1.3 平抛运动 1.4 生活和生产中的抛体运动 探究平抛运动 一、平抛运动 1.平抛运动的定义 将物体以一定的初速度沿 方向抛出,仅在 作用下物体所做的运动称为平抛运动. 2.理想化模型 与自由落体运动相似,平抛运动同样是一个忽略了空气阻力的理想化模型.这体现了物理学解决问题时抓住主要因素、忽略次要因素的研究思想. 二、探究平抛运动的特点 1.实验目的 (1)研究平抛运动水平方向分运动的特点. (2)研究平抛运动竖直方向分运动的特点. 2.实验原理 物体的平抛运动可以看作是两个方向的分运动的合成,一个是水平方向的分运动,另一个是竖直方向的分运动. 3.实验器材 平抛运动实验器(包括弧形轨道、电磁铁、碰撞开关等)、电源、钢球、导线等. 4.实验步骤 (1)研究平抛运动水平方向分运动的特点. ①使电磁铁C和D分别相对各自轨道出口水平线处于相同高度.把两个钢球分别吸在电磁铁C、D上.切断电源,使两个钢球以相同的初速度同时水平射出. ②改变电磁铁C、D与各自轨道出口水平线的相对高度,并确保高度相等. ③多次重复以上步骤.观察实验现象,并分析平抛运动水平方向分运动的特点. (2)研究平抛运动竖直方向分运动的特点. ①把两个钢球分别吸在电磁铁C、E上,并确保电磁铁E上的钢球与轨道A出口处于同一高度.释放轨道A的钢球.钢球在水平出口处碰撞开关S,切断电磁铁E的电源,使钢球从电磁铁E处释放. ②改变电磁铁E的位置,让其从N向M移动. ③多次重复以上步骤.观察实验现象,并分析平抛运动竖直方向分运动的特点. 5.实验现象 当电磁铁C、D上的钢球同时释放时,两个钢球分别做平抛运动和匀速直线运动,并最终发生碰撞.这表明做平抛运动的钢球在水平方向上的分运动是匀速直线运动.当同时释放电磁铁C、E上的钢球时,两个钢球分别做平抛运动和自由落体运动,并最终同样发生碰撞.这表明做平抛运动的钢球在竖直方向上的分运动是自由落体运动. 6.实验结论 研究表明,平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动,在竖直方向的分运动是自由落体运动. 7.注意事项 (1)轨道安装:实验中必须调整轨道末端水平,将钢球放在轨道末端,若能使钢球在轨道末端静止,轨道末端就水平了. (2)钢球释放. ①两个钢球每次必须从相对各自轨道出口水平线相同高度释放. ②钢球开始滚下的位置高度要适中. 【典例突破】 [典例1] 忽略空气阻力,下列物体的运动可视为平抛运动的是( ) A.苹果从树上自由下落 B.排球被运动员直接扣向地面 C.炸弹从水平匀速飞行的飞机上自由释放 D.炮弹从倾斜炮筒中射出 [典例2] (2023年第一次广东合格性考试)(多选)图是“探究平抛运动的特点”的实验装置,横挡板在不同高度卡住平抛运动的小球来确定小球运动的轨迹,下列操作正确的有( ) A.保持斜槽末端切线水平 B.调整硬木板使其与小球下落的竖直面平行 C.测量同一条轨迹时,小球每次可以从不同高度静止释放 D.用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹 [典例3] (2024年第一次广东合格性考试)如图所示,在探究平抛运动规律的实验中,忽略空气阻力的影响.用小锤击打弹性金属片,P球沿水平方向抛出,同时Q球被松开而自由下落.再次实验,增加锤子击打金属片的力度,两次实验中关于两球空中运动时间tP和tQ的说法正确的是( ) A.tP增大 B.tP减小 C.tQ减小 D.tQ不变 平抛运动的规律 一、平抛运动的坐标系 建立如图所示的平面直角坐标系.以抛出点为坐标原点O,以水平方向为x轴,正方向与初速度v0的方向相同;以竖直方向为y轴,正方向竖直向下. 二、平抛运动的规律总结 项目 速度 位移 水平分 运动 水平速度vx= 水平位移x= 竖直分 运动 竖直速度vy= 竖直位移y= 合运动 大小:v= ; 方向:与水平方向夹角为θ,tan θ== 大小:s= ; 方向:与水平方向夹角为α,tan α== ... ...
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