高中地球的運(yùn)動(dòng)教案
發(fā)表時(shí)間:2020-06-12高一物理豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng)。
俗話說(shuō),磨刀不誤砍柴工。作為教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容,幫助授課經(jīng)驗(yàn)少的教師教學(xué)。教案的內(nèi)容要寫(xiě)些什么更好呢?以下是小編收集整理的“高一物理豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng)”,但愿對(duì)您的學(xué)習(xí)工作帶來(lái)幫助。
第2節(jié)豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng)從容說(shuō)課
在直線運(yùn)動(dòng)中,勻速運(yùn)動(dòng)與初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),是兩種最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)形態(tài).其他的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)都可以看作是這兩種簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).
從運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系看,做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體所受力的合力為零,做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體所受外力的合力為恒力.
豎直方向上的拋體,有豎直向上或豎直向下的初速度v0?.在不計(jì)空氣阻力的影響時(shí),物體拋出后受恒定的重力作用,有豎直向下的恒定加速度g.因此,豎直上拋運(yùn)動(dòng)可歸結(jié)為兩個(gè)模型(或稱(chēng)兩種過(guò)程).第一個(gè)模型把它看作是初速度為v0?、加速度為-g的勻減速直線運(yùn)動(dòng);第二個(gè)模型把它看作是豎直向上、速度為v0?的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直向下的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).對(duì)豎直下拋運(yùn)動(dòng),也有兩個(gè)模型,第一個(gè)模型把它看作是初速度為v0?、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng);第二個(gè)模型則把它看作是豎直向下的勻速直線運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).
如考慮空氣阻力的作用,則物體在運(yùn)動(dòng)中受重力和空氣阻力的作用.根據(jù)力的獨(dú)立作用原理,運(yùn)動(dòng)中的物體有兩個(gè)獨(dú)立的加速度:一個(gè)是重力引起的豎直向下的重力加速度,另一個(gè)是空氣阻力引起的,其方向與運(yùn)動(dòng)方向相反.所以,在考慮空氣阻力作用時(shí),豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng),用運(yùn)動(dòng)合成的模型來(lái)看,它是三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng):第一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)是豎直向上或豎直向下的勻速直線運(yùn)動(dòng);第二個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)是豎直向下的自由落體運(yùn)動(dòng);第三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng),其加速度大小由空氣阻力的大小決定,方向總與運(yùn)動(dòng)方向相反.
用運(yùn)動(dòng)合成的觀點(diǎn)(模型)分析復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),是把復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分解為簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng),認(rèn)為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的合成,這既是認(rèn)識(shí)的深化,也是研究問(wèn)題的方法,是認(rèn)識(shí)論與方法論的統(tǒng)一.
上述分析、解決豎直方向上拋體運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)模型,是對(duì)同一個(gè)具體問(wèn)題的兩種認(rèn)識(shí),也可以說(shuō)是從兩個(gè)不同角度研究同一個(gè)物理過(guò)程.就整體而言,豎直方向上拋體的運(yùn)動(dòng)是一種勻變速運(yùn)動(dòng),因此我們統(tǒng)一用勻變速運(yùn)動(dòng)的公式分析、研究豎直方向上的拋體問(wèn)題.
教學(xué)重點(diǎn)1.豎直下拋運(yùn)動(dòng);
2.豎直上拋運(yùn)動(dòng).
教學(xué)難點(diǎn)豎直上拋運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的分析.
教具準(zhǔn)備多媒體設(shè)備.
課時(shí)安排1課時(shí)
三維目標(biāo)
一、知識(shí)與技能
1.知道什么是豎直下拋運(yùn)動(dòng),能從運(yùn)動(dòng)的合成角度,知道豎直下拋運(yùn)動(dòng)可以看成在同一直線上哪兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng);
2.知道什么是豎直上拋運(yùn)動(dòng),能從運(yùn)動(dòng)的合成角度,知道豎直上拋運(yùn)動(dòng)可以看成在同一直線上哪兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng);
3.理解處理上拋運(yùn)動(dòng)的兩種思路和方法.
二、過(guò)程與方法
通過(guò)對(duì)物體做豎直上拋和豎直下拋運(yùn)動(dòng)的研究,提高學(xué)生用合成思想分析運(yùn)動(dòng)的能力.
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
使學(xué)生會(huì)在日常生活中善于總結(jié)和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題.
教學(xué)過(guò)程
導(dǎo)入新課
乘坐氣球或飛艇在空中遨游是一件非常愉快的事,盡管實(shí)際上很少有機(jī)會(huì)享受這一樂(lè)趣,不過(guò),同學(xué)們?nèi)匀豢梢韵胂竽愠俗谝恢徽谘刂Q直方向上升或下降的氣球上的情景.但是現(xiàn)在希望你稍稍“收一下心”,讓我們來(lái)思考如下的一個(gè)物理問(wèn)題:此時(shí)如果從氣球上落下一個(gè)物體,那么,該物體將做怎樣的運(yùn)動(dòng)呢?你能否描述一下這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程?關(guān)于這個(gè)問(wèn)題就是我們今天要研究的課題——豎直方向的拋體運(yùn)動(dòng).
推進(jìn)新課
【教師精講】
豎直下拋運(yùn)動(dòng)——物體以一定初速度沿著豎直方向向下拋出,僅在重力作用下物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做豎直下拋運(yùn)動(dòng).豎直下拋物體的運(yùn)動(dòng)可看成是由速度為v0?的勻速直線運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).不過(guò),現(xiàn)在重力加速度g的方向與v0?的方向相同,所以它是一種初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).
它的速度公式和位移公式為(a=g)
v=v0+gt,.
學(xué)生活動(dòng):比較物體所做的豎直下拋運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng),并討論得出異同.
【教師精講】
豎直上拋運(yùn)動(dòng)——物體以一定初速度沿著豎直方向向上拋出,僅在重力作用下物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做豎直上拋運(yùn)動(dòng).
豎直上拋物體的運(yùn)動(dòng)可以看成是速度為v0?的勻速直線運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).由于重力加速度g的方向與v0的方向相反,它是一種初速度不為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng).由公式可直接得到描述豎直上拋物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的速度公式和位移公式(a=-g)
v=v0-gt,
在豎直上拋運(yùn)動(dòng)中,當(dāng)物體的速度v=0時(shí),它便達(dá)到最大高度hm.豎直上拋運(yùn)動(dòng)物體達(dá)到最大高度的時(shí)間tm可由下式得到
v0-gtm=0,
所以,
將此結(jié)果代入,有.
因此,確定物體豎直上拋?zhàn)畲蟾叨鹊墓娇杀硎緸?
當(dāng)豎直上拋物體達(dá)到最高點(diǎn)后,通常要自由落下.因此,豎直上拋物體運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程通??煞譃閮啥危荷蠏佭\(yùn)動(dòng)段與自由落體運(yùn)動(dòng)段,前者是初速度不為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程;后者是初速度為零的自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程.上拋物體達(dá)到的最高點(diǎn)就是這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn),在轉(zhuǎn)折點(diǎn)處物體的速度為零.
【例題剖析】
高度100m處有兩只氣球甲和乙正在以同一速度5m/s分別勻速上升和勻速下降.此時(shí),在這兩只氣球上各落下一物體.問(wèn):這兩個(gè)物體落到地面時(shí)它們的速度差、時(shí)間差,以及所經(jīng)過(guò)的路程差各是多少?(取g=10m/s2)
【教師精講】
(1)對(duì)于物體A:以脫離點(diǎn)(h0=100m)為參考點(diǎn),物體A上拋的最大高度及所需時(shí)間分別為
因此,物體A落到地面時(shí)所經(jīng)過(guò)的路程為sA=2hm+h0=2×1.25m+100m=102.5m.?
由自由落體運(yùn)動(dòng)公式可知,物體從最高點(diǎn)落到地面時(shí)的速度為.?
tA=5s.
(2)對(duì)于物體B:物體B做初速度為vOB=5m/s的豎直下拋運(yùn)動(dòng),它到達(dá)地面時(shí)所經(jīng)過(guò)的路程為sB=h0=100m
速度為vB=45m/s
時(shí)間為tB=4s.
因此,物體A和B落到地面時(shí),它們的路程差、速度差、時(shí)間差分別為Δs=sA-sB=2.5m
Δv=vA-vB=0
Δt=tA-tB=1s.
【知識(shí)拓展】
(1)上述結(jié)果中,物體A和B落到地面時(shí)的速度差為零并非偶然.上拋物體到達(dá)最高點(diǎn)后自由落下,回至原上拋點(diǎn)處時(shí)的速度與該物體的初速度大小相等.因此,回落至上拋點(diǎn)后,物體A同物體B一樣做豎直下拋運(yùn)動(dòng),且初速度相同,它們到達(dá)地面時(shí)的末速度當(dāng)然也相同.
(2)上拋物體到達(dá)最高點(diǎn)所需時(shí)間與其后自由落下回到原上拋點(diǎn)處的時(shí)間相等,因此物體A和B落到地面所需時(shí)間之差也可計(jì)算如下:Δt=2tm=2×0.5s=1s.
【例題剖析】
從高樓上以20m/s的初速度豎直向上拋出一物體(如圖).問(wèn):在1s、4s、5s末該物體的位移及路程各是多少?(取g=10m/s2).
【教師精講】
設(shè)坐標(biāo)系y軸沿豎直方向,指向向上;原點(diǎn)取在拋出點(diǎn).(1)求位移y:
利用公式:,可得1s末:y1=(20×1-×10×12)m=15m
4s末:y2=(20×4-×10×42)m=0
5s末:y3=(20×5-×10×52)m=-25m.
(2)求所經(jīng)過(guò)的路程s:
因?yàn)樯蠏伒淖畲蟾叨?以拋出點(diǎn)為參考點(diǎn))為hm=20m,達(dá)到此高度所需時(shí)間為tm=2s,所以s1=y(tǒng)1=15m,
s2=2hm=40m,
s3=2hm+(-y3)=65m,
其中(-y3)為y3的絕對(duì)值.
【鞏固練習(xí)】
1.一只氣球從地面由靜止開(kāi)始勻加速豎直上升,加速度a=2m/s2,5s末有一個(gè)物體從氣球上掉落下來(lái),問(wèn)該物體經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間落到地面?
【教師精講】
方法一:研究對(duì)象是從氣球上掉落下來(lái)的物體,當(dāng)它從氣球上掉下來(lái)的那一瞬間,它與氣球具有相同的、豎直向上的速度:v0=at=10m/s;這一瞬間,
物體的高度.
物體從氣球上掉下以后,只受重力作用,有豎直向下的重力加速度.由于有初速度v0?,物體豎直向上做勻減速運(yùn)動(dòng).經(jīng)時(shí)間t1,速度減少到零,時(shí)間
在這t1=1s的時(shí)間里,物體上升的高度
即當(dāng)物體速度為零時(shí),它離地面的高度H=h+h′=30m;隨后,物體將從H=30m的高度自由下落,自由下落的時(shí)間為t2,
由,可得.
可見(jiàn),物體從氣球上掉下,到落到地面共用時(shí)間:
t=t1+t2≈3.45s.
方法二:物體脫離氣球時(shí)高度h=25m;瞬時(shí)速度v0=10m/s,豎直向上.物體脫離氣球以后,做初速度為v0?、加速度為-g的勻減速運(yùn)動(dòng).取豎直向上的方向(也就是v0的方向)為正方向,當(dāng)物體落到地面時(shí),它的位移為-h,這個(gè)位移所用時(shí)間為t,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式可得:
代入已知量,可以得到關(guān)于時(shí)間t的一元二次方程:
5t2-10t-25=0
舍去負(fù)根,得t≈3.45s.
2.一只皮球在離地面h1=4.5m高的地方,以速度v1=12m/s?豎直向下拋出,與地面撞擊以后豎直向上彈跳起來(lái),彈跳起來(lái)的速度是撞擊前速度的0.8倍.已知皮球運(yùn)動(dòng)中受到的空氣阻力是其重力的0.1倍,試求皮球跳起的高度.
【教師精講】
皮球拋出后受重力與空氣阻力作用,重力使皮球有豎直向下的加速度,其大小為g=10m/s2;空氣阻力與皮球的運(yùn)動(dòng)方向相反,它使皮球產(chǎn)生豎直向上的加速度,大小為0.1g=1m/s2;根據(jù)矢量合成原理,皮球拋出后的合加速度為a1=9m/s2,方向豎直向下.可見(jiàn)皮球拋出后做初速度為v1=12m/s、加速度為a1=9m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng),到達(dá)地面時(shí)位移為h1=4.5m,它與地面撞擊的速度v2可由公式v22-v12=2a1h1求得:
皮球從地面彈跳起來(lái)的速度為:
v0?=0.8v2=12m/s
皮球向上運(yùn)動(dòng)時(shí),受到豎直向下的重力和空氣阻力作用,合加速度豎直向下,大小為?a2=11m/s2,由此可得皮球彈跳起的高度為:
.
3.一個(gè)熱氣球停在空中某一高度h處,某時(shí)刻甲物體從熱氣球下的吊籃中自由落下,經(jīng)時(shí)間t0=3s后,吊籃中的人以初速度v0=40m/s豎直向下拋出乙物體.試求:(1)乙物體經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間與甲物體相遇?(2)如乙物體拋出后5s落到地面上,求吊籃離地面的高度多大?
【教師精講】
(1)設(shè)乙物體拋出后經(jīng)ts與甲物體相遇,這時(shí)甲物體與吊籃的距離:
乙物體與吊籃相距:
甲、乙相遇,則s1=s2,即
解得.
(2)吊籃離地面的高度由乙物體5?s?內(nèi)的位移大小決定:
.
4.從空中足夠高的某點(diǎn),以相等的速率v0?豎直向上和豎直向下同時(shí)各拋出一個(gè)物體,試求這兩個(gè)物體之間的距離與時(shí)間的關(guān)系.
【教師精講】
設(shè)物體拋出時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),拋出后t秒,這兩個(gè)物體相對(duì)于拋出點(diǎn)向上和向下的位移分別為:
時(shí)刻t,這兩個(gè)物體相距:
s=s1+s2=2v0t
即v0?一定時(shí),兩物體間的距離與時(shí)間成正比.
課堂小結(jié)
1.豎直下拋運(yùn)動(dòng)——物體以一定初速度沿著豎直方向向下拋出,僅在重力作用下物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做豎直下拋運(yùn)動(dòng).
2.豎直上拋運(yùn)動(dòng)——物體以一定初速度沿著豎直方向向上拋出,僅在重力作用下物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做豎直上拋運(yùn)動(dòng).
布置作業(yè)
課本P52作業(yè)2、3、4、5.
板書(shū)設(shè)計(jì)
1.豎直下拋運(yùn)動(dòng)——物體以一定初速度沿著豎直方向向下拋出,僅在重力作用下物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做豎直下拋運(yùn)動(dòng).
v=v0+gt
.
2.豎直上拋運(yùn)動(dòng)——物體以一定初速度沿著豎直方向向上拋出,僅在重力作用下物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做豎直上拋運(yùn)動(dòng).
v=v0-gt,
.
活動(dòng)與探究
1.用一只停表可以簡(jiǎn)便地測(cè)出玩具手槍子彈射出的速度.讓子彈從槍口豎直向上射出,用停表測(cè)出子彈從射出槍口到落回原地經(jīng)過(guò)的時(shí)間,即可求出子彈射出的速度.你實(shí)際做一下,并求出結(jié)果來(lái).
2.皮球自由落下后將與地面不斷地碰撞、反彈,最后趨于靜止.(1)從物理學(xué)上對(duì)該過(guò)程進(jìn)行描述;(2)考察皮球每次反彈的高度隨時(shí)間的變化關(guān)系;(3)對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行討論,看看是否有某種規(guī)律性.
延伸閱讀
拋體運(yùn)動(dòng)
單元檢測(cè)題
A組
一、選擇題
1.下列關(guān)于物體做曲線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),正確的是()
A.物體做曲線運(yùn)動(dòng),其速度大小一定變化
B.物體做曲線運(yùn)動(dòng),其速度方向一定變化
C.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體不一定有加速度
D.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體一定受到外力的作用
2.關(guān)于物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件,下述說(shuō)法正確的是()
A.物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)
B.物體在變力作用下一定做曲線運(yùn)動(dòng)
C.合力的方向與物體速度的方向既不相同、也不相反時(shí),物體一定做曲線運(yùn)動(dòng)
D.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受到的力的方向一定是變化的
3.物體在力F1、F2、F3的共同作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng),若突然撤去外力F1,則物體的運(yùn)動(dòng)情況是()
A.必沿著F1的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B.必沿著F1的方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)
C.不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.可能做直線運(yùn)動(dòng),也可能做曲線運(yùn)動(dòng)
4.關(guān)于互成角度(不在同一條直線上)的一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)說(shuō)法正確的是()
A.一定是直線運(yùn)動(dòng)B.一定是曲線運(yùn)動(dòng)
C.可以是直線運(yùn)動(dòng)也可能是曲線運(yùn)動(dòng)D.以上說(shuō)法都不正確
5.一船在靜水中的速率是4m/s,要渡過(guò)寬20m,水流的流速為3m/s的河流,下列說(shuō)法中正確的是()
A.此船不可能垂直于河岸方向過(guò)河B.此船不可能渡過(guò)河
C.船相對(duì)于河岸的速度一定是5m/sD.此船過(guò)河的最短時(shí)間是5s
6.A、B兩個(gè)物體,從同一高度同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng),A做自由落體運(yùn)動(dòng),B做初速度為v的平拋運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法中正確的是()
A.兩個(gè)物體同時(shí)落地B.兩個(gè)物體相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相同
C.兩個(gè)物體落地時(shí)速度相同D.兩個(gè)物體落地時(shí)速率相同
7.下列關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是()
A.平拋運(yùn)動(dòng)是非勻變速運(yùn)動(dòng)
B.平拋運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)
C.平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
D.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體落地時(shí)的速度一定是豎直向下的
8.如圖所示,從傾角為θ的斜面上A點(diǎn),以水平速度v0拋出一個(gè)小球,不計(jì)空氣阻力,它落到斜面上B點(diǎn)時(shí)所用的時(shí)間為()
A.B.
C.D.
二、填空題
9.如圖所示,在坡度一定的斜面頂點(diǎn)以大小相同的初速度v同時(shí)水平向左與水平向右拋出兩個(gè)小球A和B,兩側(cè)斜坡的傾角分別為37°和53°,小球均落在坡面上,若不計(jì)空氣阻力,則A和B兩小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為_(kāi)_______。
10.如圖所示,在向右勻速行駛的火車(chē)中,向后水平拋出一物體,站在地面上的人看來(lái),該物體的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是圖中的____________。
三、計(jì)算題
11.河寬L=300m,河水流速v1=1m/s,船在靜水中的速度v2=3m/s.欲按下列要求過(guò)河時(shí),船的航向應(yīng)與河岸成多大角度?過(guò)河時(shí)間為多少?
(1)以最短的時(shí)間過(guò)河;
(2)以最小的位移過(guò)河。
12.某同學(xué)做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí),在白紙上畫(huà)出拋射后小球運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,根據(jù)圖中數(shù)據(jù),計(jì)算小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。
B組
1.“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)的目的是()
A.描出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,求出平拋物體的初速度
B.描出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,求出重力加速度
C.描出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,求出平拋物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
D.描出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,求出平拋物體的位移
2.一只船在靜水中的速度為3m/s,它要渡過(guò)一條寬度為30m的河,河水的流速為4m/s,則下列說(shuō)法中正確的是()
A.船不能渡過(guò)河B.船渡河的速度一定為5m/s
C.船不能垂直到達(dá)對(duì)岸D.船垂直到達(dá)對(duì)岸所需時(shí)間為6s
3.火車(chē)以1m/s2的加速度在水平軌道上勻加速行駛,一乘客把手伸到窗外從距地面2.5m高處自由釋放一物體,不計(jì)空氣阻力,物體落地時(shí)與乘客的水平距離為()
A.0B.0.5mC.0.25mD.1m
4.以速度v0水平拋出一物體,當(dāng)其豎直分位移與水平分位移相等時(shí),此物體的()
A.豎直分速度等于水平分速度B.瞬時(shí)速度為
C.運(yùn)動(dòng)時(shí)間為D.發(fā)生的位移為
5.如圖所示,物體A和B的質(zhì)量均為m,且分別與跨過(guò)定滑輪的輕繩連接(不計(jì)繩與滑輪、滑輪與軸之間的摩擦),用水平變力F拉物體B,B沿水平方向向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。則()
A.物體A也做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.繩子拉力始終大于物體A所受重力
C.繩子對(duì)A物體的拉力逐漸增大
D.繩子對(duì)A物體的拉力逐漸減小
6.在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,用一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長(zhǎng)L=1.25cm,若小球在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的幾個(gè)位置如圖a、b、c、d所示,則小球平拋的初速度的計(jì)算式為v0=________(用L、g表示),其值是________。
7.雨點(diǎn)以8m/s的速度豎直下落,雨中步行的人感到雨點(diǎn)與豎直方向成30°角迎面打來(lái),那么人行走的速度大小是________m/s.
8.以初速度v0,拋射角θ向斜上方拋出一個(gè)物體,由拋出到經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)的時(shí)間是_______,在這段時(shí)間內(nèi)速度的變化量是_________,速度的變化率是__________,經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度是__________。
9.做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體,在2s末經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度是15m/s,g取10m/s2,則初速度v0=___________,拋射角θ=____________。
10.光滑斜面傾角為θ,長(zhǎng)為L(zhǎng),上端一小球沿斜面水平方向以速度v0拋出,如圖所示,求小球滑到底端時(shí),水平方向位移多大?
11.在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)只在豎直板面上記下了重垂線y的方向,但忘記記下平拋的初位置,在坐標(biāo)紙上描出了一段曲線的軌跡,如圖所示,他在曲線上取A、B兩點(diǎn)量出它們到y(tǒng)軸的距離,=x1,=x2,以及AB的豎直距離h,用這些量可以求得小球平拋時(shí)的初速度為多少?
12.如圖所示,從距地面高為H的地方A處平拋一物體,其水平射程為2s;在A點(diǎn)正上方距地面高為2H的地方B處,以同方向拋出另一個(gè)物體,其水平射程為s;兩物體在空中運(yùn)行時(shí)的軌道在同一豎直平面內(nèi),且都從同一屏的頂端擦過(guò),求屏的高度。
單元檢測(cè)題
1.BD2.C3.BCD4.B5.AD6.B7.C8.B9.A10.D
11.900,100s,arccos1/3,75,530,12512.0.14m/s13.22.36m/s2m/s2
拋體運(yùn)動(dòng)(測(cè)試)學(xué)案
第3章拋體運(yùn)動(dòng)測(cè)試
考試時(shí)間:2小時(shí),全卷共100分
可能用到的數(shù)據(jù):
重力加速度g=10m/s2sin37°=0.6cos37°=0.8
一、選擇題(本大題共12小題,每小題3分,共36分,本題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意,請(qǐng)將所選項(xiàng)前的字母填寫(xiě)在答題卡中對(duì)應(yīng)題號(hào)下的空格中)
1、物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法中不可能存在的是:
A.速度的大小可以不發(fā)生變化而方向在不斷地變化。
B.速度的方向可以不發(fā)生變化而大小在不斷地變化
C.速度的大小和方向都可以在不斷地發(fā)生變化
D.加速度的方向在不斷地發(fā)生變化
2、關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是:
A.做曲線運(yùn)動(dòng)物體的加速度方向跟它的速度方向不在同一直線上
B.速度變化的運(yùn)動(dòng)必定是曲線運(yùn)動(dòng)
C.受恒力作用的物體不做曲線運(yùn)動(dòng)
D.加速度變化的運(yùn)動(dòng)必定是曲線運(yùn)動(dòng)
3、關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成,下列說(shuō)法中正確的是:
A.合運(yùn)動(dòng)的速度一定比每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度大
B.兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)
C.只要兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng),那么合運(yùn)動(dòng)也一定是直線運(yùn)動(dòng)
D.兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定與它們合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等
4、關(guān)于做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,下列說(shuō)法中正確的是:
A.從同一高度以不同速度水平拋出的物體,在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同
B.以相同速度從不同高度水平拋出的物體,在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同
C.平拋初速度越大的物體,水平位移一定越大
D.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,落地時(shí)的速度與拋出時(shí)的速度大小和拋出時(shí)的高度有關(guān)
5、一物體從某高度以初速度水平拋出,落地時(shí)速度大小為,則它的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:
ABCD
6、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,下列哪些量是不變的:
A.線速度B.角速度C.向心加速度D.向心力
7、關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度的物理意義,下列說(shuō)法中正確的是:
A.它描述的是線速度大小變化的快慢
B.它描述的是角速度大小變化的快慢
C.它描述的是線速度方向變化的快慢
D.以上說(shuō)法均不正確
8、如圖所示,為一在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓錐擺,關(guān)于擺球A的受力情況,下列說(shuō)法中正確的是:
A.?dāng)[球A受重力、拉力和向心力的作用
B.?dāng)[球A受拉力和向心力的作用
C.?dāng)[球A受拉力和重力的作用
D.?dāng)[球A受重力和向心力的作用
9、如圖所示,小物塊A與圓盤(pán)保持相對(duì)靜止,跟著圓盤(pán)一起作勻速圓周運(yùn)動(dòng),則下列關(guān)于A的受力情況說(shuō)法正確的是
A.受重力、支持力
B.受重力、支持力和指向圓心的摩擦力
C.受重力、支持力、摩擦力和向心力
D.受重力、支持力和與運(yùn)動(dòng)方向相同的摩擦力
10、質(zhì)量為的汽車(chē),以速率通過(guò)半徑為r的凹形橋,在橋面最低點(diǎn)時(shí)汽車(chē)對(duì)橋面的壓力大小是:
A.B.C.D.
11、物體以速度水平拋出,若不計(jì)空氣阻力,則當(dāng)其豎直分位移與水平位移相等時(shí),以下說(shuō)法中不正確的是
A.豎直分速度等于水平分速度B.即時(shí)速度大小為
C.運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為D.運(yùn)動(dòng)的位移為
12、一條河寬為,河水流速為,小船在靜水中的速度為,要使小船在渡河過(guò)程中所行路程S最短,則:
A.當(dāng)>時(shí),S=B.當(dāng)<時(shí),
C.當(dāng)>時(shí),D.當(dāng)<,
二、填空題(本大題共6小題,每空2分,共24分。把答案填寫(xiě)在題中橫線上的空白處,不要求寫(xiě)出說(shuō)明或過(guò)程)
13.在長(zhǎng)為80cm的玻璃管中注滿清水,水中放一個(gè)可以勻速上浮的紅蠟燭,將此玻璃管豎直放置,讓紅蠟燭沿玻璃管從底部勻速上升,與此同時(shí),讓玻璃管沿水平方向向右勻速移動(dòng),若紅蠟燭在玻璃管中沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)的速度為8cm/s,玻璃管沿水平方向移動(dòng)的速度為6cm/s,則紅蠟燭運(yùn)動(dòng)的速度大小是cm/s,紅蠟燭上升到水面的時(shí)間為S。
14、小球從離地5m高、離豎直墻4m遠(yuǎn)處以8m/s的速度向墻水平拋出,不計(jì)空氣阻力,則小球碰墻點(diǎn)離地高度為m,要使小球不碰到墻,它的初速度必須小于m/s。(取g=10m/s2)
15、如圖所示皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)輪,大輪直徑是小輪直徑的2倍,A是大輪邊緣上一點(diǎn),B是小輪邊緣上一點(diǎn),C是大輪上一點(diǎn),C到圓心O1的距離等于小輪半徑。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)皮帶不打滑,則A、B兩點(diǎn)的角速度之比ωA:ωB=_,
B、C兩點(diǎn)向心加速度大小之比:=___。
16.一輛汽車(chē)以54km/h的速率通過(guò)一座拱橋的橋頂,汽車(chē)對(duì)橋面的壓力等于車(chē)重的一半,這座拱橋的半徑是m。若要使汽車(chē)過(guò)橋頂時(shí)對(duì)橋面無(wú)壓力,則汽車(chē)過(guò)橋頂時(shí)的速度大小至少是m/s。
17.從某高度處以12m/s的初速度水平拋出一物體,經(jīng)2s落地,g取10m/s2,則物體拋出處的高度是______m,物體落地點(diǎn)的水平距離是______m。
18.如圖所示是在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中記錄的一段軌跡。已知物體是從原點(diǎn)O水平拋出,經(jīng)測(cè)量C點(diǎn)的坐標(biāo)為(60,45)。則平拋物體的初速度=m/s,該物體運(yùn)動(dòng)的軌跡為一拋物線,其軌跡方程為
三、計(jì)算題(本大題共4個(gè)小題,第19題6分,第20題10分,第21題12分,第22題12分,共40分。要求寫(xiě)出主要的文字說(shuō)明、方程和演算步驟,只寫(xiě)出答案而未寫(xiě)出主要的演算過(guò)程的不能得分,答案中必須寫(xiě)出數(shù)字和單位)
19、某同學(xué)在某磚墻前的高處水平拋出一石子,石子在空中運(yùn)動(dòng)的部分軌跡照片如圖所示。從照片可看出石子恰好垂直打在一傾角為的斜坡上的A點(diǎn)。已知每塊磚的平均厚度為20cm,拋出點(diǎn)到A點(diǎn)豎直方向剛好相距100塊磚,求:
(1)石子在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t;
(2)石子水平拋出的速度v0。
20.A、B兩小球同時(shí)從距地面高為h=15m處的同一點(diǎn)拋出,初速度大小均為v0=10.A球豎直向下拋出,B球水平拋出,空氣阻力不計(jì),重力加速度取g=l0m/s2.求:
(1)A球經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間落地?
(2)A球落地時(shí),A、B兩球間的距離是多少?
21.如圖所示,長(zhǎng)為R的輕質(zhì)桿(質(zhì)量不計(jì)),一端系一質(zhì)量為的小球(球大小不計(jì)),繞桿的另一端O在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若小球最低點(diǎn)時(shí),桿對(duì)球的拉力大小為1.5,求:
①小球最低點(diǎn)時(shí)的線速度大?。?br>
②小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí),桿對(duì)球的作用力的大?。?br>
③小球以多大的線速度運(yùn)動(dòng),通過(guò)最高處時(shí)桿對(duì)球不施力?
22.如圖所示,軌道ABCD的AB段為一半徑R=0.2的光滑1/4圓形軌道,BC段為高為h=5的豎直軌道,CD段為水平軌道。一質(zhì)量為0.1的小球由A點(diǎn)從靜止開(kāi)始下滑到B點(diǎn)時(shí)速度的大小為2/s,離開(kāi)B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)(g取10/s2),求:
①小球離開(kāi)B點(diǎn)后,在CD軌道上的落地點(diǎn)到C的水平距離;
②小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大???
③如果在BCD軌道上放置一個(gè)傾角=45°的斜面(如圖中虛線所示),那么小球離開(kāi)B點(diǎn)后能否落到斜面上?如果能,求它第一次落在斜面上的位置。
第3章拋體運(yùn)動(dòng)測(cè)試答題卷
(全卷總分:100分;考試時(shí)間:120分鐘)
注意:可能用到的數(shù)據(jù):
重力加速度g=10m/s2sin37°=0.6cos37°=0.8
題號(hào)一二三、計(jì)算題總分
19202122
得分
得分評(píng)卷人
題號(hào)123456789101112
答案
一、選擇題(本大題共12小題,每小題3分,共36分,本題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意,請(qǐng)將所選項(xiàng)前的字母填寫(xiě)在下表對(duì)應(yīng)題號(hào)下的空格中)
得分評(píng)卷人
二、填空題(本大題共6小題,每空3分,共24分。把答案填寫(xiě)在題中橫線上的空白處,不要求寫(xiě)出說(shuō)明或過(guò)程)
13.cm/s、s14.m、m/s
15.、16.m、m/s
17.m、m18、m/s、
三、計(jì)算題(本大題40分。要求寫(xiě)出主要的文字說(shuō)明、方程和演算步驟,只寫(xiě)出答案而未寫(xiě)出主要的演算過(guò)程的不能得分,答案中必須寫(xiě)出數(shù)字和單位)
得分評(píng)卷人
19題、(6分)某同學(xué)在某磚墻前的高處水平拋出一石子,石子在空中運(yùn)動(dòng)的部分軌跡照片如圖所示。從照片可看出石子恰好垂直打在一傾角為的斜坡上的A點(diǎn)。已知每塊磚的平均厚度為20cm,拋出點(diǎn)到A點(diǎn)豎直方向剛好相距100塊磚,求:
(1)石子在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t;
(2)石子水平拋出的速度v0。
得分評(píng)卷人
20.(10分)A、B兩小球同時(shí)從距地面高為h=15m處的同一點(diǎn)拋出,初速度大小均為v0=10.A球豎直向下拋出,B球水平拋出,空氣阻力不計(jì),重力加速度取g=l0m/s2.求:
(1)A球經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間落地?(2)A球落地時(shí),A、B兩球間的距離是多少?
得分評(píng)卷人
得分評(píng)卷人
21.(12分)如圖所示,長(zhǎng)為R的輕質(zhì)桿(質(zhì)量不計(jì)),一端系一質(zhì)量為的小球(球大小不計(jì)),繞桿的另一端O在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若小球最低點(diǎn)時(shí),桿對(duì)球的拉力大小為1.5,求:
①小球最低點(diǎn)時(shí)的線速度大???
②小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí),桿對(duì)球的作用力的大小?
③小球以多大的線速度運(yùn)動(dòng),通過(guò)最高處時(shí)桿對(duì)球不施力?
22.(12分)如圖所示,軌道ABCD的AB段為一半徑R=0.2的光滑1/4圓形軌道,BC段為高為h=5的豎直軌道,CD段為水平軌道。一質(zhì)量為0.1的小球由A點(diǎn)從靜止開(kāi)始下滑到B點(diǎn)時(shí)速度的大小為2/s,離開(kāi)B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)(g取10/s2),求:
①小球離開(kāi)B點(diǎn)后,在CD軌道上的落地點(diǎn)到C的水平距離;
②小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大?。?br>
③如果在BCD軌道上放置一個(gè)傾角=45°的斜面(如圖中虛線所示),那么小球離開(kāi)B點(diǎn)后能否落到斜面上?如果能,求它第一次落在斜面上的位置
參考答案:
一、選擇題(每小題3分,共36分)
題號(hào)123456789101112
答案BADDDBCCBDAC
二、填空題:(每空2分,共24分)
13.10、_10__.14.__3.75_、__4_15.1:2、4:116.__45、
17.20、2418、2、
三、計(jì)算題
19題6分,
解:(1)由題意可知:石子落到A點(diǎn)的豎直位移y=100×20×10-2m=2m…………(1分)
由y=gt2/2…………(1分)得t=2s…………(1分)
(2)由A點(diǎn)的速度分解可得v0=vytan370…………(1分))
又因vy=g,解得vy=20m/s…(1分)故v0=15m/s?!?分)
20題10分,解:(1)A球做豎直下拋運(yùn)動(dòng):將、代入,可得:………………(5分)
(2)B球做平拋運(yùn)動(dòng):將、代入,可得:
此時(shí)A球與B球的距離為:將、、代入,
得:………………5分)
21題12分,解:(1)小球過(guò)最低點(diǎn)時(shí)受重力和桿的拉力作用,由向心力公式知
T-G=解得…………(4分)
2)小球以線速度通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)所需的向心力
小于,故桿對(duì)小球施加支持力FN的作用,小球所受重力G和支持力FN的合力提供向心力,G-FN=,解得FN=………(4分)
3)小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)所需的向心力等于重力時(shí)桿對(duì)球不施力,解得……………(4分)
22題12分解:
⑴設(shè)小球離開(kāi)B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,落地點(diǎn)到C點(diǎn)距離為s
由h=gt12得:t1==s=1s………………………(2分)
s=vBt1=2×1m=2m………………………………(2分)
⑵小球達(dá)B受重力G和向上的彈力F作用,由牛頓第二定律知
解得F=3N…………………(2分)
由牛頓第三定律知球?qū)的壓力,即小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大小為3N,方向豎直向下?!?分)
⑶如圖,斜面BEC的傾角θ=45°,CE長(zhǎng)d=h=5m
因?yàn)閐>s,所以小球離開(kāi)B點(diǎn)后能落在斜面上……………………………(1分)
(說(shuō)明:其它解釋合理的同樣給分。)
假設(shè)小球第一次落在斜面上F點(diǎn),BF長(zhǎng)
為L(zhǎng),小球從B點(diǎn)到F點(diǎn)的時(shí)間為t2
Lcosθ=vBt2①
Lsinθ=gt22②
聯(lián)立①、②兩式得
t2=0.4s…………(1分)
L==m=0.8m=1.13m……………………………(3分)
說(shuō)明:關(guān)于F點(diǎn)的位置,其它表達(dá)正確的同樣給分。
高三物理《拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律》教材分析
高三物理《拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律》教材分析
考點(diǎn)14拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
考點(diǎn)名片
考點(diǎn)細(xì)研究:本考點(diǎn)是物理教材的基礎(chǔ),也是歷年高考必考的內(nèi)容之一,其主要包括的考點(diǎn)有:(1)平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律及其應(yīng)用;(2)生活中平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析;(3)類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題等。其中考查到的如:20xx年江蘇高考第2題、20xx年浙江高考第23題、20xx年全國(guó)卷第18題、20xx年浙江高考第17題、20xx年全國(guó)卷第15題、20xx年浙江高考第23題、20xx年江蘇高考第7題、20xx年北京高考第19題等。
備考正能量:近三年來(lái)對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的考查一直是高考中的重點(diǎn),計(jì)算題偏多,選擇題中也有少量該知識(shí)內(nèi)容,試題難度中等或中等偏上,預(yù)計(jì)今后高考將以生活實(shí)例為背景,綜合力學(xué)中的其他知識(shí)考查對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解與應(yīng)用。
一、基礎(chǔ)與經(jīng)典
1.對(duì)于做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,以下說(shuō)法中正確的是()
A.拋出速度越大,飛行的時(shí)間越長(zhǎng)
B.拋出點(diǎn)位置越高,飛行的時(shí)間越長(zhǎng)
C.拋出點(diǎn)位置越高,飛行的水平距離越大
D.拋出速度越大,飛行的水平距離越大
答案B
解析由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知,h=gt2,x=v0t,解得飛行時(shí)間t=,所以拋出點(diǎn)位置越高,飛行時(shí)間越長(zhǎng),A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;飛行的水平距離x=v0可知,飛行的水平距離由拋出速度和拋出高度決定,C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),下列描述物體速度變化量大小Δv隨時(shí)間t變化的圖象,可能正確的是()
答案D
解析根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律Δv=gt,可得Δv與t成正比,Δv與t的關(guān)系圖線是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜的直線,選項(xiàng)D正確。
3.如圖所示,在同一平臺(tái)上的O點(diǎn)水平拋出的三個(gè)物體,分別落到a、b、c三點(diǎn),則三個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的初速度va、vb、vc的關(guān)系和三個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間ta、tb、tc的關(guān)系分別是()
A.vavbvctatbtc
B.vatbtc
D.vavbvctahbhc,根據(jù)h=gt2,知tatbtc,又xaθ2θ3,故得知v01v02v03,落地時(shí)重力做功為零,所以落地時(shí)的速率與初速度的大小相同,所以A正確;小球沿水平方向的速度分量v水=,運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同所以可知沿路徑1拋出的小球水平速度分量最大,所以D錯(cuò)誤。
8.(多選)以v0的速度水平拋出一物體,當(dāng)其水平分位移與豎直分位移相等時(shí),下列說(shuō)法正確的是()
A.瞬時(shí)速度的大小是v0
B.運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是
C.豎直分速度的大小等于水平分速度的大小
D.運(yùn)動(dòng)的位移是
答案ABD
解析由x=v0t,y=gt2和x=y(tǒng),可知t=,故B正確,代入vy=gt,y=gt2,結(jié)合v=,s=,可知選項(xiàng)A、D正確,C錯(cuò)誤。
9.(多選)如圖所示,在網(wǎng)球的網(wǎng)前截?fù)艟毩?xí)中,若練習(xí)者在球網(wǎng)正上方距地面H處,將球以速度v沿垂直球網(wǎng)的方向擊出,球剛好落在底線上。已知底線到網(wǎng)的距離為L(zhǎng),重力加速度取g,將球的運(yùn)動(dòng)視作平拋運(yùn)動(dòng),下列表述正確的是()
A.球的速度v等于L
B.球從擊出至落地所用時(shí)間為
C.球從擊球點(diǎn)至落地點(diǎn)的位移等于L
D.球從擊球點(diǎn)至落地點(diǎn)的位移與球的質(zhì)量有關(guān)
答案AB
解析球做平拋運(yùn)動(dòng),則其在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),由H=gt2得t=,B正確。球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),由L=vt得v==L,A正確。球從擊球點(diǎn)到落地點(diǎn)的位移s=,與球的質(zhì)量無(wú)關(guān),C、D錯(cuò)誤。
10.(多選)在一次體育活動(dòng)中,兩個(gè)同學(xué)在同一條直線上相向站立,從距離水平地面相同高度處,分別沿水平方向拋出兩個(gè)小球A和B,兩個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,不計(jì)空氣阻力。要使兩個(gè)小球在空中恰好發(fā)生碰撞,必須()
A.先拋出A球,后拋出B球
B.同時(shí)拋出兩球
C.A球拋出速度大于B球拋出速度
D.相遇時(shí)B球速度大于A球速度
答案BC
解析兩球相遇時(shí),豎直高度相同,因此必須同時(shí)拋出,A錯(cuò)誤,B正確。由x=v0t可知v0Av0B,C選項(xiàng)正確。由于豎直方向速度相同,因此相遇時(shí)合速度vAvB,D錯(cuò)誤。
二、真題與模擬
11.20xx·江蘇高考]有A、B兩小球,B的質(zhì)量為A的兩倍?,F(xiàn)將它們以相同速率沿同一方向拋出,不計(jì)空氣阻力。圖中為A的運(yùn)動(dòng)軌跡,則B的運(yùn)動(dòng)軌跡是()
A.B.C.D.
答案A
解析由于不計(jì)空氣阻力,因此小球以相同的速度沿相同的方向拋出,豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向的初速度相同,加速度為重力加速度,水平方向的初速度相同,因此兩個(gè)球的運(yùn)動(dòng)情況完全相同,即B球的運(yùn)動(dòng)軌跡與A球的一樣,也為,A正確。
12.20xx·全國(guó)卷]一帶有乒乓球發(fā)射機(jī)的乒乓球臺(tái)如圖所示。水平臺(tái)面的長(zhǎng)和寬分別為L(zhǎng)1和L2,中間球網(wǎng)高度為h,發(fā)射機(jī)安裝于臺(tái)面左側(cè)邊緣的中點(diǎn),能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球,發(fā)射點(diǎn)距臺(tái)面高度為3h。不計(jì)空氣的作用,重力加速度大小為g,若乒乓球的發(fā)射速率v在某范圍內(nèi),通過(guò)選擇合適的方向,就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺(tái)面上,則v的最大取值范圍是()
A.7m/sB.v2.3m/s
C.3m/sl,又t=,即A、B第1次落地前能否相碰取決于A的初速度,A正確。若A、B在第1次落地前未相碰,則由于A、B反彈后的豎直分運(yùn)動(dòng)仍然相同,且A的水平分速度不變,A、B一定能相碰,而且在B運(yùn)動(dòng)的任意位置均可能相碰,B、C錯(cuò)誤,D正確。
17.20xx·長(zhǎng)春二模]平拋運(yùn)動(dòng)任意時(shí)刻速度的方向與水平方向的夾角定義為速度的偏向角,某物體做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與速度偏向角正切值之間函數(shù)關(guān)系如圖所示(圖中的x、y為已知量,重力加速度為g),則下列說(shuō)法中正確的是()
A.平拋的初速度大小為g
B.y時(shí)刻物體的速度大小為xyg
C.y時(shí)間內(nèi)物體的位移大小為
D.y時(shí)間內(nèi)物體位移的方向與水平方向夾角的正切值為
答案D
解析根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得tanθ==t,所以t=tanθ,即圖象斜率為k=,所以v0=kg=g,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;y時(shí)刻的速度大小為,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知,y時(shí)間內(nèi)位移大小為,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)的位移與水平方向的夾角為β,則tanβ===tanθ,D項(xiàng)正確。
18.20xx·呼和浩特階段考試](多選)橫截面為直角三角形的兩個(gè)斜面如圖緊靠在一起,固定在水平面上,兩個(gè)三角形全等,且豎直邊長(zhǎng)是底邊長(zhǎng)的一半。小球從左邊斜面的頂點(diǎn)以不同的初速度向右平拋,最后落在斜面上,其中三次的落點(diǎn)分別是a、b、c,則()
A.落在a點(diǎn)的小球飛行時(shí)間最長(zhǎng)
B.落在c點(diǎn)的小球拋出時(shí)的初速度最小
C.無(wú)論小球拋出時(shí)初速度多大,落到兩個(gè)斜面上時(shí)都不可能與斜面垂直碰撞
D.落在b點(diǎn)的小球飛行過(guò)程中速度變化最快
答案AC
解析根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,下落高度決定飛行時(shí)間,所以落點(diǎn)在a點(diǎn)的小球飛行時(shí)間最長(zhǎng),選項(xiàng)A正確;由v0=,t=,落在c點(diǎn)小球水平位移最大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短,則拋出的初速度最大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)可等效為從水平位移中點(diǎn)處做直線運(yùn)動(dòng),故小球不可能垂直落到左邊的斜面上;如圖所示,假設(shè)小球落在右邊斜面處的速度與斜面垂直,則tanθ==,因x=v0t,y=vyt=v0t,則需x=y(tǒng),由于兩斜面的豎直邊是底邊長(zhǎng)的一半,故小球不可能垂直落在右邊的斜面上,選項(xiàng)C正確;由于三個(gè)小球均為平拋運(yùn)動(dòng),速度變化快慢相等,都是重力加速度,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
19.20xx·邯鄲月考](多選)如圖所示,x軸在水平地面內(nèi),y軸沿豎直方向。圖中畫(huà)出了從y軸上沿x軸正向拋出的3個(gè)小球a、b和c的運(yùn)動(dòng)軌跡,其中b和c是從同一點(diǎn)拋出的,不計(jì)空氣阻力,則()
A.a(chǎn)的飛行時(shí)間比b的長(zhǎng)B.b和c的飛行時(shí)間相同
C.a(chǎn)的水平速度比b的小D.b的初速度比c的大
答案BD
解析根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律h=gt2,得t=,可知平拋物體在空中飛行的時(shí)間僅由高度決定,又haxbxc得vavbvc,C錯(cuò)誤,D正確。
20.20xx·銀川二中統(tǒng)考]如圖所示,一長(zhǎng)為L(zhǎng)的木板,傾斜放置,傾角為45°,今有一彈性小球,自與木板上端等高的某處自由釋放,小球落到木板上反彈時(shí),速度大小不變,碰撞前后,速度方向與木板夾角相等,欲使小球恰好落到木板下端,則小球釋放點(diǎn)距木板上端的水平距離為()
A.LB.LC.LD.L
答案D
解析設(shè)小球釋放點(diǎn)距木板上端的水平距離為h,由幾何關(guān)系可知,下落高度也為h,故平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v=,設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移和位移分別為x和y,因θ=45°,故x=y(tǒng),由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律x=vt,y=gt2,聯(lián)立解得x=4h,由題意可知4h+h=L,解得h=L,選項(xiàng)D正確。
一、基礎(chǔ)與經(jīng)典
21.如圖為網(wǎng)球場(chǎng)長(zhǎng)度示意圖,球網(wǎng)高為h=0.9m,發(fā)球線離網(wǎng)的距離為x=6.4m,某運(yùn)動(dòng)員在一次擊球時(shí),擊球點(diǎn)剛好在發(fā)球線上方H=1.25m高處,設(shè)擊球后瞬間球的速度大小為v0=32m/s,方向水平且垂直于網(wǎng),試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明網(wǎng)球能否過(guò)網(wǎng)?若過(guò)網(wǎng),試求網(wǎng)球的直接落地點(diǎn)離對(duì)方發(fā)球線的距離L?(不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10m/s2)
答案能3.2m
解析網(wǎng)球在水平方向通過(guò)網(wǎng)所在處歷時(shí)為t1==0.2s。下落高度h1=gt=0.2m。因h1200m(2)能,計(jì)算過(guò)程見(jiàn)解析
解析(1)子彈的水平射程x=v1,代入數(shù)據(jù)有x=200m。故x200m時(shí),無(wú)論v2為何值,均不能擊中靶。
(2)若x=100m,則子彈做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=x/v1=100/100s=1s。子彈在豎直方向的離地高度為h=H-gt2=m=15m。此時(shí)靶子的離地高度為h′=v2t-gt2=15m,故恰好擊中。
二、真題與模擬
23.20xx·浙江高考]在真空環(huán)境內(nèi)探測(cè)微粒在重力場(chǎng)中能量的簡(jiǎn)化裝置如圖所示。P是一個(gè)微粒源,能持續(xù)水平向右發(fā)射質(zhì)量相同、初速度不同的微粒。高度為h的探測(cè)屏AB豎直放置,離P點(diǎn)的水平距離為L(zhǎng),上端A與P點(diǎn)的高度差也為h。
(1)若微粒打在探測(cè)屏AB的中點(diǎn),求微粒在空中飛行的時(shí)間;
(2)求能被屏探測(cè)到的微粒的初速度范圍;
(3)若打在探測(cè)屏A、B兩點(diǎn)的微粒的動(dòng)能相等,求L與h的關(guān)系。
答案(1)(2)L≤v≤L(3)2h
解析(1)打在探測(cè)屏AB中點(diǎn)的微粒下落的高度
h=gt2
t=。
(2)打在B點(diǎn)的微粒初速度v1=;2h=gt
v1=L
同理,打在A點(diǎn)的微粒初速度v2=L
能被屏探測(cè)到的微粒初速度范圍:
L≤v≤L。
(3)由功能關(guān)系mv+mgh=mv+2mgh
將式代入式得L=2h。
24.20xx·石家莊教學(xué)質(zhì)檢]如圖所示,在水平地面上固定一傾角θ=37°、表面光滑的斜面,物體A以初速度v1沿斜面上滑,同時(shí)在物體A的正上方,有一物體B以初速度v2=2.4m/s水平拋出,當(dāng)A上滑到最高點(diǎn)時(shí),恰好被B物體擊中。A、B均可看作質(zhì)點(diǎn),sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)物體A上滑時(shí)的初速度v1;
(2)物體A、B間初始位置的高度差h。
答案(1)6m/s(2)6.8m
解析(1)物體A上滑過(guò)程中,由牛頓第二定律得mgsinθ=ma,設(shè)物體A滑到最高點(diǎn)所用時(shí)間為t,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式0=v1-at,由幾何關(guān)系可得水平位移x=v1tcos37°,物體B做平拋運(yùn)動(dòng),如圖所示,其水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),則x=v2t,聯(lián)立可得v1=6m/s。
(2)物體B在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),則hB=gt2,
物體A在豎直方向hA=v1tsin37°,如圖所示,由幾何關(guān)系可得h=hA+hB,聯(lián)立得h=6.8m。
25.20xx·衡水模擬]如圖為“快樂(lè)大沖關(guān)”節(jié)目中某個(gè)環(huán)節(jié)的示意圖。參與游戲的選手會(huì)遇到一個(gè)人造山谷OAB,OA是高h(yuǎn)=3m的豎直峭壁,AB是以O(shè)點(diǎn)為圓心的弧形坡,AOB=60°,B點(diǎn)右側(cè)是一段水平跑道。選手可以自O(shè)點(diǎn)借助繩索降到A點(diǎn)后再爬上跑道,但身體素質(zhì)好的選手會(huì)選擇自O(shè)點(diǎn)直接躍上跑道。選手可視為質(zhì)點(diǎn),忽略空氣阻力,重力加速度g取10m/s2。
(1)若選手以速度v0水平跳出后,能跳在水平跑道上,求v0的最小值;
(2)若選手以速度v1=4m/s水平跳出,求該選手在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
答案(1)m/s(2)0.6s
解析(1)若選手以速度v0水平跳出后,能跳在水平跑道上,則hsin60°≤v0t,hcos60°=gt2,解得v0≥m/s。
(2)若選手以速度v1=4m/s水平跳出,因v1
高三物理教案:《拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
1.知道什么是拋體運(yùn)動(dòng),什么是平拋運(yùn)動(dòng)。
2.用運(yùn)動(dòng)的分解合成結(jié)合牛頓定律研究拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),知道平拋運(yùn)動(dòng)可分為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。
3.能應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律交流討論并解決實(shí)際問(wèn)題。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1、拋體運(yùn)動(dòng): 。這是一個(gè)理想模型。
2、平拋運(yùn)動(dòng): 。平拋運(yùn)動(dòng)是
(“勻變速”或“非勻變速”) (“直線”或“曲線”)運(yùn)動(dòng)。
3、沿水平方向和豎直方向建立直角坐標(biāo)系,將平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解,則得到水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是 ;豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是 。
4、將一物體從高度h以速度水平向右拋出,以出發(fā)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),沿水平向右為X正方向,豎直向下為Y正方向,則任一時(shí)刻t物體的位置坐標(biāo)為
, ;該段時(shí)間t內(nèi)的位移大小為為 ,與水平方向的夾角為 ;t時(shí)刻物體的速度大小為 ,速度方向與水平方向的夾角為 ;平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡方程是 ;速度所在的直線方向與平拋運(yùn)動(dòng)軌跡是怎樣的幾何關(guān)系 。
5、平拋運(yùn)動(dòng)落體時(shí)間由 決定,水平方向的位移由 決定。
三、提出疑惑
同學(xué)們,通過(guò)你的自主學(xué)習(xí),你還有哪些疑惑,請(qǐng)把它填在下面的表格中
疑惑點(diǎn)
疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、知道什么是拋體運(yùn)動(dòng),什么是平拋運(yùn)動(dòng)。
2、用運(yùn)動(dòng)的分解合成結(jié)合牛頓定律研究拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),知道平拋運(yùn)動(dòng)可分為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。
3、能應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題
學(xué)習(xí)重難點(diǎn):平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法及規(guī)律
二、學(xué)習(xí)過(guò)程
(一)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
探究一:平拋物體的運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)
不計(jì)空氣的阻力,水平拋出的物體僅受 ,產(chǎn)生的加速度 ,所以平拋運(yùn)動(dòng)是 運(yùn)動(dòng)。
探究二:平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法
做平拋運(yùn)動(dòng)的物體;在水平方向上由于不受力,將做 ;在豎直方向上物體的初速度為0,且只受到重力作用,物體做 。因此可以沿著
和 方向分解,把平拋運(yùn)動(dòng)分解為 和
。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:
1.平拋豎落儀演示:
用小錘打擊彈性金屬片時(shí),A球就向水平方向飛出,做平拋運(yùn)動(dòng),而同時(shí)B球被松開(kāi),做自由落體運(yùn)動(dòng)。
3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:
現(xiàn)象一:越用力打擊金屬片,A飛出水平距離就 。
現(xiàn)象二:無(wú)論A球的初速度多大,它會(huì)與B球 落地。
探究三、平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
(1)平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任一時(shí)刻的位置坐標(biāo)的求解。
a:以拋點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),水平方向?yàn)閤軸(正方向和初速度v的方向相同),豎直方向?yàn)閥軸,正方向向下,則物體在任意時(shí)刻t的位置坐標(biāo)為
b:運(yùn)用該公式我們就可以求得物體在任意時(shí)刻的坐標(biāo)找到物體所在的位置,用平滑曲線把這些點(diǎn)連起來(lái),就得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡→ 。
(2)平拋速度求解:
a:水平分速度
b:豎直分速度
c:t秒末的合速度
d:的方向
(三)反思總結(jié)
1、平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
2、平拋運(yùn)動(dòng)的分解方法
3、平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
(四)當(dāng)堂檢測(cè)
1、填空:
(1)物體做平拋運(yùn)動(dòng)的飛行時(shí)間由 決定。
(2)物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),水平位移由 決定。
(3)平拋運(yùn)動(dòng)是一種 曲線運(yùn)動(dòng)。
2、從高空中水平方向飛行的飛機(jī)上,每隔1分鐘投一包貨物,則空中下落的許多包貨物和飛機(jī)的連線是
A:傾斜直線 B:豎直直線 C:平滑直線 D:拋物線
3、平拋一物體,當(dāng)拋出1秒后它的速度與水平方向成45o角,落地時(shí)速度方向與水平方向成60o角。
(1)求物體的初速度;
(2)物體的落地速度。
課后練習(xí)與提高
1、關(guān)于做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.物體只受重力作用,做的是a=g的勻變速運(yùn)動(dòng)
B.初速度越大,物體在空間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)
C.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,在相等的時(shí)間間隔內(nèi)水平位移相等
D.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,在相等的時(shí)間間隔內(nèi)豎直位移相等
2、如圖所示,一高度為h=0.2m的水平面在A點(diǎn)處與一傾角為θ=30°的斜面連接,一小球以v0=5m/s的速度在水平面上向右運(yùn)動(dòng)。求小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到地面所需的時(shí)間(平面與斜面均光滑。取g=10m/s2)。
3、飛機(jī)在2km的高空以360km/h的速度沿水平航線勻速飛行,飛機(jī)在地面上觀察者的正上方空投一包裹(取g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力)
⑴試比較飛行員和地面觀察者所見(jiàn)的包裹的運(yùn)動(dòng)軌跡;
⑵包裹落地處離地面觀察者多遠(yuǎn)?離飛機(jī)的水平距離多大?
⑶求包裹著地時(shí)的速度大小和方向。
4、如圖所示,在傾角為θ的斜面頂端P點(diǎn)以初速度v0水平拋出一個(gè)小球,最后落在斜面上的Q點(diǎn),求⑴小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間以及P、Q間的距離。⑵小球拋出多長(zhǎng)時(shí)間后離開(kāi)斜面的距離最大?
當(dāng)堂檢測(cè)答案 1、豎直高度;水平初速度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間;勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 2、B 3、10m/s;20m/s
課后練習(xí)與提高答案
1、【答案】:AC
2、【答案】:0.2S
【解析】:小球在水平面上向右運(yùn)動(dòng)至A點(diǎn)后,速度方向不會(huì)突變?yōu)檠匦泵嫦蛳?,而是以原?lái)的速度水平拋出,改做平拋運(yùn)動(dòng)。因?yàn)椴恢佬∏蚴侵苯勇湓谒降孛嫔线€是先落到
斜面上,所以我們可以用假設(shè)法,先假設(shè)斜面不存在,找到球的落地點(diǎn)與對(duì)比斜面的位置即可。