高中人教物理专题4.2 抛体运动的规律及实验【讲】解析版.docx

专题4.2 抛体运动的规律及实验【讲】
目录
一 讲核心素养 1
二 讲必备知识 1
【知识点一】平抛运动基本规律的应用 1
【知识点二】斜抛运动 5
【知识点三】实验：探究平抛运动的特点 6
三．讲关键能力 10
【能力点一】.会分析平抛运动的临界和极值问题 10
【能力点二】.会分析有约束条件的平抛运动问题 12
四．讲模型思想 15
斜面平抛模型 15
一 讲核心素养
1.物理观念：平抛运动、斜抛运动。
(1)掌握平抛运动的规律，会用运动的合成与分解方法分析平抛运动。
(2)会处理平抛运动中的临界、极值问题。
(3)能定性分析斜抛运动。
2.科学思维：平抛斜面、圆弧面模型。
(1)知道常见的四类斜面平抛模型并能区分不同类型的斜面倾角的物理含义。
(2)会利用运动合成与分解的思想分析几种常见的平抛圆弧组合模型。
3.科学探究：实验：探究平抛运动的特点
(1)．用实验的方法描出平抛运动的轨迹．
(2)．判断平抛运动的轨迹是否为抛物线．
(3)．根据平抛运动的轨迹求其初速度．
4.科学态度与责任：平抛运动在生活实际中的应用。
能将具体问题情景通过构建物理模型转化为物理问题进而应用物理规律来解决，以此提升分析推理能力和模型构建能力。
二 讲必备知识
【知识点一】平抛运动基本规律的应用
1．飞行时间
由t＝知，时间取决于下落高度h，与初速度v0无关．
2．水平射程
x＝v0t＝v0，即水平射程由初速度v0和下落高度h共同决定，与其他因素无关．
3．落地速度
v＝＝，以θ表示落地速度与水平正方向的夹角，有tan θ＝＝，落地速度与初速度v0和下落高度h有关．
4．速度改变量
因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g，所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔Δt内的速度改变量Δv＝gΔt是相同的，方向恒为竖直向下，如图所示．
5．两个重要推论
(1)做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，如图所示，即xB＝.
推导：
→xB＝
(2)做平抛运动的物体在任意时刻任意位置处，有
tan θ＝2tan α.
推导：
→tan θ＝2tan α
【例1】(2021·东北师大附中一模)在空中同一位置水平抛出初速度不同的两个小球(忽略空气的影响)，则从抛出开始(　　)
A．下降相同高度时初速度较大的球的速度与水平方向的夹角大
B．下降相同高度时初速度较小的球在竖直方向上的速度较小
C．通过同一水平距离时初速度较大的球在竖直方向上的速度较大
D．通过同一水平距离时初速度较大的球在竖直方向上的速度较小
【答案】D　
【解析】设球的速度与水平方向的夹角为θ，则tan θ＝，由2gh＝v可知，下降相同高度时vy相同，初速度越大则球的速度与水平方向的夹角越小，故A、B错误；由球在水平方向做匀速直线运动可知t＝，x相同时，初速度大的小球所用时间少，由vy＝gt可知，初速度较大的小球在竖直方向上的速度较小，故C错误，D正确。
【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念中的运动观及科学思维中的科学推理。要求考生能正确建立模型情境图写出相关表达式根据表达式的含义得出正确结论。
【变式训练1】(2021·1月江苏新高考适应性考试，5)某生态公园的人造瀑布景观如图所示，水流从高处水平流出槽道，恰好落入步道边的游泳池中。现制作一个为实际尺寸的模型展示效果，模型中槽道里的水流速度应为实际的(　　)
A. B. C. D.
【答案】　B
【解析】　由题意可知，水流出后做平抛运动的水平位移和竖直位移均变为原来的，则有h＝gt2，得t＝，所以时间变为实际的，则水流出的速度v＝，由于水平位移变为实际的，时间变为实际的，则水流出的速度为实际的，故选项B正确。
【变式训练2】(2020·全国卷Ⅱ·16)如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高0.5h.若摩托车经过a点时的动能为E1，它会落到坑内c
点.c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的动能为E2，该摩托车恰能越过坑到达b点.等于(　　)
A.20 B.18 C.9.0 D.3.0
【答案】　B
【解析】　摩托车从a点做平抛运动到c点，水平方向：h＝v1t1，竖直方向：h＝gt12，可解得v1＝，动能E1＝mv12＝；摩托车从a点做平抛运动到b点，水平方向：3h＝v2t2，竖直方向：0.5h＝gt22，解得v2＝3，动能E