一、平拋運動
1.定義:將物體以一定的初速度沿水平方向拋出,物體只在__重力___作用下(不考慮空氣阻力)所做的運動,叫平拋運動.
2.性質:平拋運動是加速度恆為_重力加速度____的__勻變速__曲線運動,軌跡是拋物線.
二、平拋運動的規律
以拋出點為原點,以水平方向(初速度v0方向)為x軸,以豎直向下的方向為y軸建立平面直角坐標系,則
1.水平方向:做__勻速直線__運動,速度:vx=__v0__,位移:x=_v0t___.
2.豎直方向:
做自由落體運動,速度:vy=_gt__,
位移:
平拋運動和圓周運動
三、對平拋運動規律的進一步理解
1.程和飛行時間
(1).飛行時間:
(2).水平射程:
2.速度的變化規律
水平方向分速度保持vx=v0不變;豎直方向加速度恆為g,速度vy=gt,從拋出點起,每隔Δt時間,速度的矢量關係如圖4-2-1所示,這一矢量關係有兩個特點:
(1)任意時刻的速度水平分量均等於初速度v0.
(2)任意相等時間間隔Δt內的速度改變量Δv的方向均豎直向下,大小均為Δv=Δvy=gΔt.
3.位移的變化規律
(1)任意相等時間間隔內,水平位移不變,且Δx=v0Δt.
(2)任意相等的時間間隔Δt內,豎直方向上的位移差不變,即
4.平拋運動的兩個重要推論
(1)推論Ⅰ:做平拋(或類平拋)運動的物體在任一時刻任一位置處,設其末速度方向與水平方向的夾角為θ,位移與水平方向的夾角為φ,則tanθ=2tanφ.
(2)推論Ⅱ:做平拋(或類平拋)運動的物體,任意時刻的瞬時速度方向的反向延長線一定通過此時水平位移的中點.如圖4-2-3所示,設平拋物體的初速度為v0,從原點O到A點的時間為t,A點坐標為(x,y),B點坐標為(x′,0)
特別提醒:
速度和位移與水平方向的夾角關係為tanθ=2tanφ,但不能誤認為θ=2φ.
[高頻考點例析]
題型一平拋運動規律的應用
例1.物體做平拋運動,在它落地前的1 s內它的速度與水平方向夾角由30°變成60°,g=10 m/s2.求:
(1)平拋運動的初速度v0;
(2)平拋運動的時間;
(3)平拋時的高度.
【思路點撥】 根據已知條件,需正確利用水平方向的速度不變,豎直方向速度隨時間均勻增大,應畫出速度的矢量關係圖,然後利用平拋運動的規律求解.
【解析】
當物體做平拋運動時,水平方向做勻速直線運動,豎直方向做自由落體運動。列出水平和豎直方向的基本關係外,一般題目中還有x與y或者vx與vy的某中關係。本題中存在60o時和30o時兩個速度關係。
【方法技巧】 分析和研究平拋運動,重在對水平方向做勻速直線運動,豎直方向做自由落體運動規律的理解和靈活交替運用.還要充分利用平拋運動中的兩個矢量三角形找各量的關係.
題型二與斜面有關聯的平拋運動
(2)由小球的運動軌跡可知,當小球的速度方向與斜面平行時,小球與斜面間的距離最大.設此時小球已運動的時間為t0,如圖4-2-9所示,則:
由題中圖可知當gt/v0=tgα時小球與斜面間的距離最大。
【規律總結】
(1)與斜面有關的平拋運動,注意挖掘速度或位移方向這個條件,要麼分解速度,要麼分解位移,一定能使問題得到解決.
(2)對平拋運動的分解不是唯一的,可借用斜拋運動的分解方法研究平拋,即要靈活合理地運用運動的合成與分解解決曲線運動.
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