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第三节平抛运动第2课时平抛运动
例1关于平抛运动,下列说法正确的是( )A.平抛运动是非匀变速运动B.平抛运动是匀速运动C.平抛运动是匀变速曲线运动D.平抛运动的物体落地时速度方向一定是竖直向下的◆平抛运动的两个分运动平抛运动在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做初速度为零、加速度为g的匀变速直线运动。【解析】A、B错,C对:平抛运动的加速度不变,是匀变速曲线运动。D错:落地时有水平分速度,合速度方向不会竖直向下。C
例2关于平抛运动,下列说法正确的是()A.平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动B.平抛运动的轨迹为抛物线,速度方向时刻变化,加速度方向也时刻变化C.做平抛运动的物体,在Δt时间内速度变化量的方向可以是任意的D.做平抛运动的物体的初速度越大,在空中的运动时间越长解析:A对,B错:平抛运动只受重力作用,加速度为g,保持不变,是匀变速曲线运动。C错:根据Δv=gt知,任意两段相等时间内的速度变化量相等,方向竖直向下。D错:平抛运动在空中的运动时间t=,与做平抛运动的物体的初速度无关。A
1.速度αvxvyvOxyv0P(x,y)时间为t时,物体运动到点P处二平抛运动的规律大小方向速度
2.位移lOxyP(x,y)BAv0位移大小:方向:时间为t时,物体运动到点P处
求位移的常见思路:化曲线运动为直线运动yxPθloxy竖直方向:自由落体运动水平方向:匀速直线运动合位移方向合位移大小平抛运动分解合成
速度与水平方向上的夹角和位移与水平方向上的夹角的关系:αvxvyvOxyv0P(x,y)
3.运动轨迹水平方向为:x=0t竖直方向为:y=所以平抛运动的轨迹为抛物线解得:y=x22v02gOxyP(x,y)BAv0
4.决定因素(1)飞行时间:(2)水平射程:(3)落地速度:xoy
平抛运动的规律:v0v0ovyxyv))αθsxy小结
(3)平抛运动的几个结论
(4)平抛运动速度、位移变化规律①速度变化特点平抛运动中,任意一段时间内速度的变化量Δv=gΔt,方向恒为竖直向下(与g同向),即任意两个相等的时间间隔内速度的变化量相同,如图所示。速度v的方向始终与重力方向成一夹角,故其始终为曲线运动,随着时间的增加,tanθ变大,θ变大,但永远不能达到90°(θ为速度方向与水平方向的夹角),速度v与竖直方向越来越靠近。②位移变化规律①任意相等时间间隔内,水平位移相等,即Δx=v0Δt。②连续相等时间间隔Δt内,竖直方向上的位移差不变,即Δy=g(Δt)2。
例3[2020·湖南茶陵三中高一月考]如图,某一小球以v0=10m/s的速度水平抛出,在落地之前经过空中A、B两点,在A点小球的速度与水平方向的夹角为45°,在B点小球的速度与水平方向的夹角为60°,空气阻力忽略不计,g取10m/s2,求:(1)小球在B点的速度大小;(2)A、B两点间水平距离xAB的值。甲 乙
例4[多选]如图所示,x轴在水平地面上,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的运动时间比b的长B.b和c的运动时间相同C.a的初速度比b的大D.b的初速度比c的小解析:A错,B对:三小球在竖直方向都做自由落体运动,根据t=知,a比b的高度低,a比b运动的时间短;b、c下降的高度相同,b和c运动的时间相同。C对:a比b运动的时间短,a的水平位移大于b,则a的水平初速度大于b。D错:b、c的运动时间相等,b的水平位移大于c,则b的水平初速度大于c。BC
例5[2020·广州越秀区高一月考][多选]物体以v0的速度水平抛出,当其竖直分位移与水平分位移大小相等时,以下说法正确的是( )A.竖直分速度与水平分速度大小相等B.瞬时速度的大小为3v0C.运动时间为D.运动位移的大小为解析:A、B错,C对:竖直分位移与水平分位移大小相等,有v0t=,运动时间为t=,此时竖直方向上的分速度vy=gt=2v0,此时瞬时速度为v==。D对:此时水平方向上的位移的大小为x=v0t=,由于此时竖直分位移与水平分位移大小相等,所以此时物体运动的位移的大小为l===。CD
例6如图四幅图是用来描述物体做平抛运动所遵从的某一规律的图像。图中坐标系的纵轴是tanα,横轴是tanβ。这里α和β分别指物体平抛运动过程中,速度和位移与水平方向的夹角。下列四幅图中正确的是( )ABCD解析:速度与水平方向夹角的正切值tanα==,位移与水平方向夹角的正切值tanβ===,则tanα=2tanβ。A
例7[2020·安徽安庆潜山二中高一月考]如图所示,xOy是平面直角坐标系,Ox水平、Oy竖直,一质点从O点开始做平抛运动,P点是轨迹上的一点。质点在P点的速度大小为v,方向沿该点所在轨迹的切线。M点为P点在Ox轴上的投影,P点速度方向的反向延长线与Ox轴相交于Q点。已知平抛的初速度为20m/s,MP=20m,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是( )A.QM的长度为10mB.质点从O到P的运动时间为1sC.质点在P点的速度v大小为40m/sD.质点在P点的速度与水平方向的夹角为45°解析:B错:竖直方向有h=,得t=2s。A错:水平方向的位移x=v0t=40m,Q是OM的中点,QM=20m。C错:质点在P点的竖直分速度vy=gt=20m/s,则在P点的速度v==m/s。D对:因为tanθ==1,所以质点在P点的速度与水平方向的夹角为45°。D
1.从斜面上平抛又落到斜面上例8[多选]如图所示,斜面倾角为θ,从斜面的P点分别以v0和2v0的速度水平抛出A、B两个小球,不计空气阻力,若两小球均落在斜面上且不发生反弹,则( )A.A、B两球的水平位移之比为1∶4B.A、B两球飞行时间之比为1∶2C.A、B两球下落的高度之比为1∶2D.A、B两球落到斜面上的速度大小之比为1∶4AB
例9如图所示,在坡度一定的斜面顶点以大小相同的初速度度v0同时水平向左与水平向右抛出两个小球A和B,两侧斜坡的倾角分别为37°和53°,小球均落在坡面上,若不计空气阻力,则A和B两小球的运动时间之比为()A.3∶4B.4∶3C.9∶16D.16∶9解析:对于A球有tan37°==,解得tA=;同理,对B有tB=,解得=。C
例10一物体从倾角为37°的斜坡顶端A点做平抛运动,经3s后落到斜坡上的B点。(sin37°=0.60,cos37°=0.80,g取10m/s2)求:(1)A点到B点的竖直高度;(2)物体离开A点时的速度大小;(3)物体离开A点后,经过多少时间离斜坡最远。解:(1)竖直方向:h=,得:h=45m;(2)根据几何关系,水平分位移:x=,水平方向为匀速运动:则x=v0t,代入数据得v0=20m/s;(3)物体离斜坡最远时速度方向与斜坡平行,即tanθ=,vy=gt′,代入数据得t′=1.5s。
2.从斜面外抛出落到斜面上例11[2020·广东二师番禺附属中学高一期中]如图所示,以9.8m/s的水平速度v0抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角θ为30°的斜面上,可知物体完成这段飞行的时间是()A.sB.sC.sD.2s【解析】物体做平抛运动,当物体垂直地撞在倾角为30°的斜面上时,把物体的速度分解为如图所示。由图可知,此时物体的竖直方向上的速度的大小为vy=,由vy=gt可得运动的时间t===s=s。C
例12[2020·湖北宜城二中高一期中]一水平抛出的小球落到一倾角为的斜面上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨迹如图中虚线所示。小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为( )解析:物体垂直打在斜面上,则有tanθ==,则下落高度与水平方向通过的距离之比为===,D选项正确。DA.tanB.2tanC.D.
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