深度解析平拋運(yùn)動(dòng)

申仁智

(江蘇省如皋市第一中學(xué),江蘇 如皋 226500)

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深度解析平拋運(yùn)動(dòng)

申仁智

(江蘇省如皋市第一中學(xué),江蘇 如皋 226500)

本文深度剖析了平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律，結(jié)合實(shí)例給出了兩種處理平拋問題的方法和解 題步驟，希望對學(xué)生解決平拋運(yùn)動(dòng)問題有所啟迪.

平拋運(yùn)動(dòng);剖析;方法技巧

平拋運(yùn)動(dòng)是高中物理中重要的曲線運(yùn)動(dòng)形式，也是高考考查的熱點(diǎn)內(nèi)容.高考對平拋運(yùn)動(dòng)的考查形式多樣，側(cè)重對知識的綜合考查，給學(xué)生復(fù)習(xí)帶來了困難.其實(shí)分析高考試題中的平拋運(yùn)動(dòng)問題，還是有規(guī)律的.本文對此總結(jié)歸納，供學(xué)生學(xué)習(xí)參考.

一、平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及規(guī)律

平拋運(yùn)動(dòng)的定義是：水平拋出的物體僅在重力作用下的運(yùn)動(dòng).根據(jù)定義可以看出平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)特點(diǎn)，一是初速度方向?yàn)樗椒较颍侵皇苤亓ψ饔?在用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解題之前，首先要判斷運(yùn)動(dòng)是否為平拋運(yùn)動(dòng).平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且勻速直線運(yùn)動(dòng)速度等于初速度v0，勻加速直線運(yùn)動(dòng)初速度為零.這兩種分運(yùn)動(dòng)都有各自的特點(diǎn)，在解題時(shí)往往對他們的合運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解，常采用分解速度或分解位移的方法，通過分速度(或分位移)和合速度(或合位移)之間的關(guān)系來解題.

二、平拋運(yùn)動(dòng)解題步驟

1.畫出平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡；

2.根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)軌跡建立直角坐標(biāo)系，一般以水平方向?yàn)閤軸，豎直方向?yàn)閥軸；

3.根據(jù)題目條件特點(diǎn)決定分解速度還是分解位移，畫出速度或位移分解的矢量圖；

4.分析x、y軸的運(yùn)動(dòng)，利用相應(yīng)的分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)解題.

三、平拋運(yùn)動(dòng)解題示例

1.分解速度

例1 如圖1所示，AB為半圓環(huán)ACB的水平直徑，C

為環(huán)上的最低點(diǎn)，環(huán)半徑為R.一個(gè)小球從A點(diǎn)以速度v0水平拋出，不計(jì)空氣阻力，則下列說法正確的是( ).

A.要使小球掉到環(huán)上時(shí)的豎直分速度最大，小球應(yīng)落在BC之間

B.即使v0取值不同，小球掉到環(huán)上時(shí)的速度方向與水平方向之間的夾角也相同

C.若v0取值適當(dāng)，可以使小球垂直撞擊半圓環(huán)

D.無論v0取何值，小球都不可能垂直撞擊半圓環(huán)

圖1 圖2

點(diǎn)評 本題有一定的難度，對學(xué)生的綜合分析能力要求較高.解題時(shí)要對速度進(jìn)行分解，利用好平拋運(yùn)動(dòng)速度、位移與水平方向夾角的關(guān)系，學(xué)生在平時(shí)應(yīng)牢記平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，在解題中加以應(yīng)用，會大大簡化解題步驟.

圖3 圖4

2.分解位移

例2 如圖3所示，從傾角為θ的足夠長斜面上的A點(diǎn)將一小球以初速度v0水平拋出，空氣阻力不計(jì)，小球落在斜面上，則( ).

A.平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為沿斜面向下的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于斜面的勻減速直線運(yùn)動(dòng)

B.小球離斜面距離最大和剛接觸斜面時(shí)，沿斜面方向的位移之比為1:4

解析 本題對平拋運(yùn)動(dòng)的分解并不是常見的分解為水平方向和豎直方向，而是分解為沿斜面向下和垂直于斜面兩個(gè)方向，如圖4所示，沿斜面方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，初速度vox=v0cosθ，加速度ax=gsinθ.垂直于斜面方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，初速度voy=v0sinθ，加速度ay=gcosθ.A項(xiàng)錯(cuò)誤.由圖4可知，vy=0時(shí)，小球離斜面距離最大，根

點(diǎn)評 本題給出了平拋運(yùn)動(dòng)的另一種運(yùn)動(dòng)分解的方法，解題時(shí)要靈活選擇分解方向，聯(lián)系處理勻變速運(yùn)動(dòng)問題的方法和規(guī)律進(jìn)行求解.

通過上面的討論可以看出，盡管問題情境、物理模型發(fā)生變化，基本的解題步驟是不變的.學(xué)生在掌握和理解解題步驟和方法的前提下，根據(jù)具體情境靈活調(diào)用相關(guān)的知識，做到知識的融會貫通，解決平拋運(yùn)動(dòng)問題會得心應(yīng)手.

[1]莫洪祥.淺談平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及運(yùn)用[J].物理教學(xué)探討，2016(2).

[2]馬秀.四類常見的平拋問題例析[J].中學(xué)生數(shù)理化(學(xué)習(xí)研究)，2016(4).

[責(zé)任編輯：閆久毅]

2017-05-01

申仁智(1972.11-),男,中學(xué)高級,本科學(xué)歷,江蘇如皋,從事教材教法，試題解法研究.

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1008-0333(2017)16-0070-02