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(共33张PPT)
第2节　平 抛 运 动　　　　　　　　　　 　　　　　　
一、平抛运动
　任务驱动　排球运动员在发球的过程中,可认为排球是水平飞出的。请问:飞出的排球在空中的运动轨迹是怎样的,如何研究这种运动
提示:物体做平抛运动,轨迹是抛物线;可采用“化曲为直”的思想将平抛运动分解。
1.平抛运动的定义:物体以一定的初速度沿_____方向
抛出,只在_____作用下所做的运动。
2.平抛运动的性质:平抛运动是___________运动。
3.平抛运动的处理方法:
按照运动的合成和分解的观点,平抛运动可看作是:
(1)水平方向的_____________。
(2)竖直方向的_____________。
水平
重力
匀变速曲线
匀速直线运动
自由落体运动
二、平抛运动规律
任务驱动　树枝上的一只松鼠看到一个猎人的枪口水平对准它,为了逃脱即将来临的厄运,它想让自己落到地面上逃走。但是就在它自由下落的瞬间子弹恰好射出枪口,问松鼠能逃脱厄运吗
提示:不能。子弹做平抛运动,其竖直方向的分运动和松鼠的运动相同,都是自由落体运动。
1.平抛运动的速度关系:
(1)水平方向:_____。
(2)竖直方向:_____。
(3)合速度大小:v=_______。
合速度方向:tanα= (α指合速度与水平方向的
夹角)。
vx=v0
vy=gt
2.平抛运动的位移关系:
(1)水平方向:_______。
(2)竖直方向:_______。
(3)合位移大小:________,合位移方向:tanβ=
(β指合位移与水平方向的夹角)。
x=v0·t
主题一　对平抛运动的理解
【生活情境】
情境1:如图1所示,网球运动员沿水平方向击球,
球离开球拍后在重力的作用下划出一条抛物线。
情境2:如图2所示,在水平匀速飞行的轰炸机
上,自由释放一些炸弹,在地面的观察者眼里,
炸弹同样划出一条美丽的抛物线。
【问题探究】
　(1)上述情境中的网球和炸弹,它们在空中的运动具有什么特点
提示:网球和炸弹的初速度都是沿水平方向,在空中只受重力。
(2)网球和炸弹在空中运动过程中,它们的加速度是否发
生改变
提示:它们在空中只受重力,根据牛顿第二定律a= ,可
以判断:加速度大小为g,方向竖直向下,没有发生改变。
(3)根据问题(2)中的分析,网球和炸弹的运动性质如何 怎样研究这种运动
提示:网球与炸弹做平抛运动,是匀变速曲线运动;通常我们会采用“化曲为直”的方法来研究平抛运动。
【结论生成】
1.平抛运动性质(物理观念)
平抛运动是初速度沿水平方向,加速度为g的匀变速曲线运动。
2.平抛运动研究方法(科学思维)
采用“化曲为直”的思想,将平抛运动分解为水平方向和竖直方向的分运动。
【典例示范】
　在做匀速直线运动的火车上的一人(在确保安全的情况下)从窗口伸出手自由释放一物体,不计空气阻力,在地面上的人看到该物体 (　　)
A.做自由落体运动
B.因惯性而向车前进的反方向沿抛物线落下
C.将以此时火车的速度为初速度做平抛运动
D.将向前下方做匀加速直线运动
【解析】选C。火车沿水平轨道匀速行驶,从火车落下的物体,有水平初速度,仅受重力,站在地面上的人看到物体做平抛运动。故C正确,A、B、D错误。
【探究训练】
　关于做平抛运动的物体,下列说法正确的是 (　　)
A.加速度大小不变,方向时刻在改变
B.加速度的大小、方向都不变
C.速度大小不变,方向时刻在改变
D.速度大小、方向都不变
【解析】选B。做平抛运动的物体只受重力,加速度大小为g,方向竖直向下,大小与方向都保持不变,所以A错误,B正确;做平抛运动的物体速度方向不断发生变化,速度大小不断增加,所以C、D错误。
　【补偿训练】
　　关于曲线运动下列叙述不正确的是 (　　)
A.物体之所以做曲线运动,是由于物体受到垂直于速度方向的力(或者分力)的作用
B.物体只有受到一个方向不断改变的力,才可能做曲线运动
C.物体受到不平行于初速度方向的外力作用时,物体做曲线运动
D.平抛运动是一种匀变速曲线运动
【解析】选B。曲线运动,线速度方向一定变化,物体一定受到垂直于速度方向的力(或者分力)作用,故A正确;物体做曲线运动的条件是力的方向与速度方向不共线,该力可以是恒力,也可以是变力,故B错误,C正确;平抛运动中物体只受重力作用,加速度恒定,是匀变速曲线运动,故D正确。
主题二　平抛运动的规律
实验情境
情境1:如图1所示,A、B两球开始在同一水平面,重锤敲击后,A球获得一水平初速度,B球自由下落。
情境2:如图2所示,A、B两球具有相同初速度v0。A球水平抛出,B球在一光滑平板上做匀速直线运动。
【问题探究】
　(1)仔细观察情境1中的实验现象,并讨论这能够说明什么问题
提示:情境1中的A、B两个小球同时落地,说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动。
(2)仔细观察情境2中的实验现象,并讨论这能够说明什么问题
提示:情境2中的A、B两个小球在平板上发生碰撞,说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动。
(3)根据(1)、(2)所得到的结论,平抛运动在水平和竖直方向的运动规律怎样
提示:平抛运动水平方向满足匀速直线的运动规律,竖直方向满足自由落体的运动规律。合运动可通过矢量的运算法则运算。
【结论生成】
1.运动性质(科学思维)
平抛运动是竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动的合运动。
2.平抛运动的规律(科学思维)
(1)竖直方向:
y= gt2 t= (高度决定落地时间)
vy=gt
(2)水平方向:
x=v0·t=v0· (水平位移由初速度和高度决定)
(3)合运动:
①合速度大小:
v1= (由初速度和高度决定)
合速度方向:tanα=
②合位移大小:s=
合位移方向:tanβ=
③速度与水平方向夹角的正切是位移与水平方向夹角正切的2倍,tanα=2tanβ。
速度的反向延长线恰好过水平位移的中点。
【典例示范】
　在500 m的高空,以100 m/s的速度水平飞行的轰炸机
炸一艘静止的鱼雷艇(不计空气阻力,g取10 m/s2),试
问:
(1)炸弹在空中的飞行时间。
(2)飞行员在离鱼雷艇水平距离为多少时投弹
(3)落地时速度为多大
【解析】(1)平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,
则:H= gt2,可得:t= s=10 s
(2)平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,
水平位移x=v0t=100×10 m=1 000 m
(3)落地时竖直方向速度vy=gt=10×10 m/s=100 m/s,
则落地时速度
v= m/s=100 m/s
答案:(1)10 s　(2)1 000 m　(3)100 m/s
【探究训练】
　　女排比赛时,
某运动员进行了一次跳发球,若击球点恰在发球处底线上方3.04 m高处,击球后排球以25.0 m/s的速度水平飞出,球的初速度方向与底线垂直,排球场的有关尺寸如图所示,试计算说明:
(1)此球能否过网
(2)球是落在对方界内,还是界外
(不计空气阻力,g取10 m/s2)
【解析】(1)设排球在竖直方向下落
Δh=(3.04-2.24) m=0.8 m,
所用时间为t1,满足Δh= ,x=v0t1。
解以上两式得x=10 m>9 m,故此球能过网。
(2)当排球落地时h= ,x'=v0t2。
将h=3.04 m代入得x'≈19.5 m>18 m,故排球落在界外。
答案:(1)能过网　(2)落在界外
　【补偿训练】
某同学练习射箭,在离该同学水平距离45 m处悬吊一个苹果,苹果离地5 m,让苹果自由下落,该同学看到苹果下落,立即将箭水平射出,箭射出时离地高度为1.5 m,若该同学的反应时间为
0.5 s,结果该同学一箭射中苹果。不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,则箭射出时的速度大小为 (　　)
A.70 m/s　　B.80 m/s　　C.90 m/s　　D.100 m/s
【解析】选D。苹果下落的过程由位移公式得:
h= gt2
箭水平方向做匀速运动,则L=v0(t-0.5 s)
箭沿竖直方向的位移:y= g(t-0.5 s)2
h-y=5 m-1.5 m=3.5 m
代入数据,联立解得:v0=100 m/s,
故A、B、C错误,D正确。
【课堂小结】

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