飛機(jī)投彈與平拋運動課件

1、1.1 飛機(jī)投彈與平拋運動1.知道曲線運動特點，會確定曲線運動的速度方向。2.知道平拋運動的定義，理解平拋運動是勻變速運動，其加速度為g。3.理解平拋運動可以看作是水平方向的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動，并且這兩種運動互不影響。重點：1.掌握平拋運動概念。 2.理解平拋運動特點。 3.體驗伽利略對平拋運動的研究過程。難點：感悟和驗證伽利略的假設(shè)并明確平拋運動的研究方法。 基礎(chǔ)知識是形成學(xué)科能力的源頭，本欄目根據(jù)課標(biāo)要求，精準(zhǔn)梳理，清晰呈現(xiàn)主要知識及內(nèi)在關(guān)系。關(guān)鍵處合理挖空、易錯處及時提醒，多策并舉，夯實基礎(chǔ)，要求學(xué)生動手填一填吧！一、平拋運動1.定義：將一個物體沿_方向拋出，在

2、_可以忽略的情況下物體所做的運動。2.受力特點：只受_作用。水平空氣阻力重力【想一想】體育運動中投擲的鏈球、鉛球、鐵餅、標(biāo)槍等，都可以看做是拋體運動嗎？都可以看成是平拋運動嗎？提示：鏈球、鉛球、鐵餅、標(biāo)槍等被拋出后受空氣阻力作用，不能看做是拋體運動。只有在粗略分析時，可以認(rèn)為它們只受重力作用，這時可認(rèn)為它們做拋體運動。它們的初速度也不是沿水平方向，所以它們不是平拋運動。二、伽利略的假設(shè)1.對平拋運動的認(rèn)識：在水平方向的運動，物體在這個方向上不受力的作用做_；在豎直方向的運動，物體受到重力作用做_。2.假設(shè)內(nèi)容：假定兩個方向的運動既不_，也不_，物體的實際運動就是這兩個運動的_。3.平拋運動的軌

3、跡是一條_。勻速直線運動自由落體運動彼此影響干擾互相妨礙合運動拋物線【想一想】球場上，運動員多次從同一高度以不同的水平速度擊出網(wǎng)球。若網(wǎng)球均落在同一水平面上，若不計空氣阻力，每次網(wǎng)球在空中運動的時間相同嗎？速度的變化相同嗎？提示：由于網(wǎng)球從同一高度開始做平拋運動，它們的豎直分運動為自由落體運動,由于高度相同，由 可知，時間相同；根據(jù)公式v=gt，故它們的速度變化相同。三、驗證伽利略的假設(shè)1.如圖，A、B兩小球同時開始分別做自由落體運動和平拋運動。(1)現(xiàn)象：兩球_(A.同時 B.不同時)落地。(2)結(jié)論：表明平拋運動的豎直分運動是_運動。A自由落體2.如圖是兩小球同時開始做自由落體運動和平拋運

4、動的頻閃照片。(1)現(xiàn)象：B球在相同時間內(nèi)通過的水平位移_，通過的豎直位移與時間的二次方_。(2)結(jié)論：證實了平拋運動的水平分運動是_運動，豎直分運動是_運動。相等成正比勻速直線自由落體【判一判】(1)平拋運動物體的速度、加速度都隨時間增大。( )(2)“研究平拋運動的實驗”說明B球在水平方向上做勻速直線運動。( )(3)研究平拋運動的頻閃照片，可以得知平拋運動在水平和豎直方向上的運動規(guī)律。( )提示：(1)做平拋運動的物體只受重力作用，加速度保持不變，(1)錯誤。(2)B球水平方向的運動無法確定，只能確定A、B兩球在豎直方向的運動是相同的。故不能說明B球在水平方向上做勻速直線運動，(2)錯誤

5、。(3)頻閃照片記錄了兩個方向的運動，通過測量、分析可以得知兩個方向的運動規(guī)律，故(3)正確。 核心要點是提升學(xué)科素養(yǎng)的關(guān)鍵。本欄目突破核心要點，講練結(jié)合，提醒認(rèn)知誤區(qū)，點撥規(guī)律技巧，循序漸進(jìn)，培養(yǎng)主動思考意識，提升自主探究能力，請引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入探究空間吧！ 對平拋運動的理解【探究導(dǎo)引】街頭有一種套圈游戲，游戲中用套圈套中目標(biāo)就可得到獎品。我們可以把套圈拋出后的運動看做平拋運動。思考以下問題：(1)套圈的落點與什么因素有關(guān)？(2)套圈的運動是勻變速曲線運動嗎？(3)在任何相等的時間內(nèi)，平拋運動的速度變化量有何規(guī)律？【要點整合】1物體做平拋運動的條件：物體的初速度沿水平方向，且只受重力作用。2平拋

6、運動的特點特 點理 解理想化特點物理上提出的拋體運動是一種理想化的模型，要求物體拋出后只受重力作用勻變速特點平拋運動的加速度恒定，始終等于重力加速度，大小和方向都不變，所以平拋運動是勻變速曲線運動特 點理 解速度均勻變化特點由于平拋運動的物體只受重力作用,所以其加速度恒為g，因此在平拋運動中速度的變化量v=gt，由于g是常量，所以任意兩個相等的時間間隔內(nèi)速度的變化量都相等，方向都是豎直向下，即任意兩個相等的時間間隔內(nèi)速度的變化量相同【特別提醒】(1)平拋運動的速度的大小和方向都在不斷變化，加速度的大小和方向都是不變的，兩個量的特征不要混淆。(2)實際上物體被水平拋出后，只有當(dāng)空氣阻力可以忽略時

7、，才可看成平拋運動?！镜淅?】(2012長春高一檢測)關(guān)于平拋物體的運動，以下說法正確的是( )A做平拋運動的物體，速度和加速度都隨時間的增加而增大B做平拋運動的物體僅受到重力的作用，所以加速度保持不變C平拋物體的運動是勻變速運動D平拋物體的運動是變加速運動【思路點撥】解答此題時應(yīng)把握以下兩點：關(guān)鍵點(1)可由平拋運動物體的受力特點分析其加速度的特點。(2)區(qū)分勻變速運動與變加速運動的關(guān)鍵是看加速度?！疽?guī)范解答】做平拋運動的物體，速度隨時間不斷增大，但由于只受恒定不變的重力作用，所以加速度是恒定不變的，選項A錯誤、B正確。平拋運動是加速度恒定不變的曲線運動，所以它是勻變速曲線運動，選項C正確、

8、D錯誤。答案:B、C【總結(jié)提升】平拋運動的特點(1)速度特點：平拋運動的速度大小和方向都不斷變化，故它是變速運動。(2)軌跡特點：平拋運動的運動軌跡是曲線，故它是曲線運動。(3)加速度特點：平拋運動的加速度為自由落體加速度，恒定不變，故它做勻變速運動。綜上所述，平拋運動的性質(zhì)為勻變速曲線運動?！咀兪接?xùn)練】(2012成都高一檢測)做平拋運動的物體，每秒的速度增量總是( )A大小相等，方向相同B大小不等，方向不同C大小相等，方向不同D大小不等，方向相同【解析】選A。在平拋運動中速度的變化量v=gt，所以每秒內(nèi)的速度變化量大小都等于9.8 m/s，方向都是豎直向下。選項A正確。 研究平拋運動【探究導(dǎo)

9、引】如圖為一個做平拋運動的小球經(jīng)多次曝光之后留下的照片，可見小球的速度與位移時刻在改變。據(jù)此請思考以下問題：(1)怎樣研究平拋運動？(2)平拋運動的軌跡有何特點？【要點整合】1.伽利略對平拋運動的研究(1)基本假設(shè)：水平和豎直兩個方向的運動，“既不彼此影響也不互相妨礙”，即認(rèn)為兩個方向的運動是獨立的，互不影響。(2)研究方法：伽利略認(rèn)為平拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，即水平方向在相等的時間間隔內(nèi)位移相等；在相等時間間隔內(nèi)豎直方向的位移之比為135(3)描繪軌跡：根據(jù)水平方向(勻速直線運動)和豎直方向(自由落體運動)的運動規(guī)律，以拋出點為坐標(biāo)原點，以v0方向為x軸

10、方向，以豎直向下為y軸方向，描出t、2t、3t、4t時刻的位置，用平滑曲線連接各點，得出平拋物體的運動軌跡。2.驗證伽利略的假設(shè)驗證1：通過實驗描繪出平拋運動的實際軌跡，與上述用幾何方法得出的軌跡作比較(初速度相同)，觀察二者是否一致。驗證2：通過實驗驗證平拋物體在豎直方向上做自由落體運動。如圖所示，用小錘擊打彈性鋼片C，C向前推動小鋼球B，使其具有水平初速度，使B做平拋運動，同時松開小鋼球A,使A從孔中自由落下，做自由落體運動。實驗發(fā)現(xiàn)：無論B球的水平初速度大小如何變化，A、B兩球總是同時落地，這說明了平拋運動在豎直方向上做自由落體運動，也說明兩個方向的運動不互相妨礙。驗證3：用頻閃照片研究

11、平拋運動。用頻閃照相獲得平拋物體的運動軌跡，通過對頻閃照片的研究可以發(fā)現(xiàn)平拋物體在水平方向的位移x與時間成正比，在豎直方向上的位移與時間的二次方成正比，與伽利略的假設(shè)一致。【特別提醒】(1)用“研究平拋運動的實驗”中的裝置只能得出平拋物體在豎直方向的運動性質(zhì)，不能得出平拋物體在水平方向的運動性質(zhì)。(2)研究平拋運動的頻閃照片既可得出平拋物體在水平方向的運動性質(zhì)，也可得出豎直方向的運動性質(zhì)。【典例2】某同學(xué)設(shè)計了一個研究平拋運動的實驗，實驗裝置示意圖如圖甲所示。A是一塊平面木板，在其上等間隔地開鑿出一組平行的插槽(圖甲中P0P0、P1P1)，槽間距離均為d。把覆蓋復(fù)寫紙的白紙鋪貼在硬板B上，實驗

12、時依次將B板插入A板的各插槽中，每次讓小球從斜軌的同一位置由靜止釋放。每打完一點后，把B板插入后一槽中并同時向紙面內(nèi)側(cè)平移距離d。實驗得到小球在白紙上打下的若干痕跡點，如圖乙所示。(1)實驗前應(yīng)對實驗裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到_為止。每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了_。(2)每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d，是為了_。(3)在圖乙中繪出小球做平拋運動的軌跡?！舅悸伏c撥】解答本題時應(yīng)注意把握以下三點：關(guān)鍵點(1)要描繪平拋物體的軌跡，必須保證物體的初速度水平。(2)實驗中記錄的各點應(yīng)為同一平拋軌跡上的點，所以各次平拋的初速度必須相同。(3)用平滑曲線連接各點描繪平拋軌跡。【規(guī)范解答】(1)小球每次離開斜

13、槽后，應(yīng)做軌跡相同的平拋運動，所以實驗前要反復(fù)調(diào)節(jié)，使斜槽末端水平。每次從同一位置釋放，是為了使各次的初速度相同，從而保證小球每次的運動軌跡相同。(2)每次B板插入后一槽會使小球的水平位移增加d，若B板只向后移動而不向紙內(nèi)方向移動，在B板上打出的點在一條豎直線上，而不是一條拋物線。若向紙內(nèi)均勻移動B板，則可以使B板上的點形成平拋軌跡。所以每次將B板向內(nèi)平移d，既可以對應(yīng)水平位移的變化，使板上的x坐標(biāo)能表示水平位置的變化。又可以將紙面內(nèi)的平拋運動軌跡顯示在垂直紙面的B板上。(3)如圖所示。答案:(1)斜槽末端水平 保證小球每次的運動軌跡相同 (2)表示水平位移增加了d (3)見規(guī)范解答【變式訓(xùn)練

14、】在“探究平拋運動的運動規(guī)律”的實驗中，可以描繪出小球平拋運動的軌跡，實驗簡要步驟如下：A讓小球多次從_位置滾下，記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置。B按圖安裝好器材，注意_，記下平拋初位置O點和過O點的豎直線。C取下白紙，以O(shè)為原點，以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋運動物體的軌跡。完成上述步驟，正確的實驗順序是_?！窘馕觥堪惭b器材時，應(yīng)使斜槽末端水平，以保證小球做平拋運動。實驗中，每次小球應(yīng)從同一位置下落，以保證每次的運動軌跡都相同。答案:同一 斜槽末端水平 BAC【變式備選】研究平拋運動，下面哪些做法可以減小實驗誤差( )A.使用密度大、體積小的鋼球B.盡量減小鋼球與斜槽間的摩擦C

15、.實驗時，讓小球每次都從同一高度由靜止開始滾下D.使斜槽末端的切線保持水平【解析】選A、C、D。研究平拋運動時，鋼球體積越小，所受空氣阻力越小，并且記錄小球通過的位置越準(zhǔn)確，A正確；小球每次從斜槽上的同一位置由靜止開始滾下，可保證小球的初速度不變，與鋼球和斜槽間的摩擦無關(guān)。B錯誤，C正確；實驗時必須使斜槽末端的切線水平，以確保小球水平飛出做平拋運動。D正確。 曲線運動的性質(zhì)【探究導(dǎo)引】籃球被投出后，在空中劃過一道弧線，應(yīng)聲入筐。思考以下問題：()籃球運行中，其速度如何變化？()曲線運動一定是變速運動嗎？()做曲線運動的物體有可能是做勻變速運動嗎？【要點整合】 1.曲線運動的性質(zhì)由于做曲線運動的

16、物體的速度方向時刻在變化，不管速度大小是否變化，因其矢量性，物體的速度時刻在變化，所以曲線運動一定是變速運動。若物體所受合外力為恒力，則加速度恒定，物體做勻變速曲線運動；若合外力為變力，則加速度變化，物體做變加速曲線運動。2.運動的五種類型【特別提醒】(1)曲線運動一定是變速運動，但變速運動不一定是曲線運動。(2)物體的合外力為恒力時，它一定做勻變速運動，但可能是勻變速直線運動，也可能是勻變速曲線運動?！镜淅?】(2012宣城高一檢測)關(guān)于運動的性質(zhì)，以下說法正確的是( )A曲線運動一定是變速運動B變速運動一定是曲線運動C曲線運動一定是變加速運動D加速度不變的運動一定是直線運動【思路點撥】求解

17、本題時應(yīng)把握以下兩點：關(guān)鍵點(1)物體是否做變速運動要看速度的大小、方向是否變化。(2)物體是否做變加速運動取決于加速度的大小、方向是否變化?！疽?guī)范解答】做曲線運動的物體速度方向時刻變化，所以曲線運動一定是變速運動，A正確。變速運動可能是速度的方向在變化，也可能是速度的大小在變化，所以不一定是曲線運動，B錯誤。曲線運動可能是變加速曲線運動，也可能是勻變速曲線運動，C錯誤。加速度不變的運動可能是勻變速直線運動，也可能是勻變速曲線運動,D錯誤。答案:A【總結(jié)提升】曲線運動性質(zhì)的兩種判斷方法(1)看物體的合外力。若物體的合外力為恒力，則它做勻變速曲線運動；若物體的合外力為變力，則它做非勻變速曲線運動

18、。(2)看物體的加速度。若物體的加速度不變，則它做勻變速曲線運動；若物體的加速度變化，則它做非勻變速曲線運動?！咀兪接?xùn)練】如圖是拋出的鉛球運動軌跡的示意圖(把鉛球看成質(zhì)點)。畫出鉛球沿這條曲線運動時在A、B、C、D、E各點的速度方向及鉛球在各點的加速度方向(空氣阻力不計)。【解析】曲線運動中鉛球在某位置處的速度方向為曲線在該點的切線方向。在運動過程中，鉛球只受重力，方向豎直向下，所以加速度方向豎直向下。答案:速度方向如圖甲所示，加速度方向如圖乙所示?！緶剀疤崾尽砍藘煞N典型的研究平拋運動的實驗方案以外，還有其他一些實驗方案也可以用來研究平拋運動，了解這些方案的原理有助于理解平拋運動的特點?！镜?/p>

19、例】如圖所示的裝置中，水平軌道BE光滑，兩個相同的弧形軌道M、N分別用于發(fā)射小鐵球P、Q；兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度，使AC=BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等。將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小鐵球能以相同的考查內(nèi)容研究平拋運動的其他實驗方案初速度v0同時分別從軌道M、N的下端射出。實驗結(jié)果是兩小鐵球同時到達(dá)E處，發(fā)生碰撞。增加或減少軌道M的高度，再進(jìn)行實驗，結(jié)果兩小鐵球仍然發(fā)生碰撞。試分析該實驗現(xiàn)象說明了什么？【思路點撥】解答本題可按以下思路進(jìn)行：【規(guī)范解答】由于保證了小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等，

20、由M滑下的小鐵球P做平拋運動，而由N軌道滑出的小鐵球Q做勻速直線運動。兩小鐵球總相碰，說明做平拋運動的小鐵球P在水平方向的運動與做勻速直線運動的小鐵球Q的運動情況相同，故本實驗說明了平拋運動的物體在水平方向上做勻速直線運動。答案:見規(guī)范解答 掌握解題技能是提升成績的有效途徑，本欄目探尋知識內(nèi)涵，積累解題技巧，剖析疑難知識，分析常見模型，提升應(yīng)考能力！獲取高分，關(guān)鍵在此，請引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真揣摩體會！做曲線運動的物體的受力問題1合外力必不為零曲線運動是變速運動，凡物體做變速運動必有加速度，而加速度是由于力的作用產(chǎn)生的，因而做曲線運動的物體在任何時刻所受合外力皆不為零，不受力的物體不可能做曲線運動，即物

21、體所受的合外力必不為零。2合外力方向與運動方向的關(guān)系當(dāng)物體受到的合外力的方向與運動方向在一條直線上時，物體做加速直線運動或減速直線運動。物體做曲線運動時，合外力方向與運動方向必不共線。3從力的效果理解曲線運動的條件當(dāng)物體受到的合外力的方向跟物體的速度方向不在一條直線上，而是成一定角度時，合外力產(chǎn)生的加速度的方向跟速度方向也成一定角度。把加速度沿速度方向和垂直速度的方向分解，如圖所示。沿速度方向的加速度，表示速度v增大(a1與v同向)或減小(a1與v反向)；垂直速度方向的加速度，表示v的方向改變。所以物體做曲線運動時，a2一定不等于零，合加速度一定與速度不共線。4兩個推論(1)合外力與速度夾角為

22、銳角時，物體做曲線運動，速率越來越大；合外力與速度夾角為直角時，物體做曲線運動，速率不變；合外力與速度夾角為鈍角時，物體做曲線運動，速率越來越小。(2)物體的運動軌跡與合外力有關(guān)，物體運動時，其軌跡總偏向合外力所指的一側(cè)，或者說合外力總指向運動軌跡的凹側(cè)。【案例展示】(2012長春高一檢測)一個物體做曲線運動，在某時刻物體的速度v和合外力F的方向可能正確的是( )【規(guī)范解答】物體做曲線運動時，速度沿該點的切線方向，合外力與速度不共線，且指向軌跡彎曲方向的凹側(cè)，故選項A正確。答案:A【名師點評】(1)物體的運動軌跡與初速度和合外力兩個因素有關(guān)，軌跡在合外力與速度所夾區(qū)域之間且與速度相切。(2)具

23、有一定初速度的物體在恒力作用下做曲線運動時，物體的末速度越來越接近力的方向，但不會與力的方向共線。1.關(guān)于平拋運動的性質(zhì)，以下說法中正確的是( )A.加速度不斷改變B.勻變速運動C.勻速曲線運動D.不可能是兩個直線運動的合運動【解析】選B。平拋運動是初速度沿水平方向且只在重力作用下的運動，所以是加速度恒為g的勻變速運動，故A、C錯誤，B正確。平拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，所以D錯誤。2.在“研究平拋物體的運動”的實驗中，為減小空氣阻力對小球的影響，選擇小球時，應(yīng)選擇( )A.實心小鐵球B.空心小鐵球C.實心小木球D.以上三種球都可以【解析】選A。平拋運動是只受重力作用的運動，為了減小小球在運動過程中所受空氣阻力的影響，應(yīng)選擇體積小，密度和質(zhì)量大的球，A正確