平抛运动举例,建模探究指导

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1引言
平抛运动是高中物理的重点内容,是相对于常规直线运动的一种特殊的复杂运动,教学中需要构建模型,并针对性分析,包括速度分解与合成的方法.而在解题教学中建议结合常见的问题情境指导分析思路,提升学生的解题能力.
2 教学指导
平抛运动的类型较为多样,可以分为斜面平抛和曲面平抛两大类,教学中可以结合模型来分析拆解方法,引导学生掌握分析思路.
2. 1 斜面上的平抛
斜面上的平抛通常有两种情形,包括沿斜面方向、从空中平抛垂直落到斜面上,其中第二种情形从空中平抛到斜面上较为特殊,需要重点讲解.教学中可以给出图1所示的模型,对其速度进行分解,构建速度矢量三角形模型.
(1)模型构建.
如图1所示,在 x 方向上,有 vx=v0 ;在 方向上,有 vy=gt ;在速度拆解的基础上构建关系式,则有 .解题教学中可以引导学生先对速 (4度进行拆解,再结合平抛运动的特点来建立方程求解问题.
图1
(2)解题指导.
例1如图2所示,从点 P 沿着水平方向抛出一个小球(可视为质点),小球经过时间 Ψt 后,恰好垂直落在了一个斜面的点 Q 处.已知小球投出时的初速度为 v0 ,斜面的倾角为 θ ,重力加速度为 g ,小球运动过程的空气阻力不计.试回答下列问题:
图2
① 试求小球投出时的初速度 v0 ② 试求小球落到点 Q 时的瞬时速度;③ 若增大小球投出的初速度,小球的落点在哪里.
分析与解 根据题设条件可知为平抛运动中的"从空中平抛垂直落到斜面”情形,可以结合上述模型进行分析,对落点 Q 处的速度进行拆解.如图3所示,其在竖直方向的速度大小为 ;水平方向的速度大小为 v0
图3
① 根据几何关系可知 ,因此初始速度U。(剩余1032字)