資源簡(jiǎn)介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
5.4拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
一學(xué)科核心素養(yǎng)
物理觀念:用“演繹推理”的方法生成平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，使學(xué)生親歷物理觀念建立的過(guò)程。
科學(xué)思維:利用已知的直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)研究復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，滲透“化曲為直化繁為簡(jiǎn)”等效替換"等重要的物理思想。
科學(xué)探究:通過(guò)實(shí)例分析再次體會(huì)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:通過(guò)對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的建立，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，感受學(xué)習(xí)成功的快樂(lè)。
二學(xué)習(xí)重難點(diǎn)
重點(diǎn):平拋運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律，應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題。
2.難點(diǎn):讓學(xué)生能根據(jù)運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法探究出平拋運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律。
三課前預(yù)習(xí)
1．以速度沿水平方向拋出一物體，拋出點(diǎn)為原點(diǎn)，建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系。
水平方向：不受力，加速度是_______，水平方向?yàn)開(kāi)______運(yùn)動(dòng)，x=________，vx=________。
豎直方向：只受重力，加速度a=_______，豎直方向的初速度為_(kāi)______，所以豎直方向?yàn)開(kāi)______運(yùn)動(dòng)，y=_______， vy=_______。
2．一般的拋體運(yùn)動(dòng)
（1）斜拋運(yùn)動(dòng)：物體被拋出時(shí)的速度不沿水平方向，而是斜向_______或斜向_______。
（2）受力情況：水平方向不受力，加速度為_(kāi)_，豎直方向只受重力，加速度為_(kāi)______。
（3）運(yùn)動(dòng)分解：水平方向做_______直線運(yùn)動(dòng)，速度v0x＝_______；豎直方向做_______直線運(yùn)動(dòng)，初速度v0y＝_______。（θ為v0與水平方向間夾角）
3．判斷下列說(shuō)法的正誤．
（1）拋體運(yùn)動(dòng)一定是勻變速運(yùn)動(dòng)。( )
（2）平拋運(yùn)動(dòng)的物體初速度越大，下落得越快。( )
（3）平拋運(yùn)動(dòng)物體的速度方向與水平方向的夾角越來(lái)越大，若足夠高，速度方向最終可能豎直向下。( )
（4）平拋運(yùn)動(dòng)的合位移的方向與合速度的方向一致。( )
（5）斜上拋運(yùn)動(dòng)的物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，速度為零。( )
4．平拋運(yùn)動(dòng)物體在水平方向上的速度不隨時(shí)間發(fā)生變化，vx＝______；
平拋運(yùn)動(dòng)物體在豎直方向上的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律是：vy＝______；
平拋運(yùn)動(dòng)的速度大小：v＝______；
設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)物體在t時(shí)刻的速度方向與初速度方向間的夾角為θ，則有tanθ＝______。
5．在距地面高的低空有一小型飛機(jī)以的速度水平飛行，假定從飛機(jī)上釋放一物體，取，不計(jì)空氣阻力，那么物體落地所用時(shí)間是__________，它在下落過(guò)程中發(fā)生的水平位移是__________。
6．平拋運(yùn)動(dòng)的速度
（1）水平速度：做平拋運(yùn)動(dòng)的物體，由于只受到豎直向下的_______作用，在x方向的分力為_(kāi)______，加速度為_(kāi)_______，故物體在x方向的速度將保持v0不變，即vx＝______。
（2）豎直速度：物體在y方向上受重力mg作用，由mg＝ma可知，物體在豎直方向的加速度等于自由落體加速度，vy＝________。
（3）合速度：由圖可知，物體在時(shí)刻t的速度v＝＝_______。tanθ＝＝_______。
（4）結(jié)論：物體在下落過(guò)程中速度v越來(lái)越_______，速度方向與水平方向間夾角θ越來(lái)越_______。
7．如圖所示，小球從樓梯上以2m/s的速度水平拋出，所有臺(tái)階的高度和寬度均為0.25m，g取10m/s2，小球拋出后首先落到的臺(tái)階是第_____級(jí)。
四自我檢測(cè)
1．如圖所示，某人在左側(cè)的山坡上水平拋出兩個(gè)質(zhì)量不等的小石塊，分別落在右側(cè)的山坡上的A、B兩處，不計(jì)空氣阻力。則落到B處的石塊（　　）
A．初速度小，運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng) B．初速度小，運(yùn)動(dòng)時(shí)間短
C．初速度大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng) D．初速度大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間短
2．北京冬奧會(huì)報(bào)道中利用“”技術(shù)，把全新的“時(shí)間切片特技效果首次運(yùn)用在直播中，更精準(zhǔn)清晰地抓拍運(yùn)動(dòng)員比賽精彩瞬間，給觀眾帶來(lái)全新的視覺(jué)體驗(yàn)。“時(shí)間切片”是一種類似于多次“曝光”的呈現(xiàn)手法。如圖所示為我國(guó)運(yùn)動(dòng)員谷愛(ài)凌在自由式滑雪女子大跳臺(tái)比賽中第三跳的時(shí)間切片特技圖。忽略空氣阻力，將運(yùn)動(dòng)員看做質(zhì)點(diǎn)，其軌跡abc段為拋物線。已知起跳點(diǎn)a的速度大小為v，起跳點(diǎn)a與最高點(diǎn)b之間的高度差為h，重力加速度大小為g，下列說(shuō)法不正確的是（　　）
A．“時(shí)間切片”特技每次“曝光”的時(shí)間間隔均相同
B．運(yùn)動(dòng)員從a到b的時(shí)間為
C．運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度的大小為
D．運(yùn)動(dòng)員從a到b的過(guò)程中速度變化的大小為
3．如圖所示，從傾角為θ且足夠長(zhǎng)的斜面的頂點(diǎn)A，先后將同一小球以不同的初速度水平向右拋出，第一次初速度為，小球落到斜面上前一瞬間的速度方向與斜面的夾角為，第二次初速度為，小球落在斜面上前一瞬間的速度方向與斜面間的夾角為，若，則和的大小關(guān)系是（ ）
A． B． C． D．無(wú)法確定
4．如圖所示，x軸在水平地面上，y軸在豎直方向。圖中畫(huà)出了從y軸上不同位置沿x軸正向水平拋出的三個(gè)小球a、b和c的運(yùn)動(dòng)軌跡。小球a從（0，2L）拋出，落在（2L，0）處；小球b、c從（L，0）拋出，分別落在（2L，0）和（L，0）處。不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．a(chǎn)和b初速度相同
B．b和c運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同
C．b的初速度是c的兩倍
D．a(chǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間是b的兩倍
5．如圖所示，某同學(xué)利用無(wú)人機(jī)玩“投彈”游戲。無(wú)人機(jī)以的速度水平向右勻速飛行，在某時(shí)刻釋放了一個(gè)小球（可看作質(zhì)點(diǎn)）。此時(shí)釋放點(diǎn)到水平地面的距離h=20m，空氣阻力忽略不計(jì)，取重力加速度g=10m/s2小球的落地點(diǎn)到釋放點(diǎn)的水平距離為（　　）
A．4m B．10m C．20m D．0
6．如圖所示，在斜面頂端a處以速度水平拋出一小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間恰好落在斜面底端c處。今在c點(diǎn)正上方與a等高的b處以速度水平拋出另一小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間恰好落在斜面的三等分點(diǎn)d處。若不計(jì)空氣阻力，下列關(guān)系式正確的是（ ）
A． B． C． D．
7．如圖所示，以10m/s的水平初速度拋出的物體，飛行一段時(shí)間后，垂直地撞在傾角為θ＝30°的斜面上，g取10m/s2，這段飛行所用的時(shí)間為（　　）
A．s B．s C．s D．2s
8．如圖所示，一質(zhì)點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，落地時(shí)速度大小為20m/s，速度方向與水平地面夾角為60°，則水平分速度大小是（　　）
A．10m/s B． C．20m/s D．
9．2020年受“新冠肺炎”的影響，全國(guó)人民自愿居家隔離。小豆在家和爸爸玩“套圈”游戲，第一次扔在小黃人正前M點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。第二次扔之前小豆適當(dāng)調(diào)整方案，則小豆可能仍中的措施是（　　）
A．小豆在原處，僅增加扔套圈的水平初速度
B．小豆在原處，僅減小水平扔出套圈時(shí)的高度
C．小豆沿小黃人與M點(diǎn)連線方向后退，僅增加人和小黃人之間的距離
D．小豆在原處，降低扔套圈的高度和扔套圈的水平初速度
10．如圖所示，窗子上、下沿間的高度H＝1.6m，豎直墻的厚度d＝0.4m，某人在距離墻壁L＝1.4m、距窗子上沿h＝0.2m 處的P點(diǎn)，將可視為質(zhì)點(diǎn)的小物件以垂直于墻壁的速度v水平拋出，要求小物件能直接穿過(guò)窗口并落在水平地面上，不計(jì)空氣阻力，g＝10 m/s2。則可以實(shí)現(xiàn)上述要求的速度大小是(　　)
A．2 m/s B．4 m/s
C．8 m/s D．10 m/s
三課前預(yù)習(xí)
1． 0##零 勻速直線 v0t v0 g 0##零 自由落體 gt
2． 上方 下方 0 g 勻速 v0cosθ 勻變速 v0sinθ
3． 正確 錯(cuò)誤 錯(cuò)誤 錯(cuò)誤 錯(cuò)誤
4．
5． 6 210
6． 重力 0 0 v0 gt 大 大
7．四
四自我檢測(cè)
參考答案：
1．D
【詳解】根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)可得
落在B處的小石塊下落的高度小，石塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間短，而其水平位移大，可知石塊初速度大。
故選D。
2．A
【詳解】A．運(yùn)動(dòng)員豎直方向做上拋運(yùn)動(dòng)，若時(shí)間間隔相同應(yīng)該滿足
從圖中可以看出運(yùn)動(dòng)員在各點(diǎn)豎直方向位移差并不相同，“時(shí)間切片”特技每次“曝光”的時(shí)間間隔不同，故A錯(cuò)誤，符合題意；
B．運(yùn)動(dòng)員做斜拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)滿足
所以運(yùn)動(dòng)員從a到b的時(shí)間為
故B正確，不符合題意；
C．運(yùn)動(dòng)員豎直方向初速度
則水平方向初速度
運(yùn)動(dòng)員在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)只有水平速度，即最高點(diǎn)時(shí)速度的大小為，故C正確，不符合題意；
D．運(yùn)動(dòng)員從a到b的過(guò)程中速度變化的大小為
故D正確，不符合題意。
故選A。
3．C
【詳解】根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的推論，做平拋（或類平拋）運(yùn)動(dòng)的物體在任一時(shí)刻或任一位置時(shí)，設(shè)其速度方向與水平方向的夾角為α，位移與水平方向的夾角為β，則
由上述關(guān)系式結(jié)合題圖中的幾何關(guān)系可得
此式表明小球的速度方向與斜面間的夾角僅與有關(guān)，而與初速度無(wú)關(guān)，因此
即以不同初速度平拋的物體，落在斜面上各點(diǎn)的速度方向是互相平行的。
故選C。
4．C
【詳解】BD．由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得
解得b和c運(yùn)動(dòng)時(shí)間
同理可得
所以b、c的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，a的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是b運(yùn)動(dòng)時(shí)間的倍，故B、D錯(cuò)誤；
A．因?yàn)閍的飛行時(shí)間長(zhǎng)，但是水平位移相同，根據(jù)
x=v0t
可知，a的水平速度小于b的水平速度，故A錯(cuò)誤；
C．b、c的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，b的水平位移是c的水平位移的兩倍，則b的初速度是c的初速度的兩倍，故C正確。
故選C。
5．A
【詳解】在豎直方向有
解得
在水平方向有
故選A。
6．C
【詳解】AB．a(chǎn)、b兩球下降的高度之比為，根據(jù)可知
則a、b兩球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間關(guān)系為
故AB錯(cuò)誤；
CD．因?yàn)閍、b兩球水平位移之比為，由
得
故C正確，D錯(cuò)誤。
故選C。
7．C
【詳解】物體做平拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)垂直地撞在傾角為θ的斜面上時(shí)，把物體的速度分解如圖所示
代入數(shù)據(jù)解得
故選C。
8．A
【詳解】根據(jù)題意可知，落地速度與水平分速度的關(guān)系，如圖所示
由幾何關(guān)系可得
故選A。
9．A
【詳解】ABD．物體做平拋運(yùn)動(dòng)滿足
解得
第一次扔在小黃人正前M點(diǎn)，因此說(shuō)明，其中為第一次扔圈時(shí)小豆和小黃人之間的距離。當(dāng)小豆站在原處時(shí)，增加水平初速度、拋出高度都能增加“圈”的水平位移，使其等于，增加套中的幾率，故A正確，BD錯(cuò)誤；
C．小豆沿小黃人與M點(diǎn)連線方向后退，僅增加人和小黃人之間的距離，相當(dāng)于進(jìn)一步增大，而保持不變，因此不可能套中小黃人，故C錯(cuò)誤。
故選A。
10．B
【詳解】小物件做平拋運(yùn)動(dòng)，恰好擦著窗子上沿右側(cè)墻邊緣穿過(guò)時(shí)速度v最大，此時(shí)有
L＝vmaxt1
h＝gt12
代入數(shù)據(jù)解得
vmax＝7m/s
小物件恰好擦著窗口下沿左側(cè)墻邊緣穿過(guò)時(shí)速度v最小，則有
L＋d＝vmint2
H＋h＝gt22
代入數(shù)據(jù)解得
vmin＝3m/s
故v的取值范圍是
3m/s≤v≤7m/s
故選B。
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