及答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高一物理 平抛运动导学案及答案.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高一物理平抛运动导学案及答案
第五章《曲线运动》
5.3平抛运动导学案
【学习目标】
1.知道抛体运动和平抛运动,知道用运动分解的方法研究平抛运动
2.探究平抛运动特点的实验,了解科学探究中获取及处理数据的方法。
3.知道平抛运动的定义及其受力特点.
4.理解平抛运动的分解方法.
5.掌握用平抛运动的规律解答相关问题的方法.
【自主预习】
1.抛体运动
(1)定义:
以一定的速度将物体抛出,物体只受________作用的运动。
(2)性质:
由于做抛体运动的物体只受重力,故抛体运动是________运动。
2.平抛运动
(1)定义:
初速度沿_______方向的抛体运动。
(2)特点:
①初速度沿_______方向;②只受_______作用。
(3)性质:
由于做平抛运动的物体只受重力作用,且初速度与合外力(重力)方向不共线,故平抛运动是_________运动。
可以看做是水平方向的________运动和竖直方向的________运动的合运动。
(4)平抛运动的速度(如图甲所示)
①水平方向:
vx=______。
②竖直方向:
vy=________。
③
(5)平抛运动的位移(如图乙所示)
①水平方向:
x=_______。
②竖直方向:
y=_______。
③
(6)平抛运动的轨迹:
由x=v0t,y=
gt2,得y=______,所以平抛运动的轨迹是一条_______。
【问题探究】一、平抛运动的理解
【自学指导一】如图所示,一人正练习投掷飞镖,请思考:
(1)飞镖投出后,其加速度的大小和方向是否变化?
(2)飞镖的运动是匀变速运动,还是变加速运动?
【知识深化】
1.平抛运动的特点
(1)速度特点:
平抛运动的速度大小和方向都不断变化,故它是变速运动.
(2)轨迹特点:
平抛运动的运动轨迹是曲线,故它是曲线运动.
(3)加速度特点:
平抛运动的加速度为自由落体加速度.
2.平抛运动的速度变化
如图所示,由Δv=gΔt知,任意两个相等的时间间隔内速度的变化量相同,方向竖直向下.
【例1】关于平抛运动,下列说法中正确的是( )
A.平抛运动是一种变加速运动B.做平抛运动的物体加速度随时间逐渐增大
C.做平抛运动的物体每秒内速度增量相等D.做平抛运动的物体每秒内位移增量相等
二、平抛运动规律的应用
【自学指导二】如图所示为小球水平抛出后,在空中做平抛运动的运动轨迹.
(1)小球做平抛运动,运动轨迹是曲线,为了便于研究,我们应如何建立坐标系?
(2)以抛出时为计时起点,求t时刻小球的速度大小和方向.
(3)以抛出时刻为计时起点,求t时刻小球的位移大小和方向.
【知识深化】
1.平抛运动的规律
(1)平抛运动的时间:
t=
,只由高度决定,与初速度无关.
(2)水平位移(射程):
x=v0t=v0
,由初速度和高度共同决定.
(3)落地速度:
v=
=
,与水平方向的夹角为θ,tanθ=
=
,落地速度由初速度和高度共同决定.
2.研究平抛运动的一般思路
(1)把平抛运动分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动.
(2)分别运用两个分运动的运动规律去求分速度、分位移等,再合成得到平抛运动的速度、位移等.
这种处理问题的方法可以变曲线运动为直线运动,变复杂运动为简单运动,使问题的解决过程得到简化.
【例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轴正向抛出的三个小球a、b和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的水平速度比b的小D.b的初速度比c的大
【例3】如图所示,排球场的长度为18m,其网的高度为2m.运动员站在离网3m远的线上,正对网前竖直跳起把球垂直于网水平击出.设击球点的高度为2.5m,问:
球被水平击出时的速度v在什么范围内才能使球既不触网也不出界?
(g取10m/s2)
题后反思】
1.将平抛运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动,是求解平抛运动的基本方法.
2.分析平抛运动中的临界问题时一般运用极端分析的方法,即把要求的物理量设定为极大或极小,让临界问题突现出来,找出产生临界的条件.
三、平抛运动的两个推论
【自学指导三】
(1)以初速度v0水平抛出的物体,经时间t后速度方向和位移方向相同吗?
两量与水平方向夹角的正切值有什么关系?
(2)结合以上结论并观察速度的反向延长线与x轴的交点,你有什么发现?
【知识深化】对两个推论的理解
1.推论一:
某时刻速度、位移与初速度方向的夹角θ、α的关系为tanθ=2tanα.
2.推论二:
平抛运动的物体在任意时刻瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点.
【例4】如图所示,一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上,物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足( )
A.tanφ=sinθB.tanφ=cosθ
C.tanφ=tanθD.tanφ=2tanθ
【举一反三】如图所示,从倾角为θ的斜面上某点先后将同一小球以不同的初速度水平抛出,小球均落在斜面上,当抛出的速度为v1时,小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α1;当抛出速度为v2时,小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α2,则( )
A.当v1>v2时,α1>α2B.当v1>v2时,α1<α2
C.无论v1、v2关系如何,均有α1=α2D.α1、α2的关系与斜面倾角θ有关
第五章《曲线运动》
5.3平抛运动导学案答案
【自主预习】
【自主预习答案】1.
(1)重力。
(2)匀变速。
2.平抛运动
(1)水平。
(2①水平②重力。
(3)匀变速曲线、匀速直线、自由落体。
(4)①v0。
②gt。
(5)①v0t。
②
gt2。
(6)
x2,抛物线。
3.
(1)上方、下方,重力。
(2)性质
匀变速曲线、匀速直线、竖直上抛、竖直下抛。
(3)v0cosθ,v0tcosθ。
v0sinθ,v0tsinθ-
gt2。
【问题探究】
一、平抛运动的理解
【自学指导一】
【答案】
(1)加速度为重力加速度g,大小和方向均不变.
(2)匀变速运动.
【例1】
【答案】 C
【解析】 平抛运动是匀变速曲线运动,其加速度为重力加速度g,故加速度的大小和方向恒定,在Δt时间内速度的改变量为Δv=gΔt,因此可知每秒内速度增量大小相等、方向相同,选项A、B错误,C正确;由于水平方向的位移x=v0t,每秒内水平位移增量相等,而竖直方向的位移h=
gt2,每秒内竖直位移增量不相等,所以选项D错误.
二、平抛运动规律的应用
【自学指导二】
【答案】
(1)一般以初速度v0的方向为x轴的正方向,竖直向下的方向为y轴的正方向,以小球被抛出的位置为坐标原点建立平面直角坐标系.
(2)如图,初速度为v0的平抛运动,经过时间t后,其水平分速度vx=v0,竖直分速度vy=gt.根据运动的合成规律可知,小球在这个时刻的速度(即合速度)大小v=
=
,设这个时刻小球的速度与水平方向的夹角为θ,则有tanθ=
=
.
(3)如图,水平方向:
x=v0t
竖直方向:
y=
gt2
合位移:
l=
=
合位移方向:
tanα=
=
(α表示合位移方向与水平方向之间的夹角).
【例2】
【答案】 BD
【解析】 平抛运动在竖直方向上的分运动为自由落体运动,由h=
gt2可知,飞行时间由高度决定,hb>ha,故a的飞行时间比b的短,选项A错误;同理,b和c的飞行时间相同,选项B正确;根据水平位移x=v0t,a、b的水平位移满足xa>xb,且飞行时间tb>ta,可知v0a>v0b,选项C错误;同理可得v0b>v0c,选项D正确.
【例3】
【答案】 见解析
【解析】 如图所示,排球恰不触网时其运动轨迹为Ⅰ,排球恰不出界时其轨迹为Ⅱ,根据平抛物体的运动规律x=v0t和y=
gt2可得,当排球恰不触网时有
x1=3m,x1=v1t1①
h1=2.5m-2m=0.5m,h1=
gt
②
由①②可得v1≈9.5m/s.
当排球恰不出界时有:
x2=3m+9m=12m,x2=v2t2③
h2=2.5m,h2=
gt
④
由③④可得v2≈17m/s.
所以球既不触网也不出界的水平击出速度范围是:
9.5m/s≤v≤17m/s.
三、平抛运动的两个推论
【自学指导三】
【答案】
(1)方向不同.如图所示,tanθ=
=
.
tanα=
=
=
=
tanθ.
(2)把速度反向延长后交于x轴的B点,由tanα=
tanθ,可知B为此时水平位移的中点.
【例4】
【答案】 D
【解析】 物体从抛出至落到斜面的过程中,位移方向与水平方向夹角为θ,落到斜面上时速度方向与水平方向夹角为φ,由平抛运动的推论知tanφ=2tanθ,选项D正确.
【举一反三】
【答案】 C
【解析】 小球从斜面某点水平抛出后落到斜面上,小球的位移与水平方向的夹角等于斜面倾角θ,即tanθ=
=
=
,小球落到斜面上时速度方向与水平方向的夹角的正切值tanα=
=
,故可得tanα=2tanθ,只要小球落到斜面上,位移方向与水平方向夹角就总是θ,则小球的速度方向与水平方向的夹角也总是α,故速度方向与斜面的夹角就总是相等,与v1、v2的关系无关,C选项正确.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高一物理 平抛运动导学案及答案 物理 运动 导学案 答案