高一物理必修2全套教案带详细答案新人教版共227页

第一节曲线运动树叶在秋风中翩翩落下，树叶的运动轨迹是曲线；铅球被掷出后在重力作用下落向地面，铅球的运动轨迹是曲线；在NBA比赛中，运动员高高跳起，投出的篮球在空中的运动轨迹是曲线；标志着中国航天实力、令国人扬眉吐气的“神舟十号”载人飞船和“嫦娥一号”探测器进入太空后的运动轨迹也是曲线．1．知道曲线运动是变速运动，知道曲线运动的速度方向，会根据实际把速度进行分解．2．学会用实验探究的方法研究曲线运动，知道运动的合成与分解概念，会用平行四边形定则进行运动的合成和分解．3．知道物体做曲线运动的条件，会判断做曲线运动的物体所受合外力的大致方向．4．会用运动的合成和分解研究实际物体的运动．一、曲线运动的位移和速度1．曲线运动的定义．所有物体的运动可根据其轨迹的不同分为两大类，即直线运动和曲线运动．运动轨迹为曲线的运动叫做曲线运动．2．曲线运动的位移．曲线运动的位移是指运动的物体从出发点到所研究位置的有向线段．曲线运动的位移是矢量，其大小为有向线段的长度，方向是从出发点指向所研究的位置．3．曲线运动的速度．(1)物体做曲线运动时，速度的方向时刻都在改变．(2)物体在某一点(或某一时刻)的速度方向为沿曲线在这一点的切线方向．(3)做曲线运动的物体，不管速度大小是否变化，速度的方向时刻都在变化，所以曲线运动是一种变速运动．二、物体做曲线运动的条件1．从运动学的角度看：质点加速度的方向与速度的方向不在一条直线上时，质点就做曲线运动．2．从动力学的角度看：当物体所受合外力不为零，且合外力方向与速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动．三、运动的实验探究一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体R.将玻璃管口塞紧．1．将这个玻璃管倒置，如图(1)所示．可以看到蜡块上升的速度大致不变．即蜡块做匀速运动．2．再次将玻璃管上下颠倒．在蜡块上升的同时将玻璃管向右匀速移动，观察研究蜡块的运动．3．以开始时蜡块的位置为原点，建立平面直角坐标系，如图(2)所示．设蜡块匀速上升的速度为v y、玻璃管水平向右移动的速度为v x.从蜡块开始运动的时刻计时，则t时刻蜡块的位置坐标为x＝v x t，y＝v y t；蜡块的运动轨迹y＝v yv xx是直线．蜡块位移的大小l＝tan θ＝v y v x 求得．四、运动的合成与分解1．平面内的运动：为了更好地研究平面内的物体运动，常建立直角坐标系． 2．合运动和分运动：如果物体同时参与了几个运动，那么物体的实际运动就叫做那几个运动的合运动，那几个运动叫做这个物体实际运动的分运动． (这是边文，请据需要手工删加)3．运动的合成与分解．由已知分运动求跟它们等效的合运动叫做运动的合成；反之，由已知的合运动求跟它等效的分运动叫做运动的分解，即：4．运动合成和分解所遵循的法则．描述运动的物理量(位移、速度、加速度等)都是矢量，对它们进行合成和分解时可运用平行四边形定则和三角形定则．物理建模——小船过河问题分析一、模型特点1．条件：河岸为平行直线，水流速度v 水恒定，船相对静水的速度v 船大小一定，河宽设为d.2．常见问题：小船渡河问题可以分为四类，即能否垂直于河岸过河、过河时间最短、过河位移最短和躲避障碍，考查最多的是过河时间最短和过河位移最短的问题．二、处理方法1．以渡河时间为限制条件——渡河时间最短问题．因为水流的速度始终是沿河岸方向，不可能提供垂直于河岸的分速度，因此只要是船头垂直于河岸航行，此时的渡河时间一定是最短时间，如图所示．即t min ＝d v 船，d 为河宽，此时的渡河位移x ＝d sin α，α为位移或合速度与水流的夹角，一般情况下，如果用时间t 渡河，t>t min ，这个时间可以用t ＝d vsin β来求，从而可以求出β，β为船头与河岸的夹角．注意，这种情况往往有两个解．2．以渡河位移为限制条件．先分析渡河位移最短的特例，分两种情况讨论．情况一：v 水<v 船．此时，使船头向上游倾斜，使船在沿河方向的分速度等于水流的速度，这样船的实际位移即垂直于河岸，最短的位移即为河宽 d.这种情况下，船头与上游的夹角θ＝arccos v 水v 船，渡河的时间t ＝d v 船sin θ. 情况二：v 水>v 船．此时，无论船头方向指向什么方向，都不能使船垂直于河岸航行，但也应该有一个最短位移．如图所示，当船的实际速度即合速度的方向沿图中的v 的方向时，船的位移最短．以船的速度为半径所做的圆表示了船可能的速度方向，很显然，只有当合速度的方向与圆周相切时，船渡河的实际位移最短，其它的方向不仅要大于该位移，而且沿该轨迹运动，船的速度方向对应两个方向，有两个合速度的大小．此时，速度三角形和位移三角形相似，有s d ＝v 水v 船，合速度的大小v ＝v 2水－v 2船，船头与河岸上游的夹角cos θ＝v 船v 水. 三、典例剖析河宽d ＝200 m ，水流速度v 1＝3 m/s ，船在静水中的速度v 2＝5 m/s.求：(1)欲使船渡河时间最短，船应怎样渡河？最短时间是多少？船经过的位移多大？(2)欲使船航行距离最短，船应怎样渡河？渡河时间多少？解析：(1)欲使船渡河时间最短，船头的方向应垂直河岸，如图1，渡河最短时间t min ＝d v 2＝2005s ＝40 s ，船经过的位移大小x ＝vt ＝v 21＋v 22·t ＝4034 m.(2)船过河距离最短为河宽，船的合速度方向垂直河岸，如图2，合速度v ＝v 22－v 21＝4 m/s.船速与河岸的夹角cos θ＝v 1v 2＝35，θ＝53°，渡河时间t ＝d v ＝2004s ＝50 s. 答案：见解析1．(多选)关于做曲线运动的物体的速度和加速度，下列说法中正确的是(BD)A ．速度方向不断改变，加速度方向不断改变B ．速度方向不断改变，加速度一定不为零C ．加速度越大，速度的大小改变得越快D ．加速度越大，速度改变得越快2．关于物体做曲线运动的条件，下列说法中正确的是(B)A ．物体所受的合力是变力B ．物体所受合力的方向与速度方向不在同一条直线上C．物体所受合力的方向与加速度的方向不在同一条直线上D．物体所受合力的方向一定是变化的3．(多选)如果两个分运动的速度大小相等，且为定值，则下列论述中正确的是(AC) A．当两个分速度夹角为0°时，合速度最大B．当两个分速度夹角为90°时，合速度最大C．当两个分速度夹角为120°时，合速度大小与每个分速度大小相等D．当两个分速度夹角为120°时，合速度大小一定小于分速度大小一、选择题1．做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是(B)A．速率B．速度C．加速度 D．合外力2．对于互成角度的两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动，下列说法正确的是(C)A．一定是直线运动B．一定是曲线运动C．可能是直线运动，也可能是曲线运动D．以上说法均不正确解析：将两个运动的初速度合成、加速度合成，如右图所示．当a与v重合时，物体做直线运动；当a与v不重合时，物体做曲线运动，由于题目没有给出两个运动的初速度和加速度的具体数值及方向，故以上两种情况均有可能，C正确．3．一只船以一定的速度垂直河岸行驶，当河水流速恒定时，下列所述船所通过的路程、渡河时间与水流速度的关系，正确的是(D)A．水流速度越大，路程越长，时间越长B．水流速度越大，路程越短，时间越长C．水流速度越大，路程与时间都不变D．水流速度越大，路程越长，时间不变4．若一个物体的运动是由两个独立的分运动合成的，则(AB)A．若其中一个分运动是变速运动，另一个分运动是匀速直线运动，则物体的合运动一定是变速运动B．若两个分运动都是匀速直线运动，则物体的合运动一定是匀速直线运动(两分运动速度大小不等)C．若其中一个分运动是匀变速直线运动，另一个分运动是匀速直线运动，则物体的运动一定是曲线运动D．若其中一个分运动是匀加速直线运动，另一个分运动是匀减速直线运动，则合运动一定是曲线运动5．一质点(用字母O表示)的初速度v0与所受合外力的方向如图所示，质点的运动轨迹用虚线表示，则所画质点的运动轨迹中可能正确的是(A)6．一质点做曲线运动，在运动的某一位置，它的速度方向、加速度方向以及所受合外力的方向之间的关系是(B)A．速度、加速度、合外力的方向有可能都相同B．加速度方向与合外力的方向一定相同C．加速度方向与速度方向一定相同D．速度方向与合外力方向可能相同，也可能不同解析：质点做曲线运动时，速度方向沿轨迹的切线方向且与合外力方向不在同一直线上，而据牛顿第二定律知加速度方向与合外力的方向相同，故选B.7．如图所示为一质点在恒力F作用下在xOy平面上从O点运动到B点的轨迹，且在A 点时的速度v A与x轴平行，则恒力F的方向可能是(D)A．沿＋x方向B．沿－x方向C．沿＋y方向 D．沿－y方向解析：根据做曲线运动的物体所受合外力指向曲线内侧的特点，质点在O点的受力方向可能沿＋x方向或－y方向，而由A点可以推知恒力方向不能沿＋x方向，但可以沿－y 方向，所以D项正确．8．在平直铁路上以速度v0匀速行驶的列车车厢中，小明手拿一钢球将其从某高处释放，探究其下落的规律，通过实验，下列结论得到验证的是(D)A．由于小球同时参与水平方向上的匀速运动和竖直方向上的下落运动，落点应比释放点的正下方偏前一些B．由于列车以v0的速度向前运动，小球落点应比释放点的正下方偏后一些C．小球应落在释放点的正下方，原因是小球不参与水平方向上的运动D．小球应落在释放点的正下方，原因是小球在水平方向上速度也为v09．下列说法不正确的是(BD)A．判断物体是做曲线运动还是直线运动，应看合外力方向与速度方向是否在一条直线上B．静止物体在恒定外力作用下一定做曲线运动C．判断物体是做匀变速运动还是非匀变速运动应看所受合外力是否恒定D．匀变速运动的物体一定沿直线运动解析：当合外力方向与速度方向在一条直线上时，物体做直线运动，当它们方向有一夹角时，物体做曲线运动，故A对，B错．物体受的合外力恒定时，就做匀变速运动，合外力不恒定就做非匀变速运动，可见匀变速运动可能是直线运动也可能是曲线运动，故C对，D错．二、非选择题10. 一辆车通过一根跨过定滑轮的轻绳子提升一个质量为m的重物，开始车在滑轮的正下方，绳子的端点离滑轮的距离是H.车由静止开始向左做匀加速运动，经过时间t 绳子与水平方向的夹角为θ，如图所示，试求：(1)车向左运动的加速度的大小；(2)重物m 在t 时刻速度的大小.解析：(1)汽车在时间t 内向左走的位移：x ＝Hcot θ，又汽车匀加速运动x ＝12at 2， 所以a ＝2x t 2＝2Hcot θt 2. (2)此时汽车的速度v 汽＝at ＝2Hcot θt， 由运动分解知识可知，汽车速度v 汽沿绳的分速度与重物m 的速度相等，即v 物＝v 汽cos θ，得v 物＝2Hcot θcos θt. 答案：(1)2Hcot θt 2 (2)2Hcot θcos θt11．宽9 m 的成形玻璃以2 m/s 的速度连续不断地向前行进，在切割工序处，金刚割刀的速度为10 m/s ，为了使割下的玻璃板都成规定尺寸的矩形，则：(1)金刚割刀的轨道应如何控制？(2)切割一次的时间多长？解析：(1)由题目条件知，割刀运动的速度是实际的速度，所以为合速度．其分速度的效果是恰好相对玻璃垂直切割．设割刀的速度v 2的方向与玻璃板运动速度v 1的方向之间的夹角为θ，如图所示．要保证割下均是矩形的玻璃板，则由v 2是合速度得v 1＝v 2cos θ所以cos θ＝v 1v 2＝15， 即θ＝arccos 15， 所以，要割下矩形玻璃板，割刀速度方向与玻璃板运动速度方向成θ＝arccos 15角． (2)切割一次的时间t ＝d v 2sin θ＝910× 1－125 s ≈0.92 s.答案：(1)割刀速度方向与玻璃板运动速度方向成arccos 15角 (2)0.92 s第五章曲线运动第二节 平 抛 运 动1997年，香港回归前夕，柯受良又驾跑车成功飞越了黄河天堑壶口瀑布(如右图所示)，宽度达55米，获得了“亚洲第一飞人”的称号．柯受良能完成这一系列的跨越，不仅仅需要高超的技术和过人的气魄，还需要掌握科学规律．盲目自信、盲目挑战不是真正的勇敢．可以相信的是，柯受良的每一次跨越都建立在大量的准备和科学的分析上，他必须对抛体运动的规律基于实际情况加以应用，这才是一种有勇气和智慧的挑战．1．知道抛体运动的概念及特点、类型．2．掌握平抛运动的规律．3．理解处理平抛运动的思路，会解决实际的平抛运动的问题．一、抛体运动1．定义．以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力作用，这种运动叫做抛体运动．当物体做抛体运动的初速度沿水平方向时，叫做平抛运动．2．抛体运动的特点．(1)具有一定的初速度v0.(2)只受重力作用，加速度恒定，a＝g，加速度方向总是竖直向下．二、平抛运动1．平抛运动的条件．(1)物体具有水平方向的初速度．(2)运动过程中只受重力作用．2．平抛运动的性质．由于做平抛运动的物体只受重力作用，由牛顿第二定律可知，其加速度恒为g，是匀变速运动，又重力与初速度方向不在同一直线上，物体做曲线运动，故平抛运动是匀变速曲线运动．3．平抛物体的位置．平抛运动的物体落至地面时，抛出点与落地点间的水平距离为x ，竖直距离为y ，在空中运动的时间为t.(1)在水平方向上，物体做匀速直线运动，所以x ＝v 0t ． (2)在竖直方向上，物体做自由落体运动，所以y ＝12gt 2．(3)以抛出点为坐标原点，以v 0的方向为x 轴，向下为y 轴，则平抛运动的物体在t 时刻的位置为⎝⎛⎭⎪⎫v 0t ，12gt 2． 4．平抛物体的轨迹． (1)运动轨迹：y ＝g 2v 20x 2．(2)轨迹的性质：平抛运动的轨迹是一条抛物线． 5．平抛物体的速度． (1)水平速度：v x ＝v 0． (2)竖直速度：v y ＝ gt ．(3)落地速度：v 地＝“斜面上方的平抛运动”的处理方法一、常见模型平抛运动经常和斜面结合起来命题，求解此类问题的关键是挖掘隐含的几何关系．常见模型有两种：1．物体从斜面平抛后又落到斜面上，如图所示．则其位移大小为抛出点与落点之间的距离，位移的偏角为斜面的倾角α，且tan α＝yx.2．物体做平抛运动时以某一角度θ落到斜面上，如图所示．则其速度的偏角为θ－α，且tan(θ－α)＝v yv 0.二、处理方法解答这类问题往往需要：1．作出水平或竖直辅助线，列出水平方向或竖直方向的运动方程． 2．充分利用几何关系→找位移(或速度)与斜面倾角的关系． 三、典例剖析如图所示，一固定斜面ABC ，倾角为θ，高AC ＝h ，在顶点A 以某一初速度水平抛出一小球，恰好落在B 点，空气阻力不计，试求自抛出起经多长时间小球离斜面最远．解析：如图所示，当小球的瞬时速度v 与斜面平行时，小球离斜面最远，设此点为D ，由A 到D 的时间为t 1.解法一 将平抛运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动，则 v y ＝gt 1，又v y ＝v 0 tan θ，设小球由A 到B 时间为t ，则h ＝12gt 2，而tan θ＝hv 0t，解得t 1＝h 2g. 解法二 沿斜面和垂直于斜面建立坐标系如图所示，分解v 0和加速度g ，这样沿y 轴方向的分运动是初速度为v y 、加速度为g y 的匀减速直线运动，沿x 方向的分运动是初速度为v x 、加速度为g x 的匀加速直线运动．当v y ＝0时小球离斜面最远，经历时间为t 1，当y ＝0时小球落到B 点，经历时间为t ，显然t ＝2t 1.在y 轴方向，当y ＝0时有 0＝v 0sin θt －12gcos θ·t 2，在水平方向有h tan θ＝v 0t ，解得t 1＝t2＝h 2g. 答案：h 2g1．关于平抛运动的说法正确的是(A) A ．平抛运动是匀变速曲线运动B ．平抛运动在t 时刻速度的方向与t 时间内位移的方向相同C ．平抛运动物体在空中运动的时间随初速度的增大而增大D ．若平抛物体运动的时间足够长，则速度方向最终会竖直向下解析：由平抛运动知，A 对；位移方向和速度方向是不同的，如图，B 错；平抛运动飞行时间仅由高度决定，C 错，平抛运动的速度总有一水平分量，不可能竖直，D 错．2．(多选)做平抛运动的物体，下列叙述正确的是(AD) A ．其速度方向与水平方向的夹角随时间的增大而增大 B ．其速度方向与水平方向的夹角不随时间变化 C ．其速度的大小与飞行时间成正比 D ．各个相等时间内速度的改变量相等解析：设速度方向与水平方向的夹角为θ，则tan θ＝v y v 0＝gtv 0，随时间增大而增大，A 对，B 错；其速度大小与飞行时间关系为v ＝v 20＋（gt ）2，C 错；相等时间速度改变量为Δv ＝g·Δt ，D 对．3．(多选)水平匀速飞行的飞机每隔1 s 投下一颗炸弹，共投下5颗，若空气阻力及风的影响不计，则(BC)A ．这5颗炸弹在空中排列成抛物线B ．这5颗炸弹及飞机在空中排列成一条竖直线C ．这5颗炸弹在空中各自运动的轨迹均是抛物线D ．这5颗炸弹在空中均做直线运动解析：炸弹飞行时，水平方向的速度始终与飞机的速度相同，故空中排成一竖直线，A 错，B 对；每颗炸弹在空中各自做平抛运动，轨迹是抛物线，C 对，D 错．4．如图所示，在同一竖直面内，小球a 、b 从高度不同的两点，分别以初速度v a 和v b 沿水平方向抛出，经过时间t a 和t b 后落到与两抛出点水平距离相等的P 点．若不计空气阻力，下列关系式正确的(A)A ．t a >t b ，v a <v bB ．t a >t b ，v a >v bC ．t a <t b ，v a <v bD ．t a >t b ，v a <v b 解析：飞行时间由高度决定，即t ＝2hg，则t a >t b ；水平位移x ＝vt ，x 相等，t 大则v 小，故v a <v b ，A 对，其余均错．5．小球以15 m/s 的水平初速度向一倾角为37°的斜面抛出，飞行一段时间后，恰好垂直撞在斜面上．取g ＝10 m/s 2，tan 53°＝43，求：(1)小球在空中的飞行时间； (2)抛出点距落点的高度．解析：(1)小球速度方向垂直斜面，则速度方向与水平方向夹角是53°， tan 53°＝v yv 0，①而v y ＝gt ，②由①②并代入数值得：t ＝2 s ． ③(2)设抛出点距离落点的高度为h ，则h ＝12gt 2，将③代入得h ＝20 m.答案：(1)2 s (2)20 m一、选择题1．以初速度v 0水平抛出一物体，当它的竖直分位移与水平分位移相等时(BC) A ．竖直分速度等于水平速度 B ．瞬时速度等于5v 0 C ．运动的时间为2v 0gD ．位移大小是2v 2g2．一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示．小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为(D)A ．tan θB ．2tan θ C.1tan θ D.12tan θ解析：如图所示，设小球抛出时的初速度为v 0，则v x ＝v 0，① v y ＝v 0cot θ，② v y ＝gt ，③ x ＝v 0t ，④ y ＝v 2y2g.⑤解①②③④⑤得y x ＝12tan θ，D 正确．3．动物世界中也进行“体育比赛”，在英国威尔士沿岸，海洋生物学家看到了令他们惊奇的一幕：一群海豚在水中将水母当球上演即兴“足球比赛”．假设海豚先用身体将水母顶出水面一定高度h ，再用尾巴水平拍打水母，使水母以一定初速度v 0沿水平方向飞出．若不计空气阻力，水母落水前在水平方向的位移，由(C)A ．水母质量、离水面高度h 决定B ．水母质量、水平初速度v 0决定C ．水母离水面高度h 、水平初速度v 0决定D ．水母质量、离水面高度h 、水平初速度v 0决定解析：水母落水前做平抛运动，平抛运动水平方向的位移由高度h 、水平初速度v 0决定，选项C 正确．4．如图所示，相对的两个斜面，倾角分别为37°和53°，在顶点两个小球A 、B 以同样大小的初速度分别向左、右水平抛出，小球都落在斜面上，若不计空气阻力，则A 、B 两个小球运动时间之比为(D)A ．1∶1B ．4∶3C ．16∶9D ．9∶16解析：结合平抛运动知识，A 球满足tan 37°＝12gt 21vt 1，B 球满足tan 53°＝12gt 22vt 2，那么t 1∶t 2＝tan 37°∶tan 53°＝9∶16.5．下面关于物体做平抛运动时，速度方向与水平方向的夹角θ的正切tan θ随时间t 的变化图象正确的是(B)解析：物体做平抛运动时，其速度方向与水平方向的夹角的正切为tan θ＝v y v x ＝gtv 0，即tan θ与t 成正比，B 正确．6．做斜上抛运动的物体，到达最高点时(D) A ．具有水平方向的速度和水平方向的加速度 B ．速度为0，加速度向下C ．速度不为0，加速度为0D ．具有水平方向的速度和向下的加速度解析：斜上抛运动的物体到达最高点时，竖直方向的分速度减为0，而水平方向的分速度不变，其运动过程中的加速度始终为重力加速度，故D 正确．7．如图所示，AB 为斜面，BC 为水平面．从A 点以水平速度v 向右抛出小球时，其落点与A 点的水平距离为s 1；从A 点以水平速度2v 向右抛出小球时，其落点与A 点的水平距离为s 2.不计空气阻力，则s 1∶s 2可能为(AB)A ．1∶2B ．1∶3C ．1∶6D ．1∶8解析：根据平抛运动的规律可知：如果两球都落在斜面上，则s 1s 2＝14；如果两球都落在水平面上，则s 1s 2＝12；如果一个球落在水平面上，另一个球落在斜面上，则s 1s 2>14.故正确选项为A 、B.二、非选择题8．如图所示，一小球从平台上水平抛出，恰好落在平台前一倾角为α＝53°的斜面顶端，并刚好沿斜面下滑，已知平台到斜面顶端的高度为h ＝0.8 m ，求小球水平抛出的初速度v 0和斜面与平台边缘的水平距离x 各为多少(取sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g ＝10 m/s 2)?解析：小球从平台到斜面顶端的过程中做平抛运动，由平抛运动规律有：x ＝v 0t ，h＝12gt 2，v y ＝gt ， 由题图可知：tan α＝v y v 0＝gtv 0，代入数据解得：v 0＝3 m/s ， x ＝1.2 m.答案：3 m/s 1.2 m9．如图所示，射击枪水平放置，射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上，枪口与目标靶之间的距离s ＝100 m ，子弹射出的水平速度v ＝200 m/s ，子弹从枪口射出的瞬间，目标靶由静止开始释放，不计空气阻力，重力加速度g 取10 m/s 2.(1)从子弹由枪口射出开始计时，经多长时间子弹击中目标靶？ (2)目标靶由静止开始释放到被子弹击中，下落的距离h 为多少？解析：(1)子弹做平抛运动，它在水平方向的分运动是匀速直线运动，设子弹经时间t 击中目标靶，则t ＝sv，①代入数据得t ＝0.5 s ．②(2)目标靶做自由落体运动，则h ＝12gt 2，③代入数据得h ＝1.25 m ．④ 答案：(1)0.5 s (2)1.25 m10．“抛石机”是古代战争中常用的一种设备，它实际上是一个费力杠杆．如图所示，某研究小组用自制的抛石机演练抛石过程．所用抛石机长臂的长度L ＝4.8 m ，质量m ＝10.0 kg 的石块装在长臂末端的口袋中．开始时长臂与水平面间的夹角α＝30°，对短臂施力，使石块经较长路径获得较大的速度，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块被水平抛出．石块落地位置与抛出位置间的水平距离s ＝19.2 m ．不计空气阻力，重力加速度g 取10 m/s 2.求：(1)石块刚被抛出时的速度大小v 0；(2)石块刚落地时的速度v t 的大小和方向．解析：(1)石块被抛出后做平抛运动水平方向s ＝v 0t ，竖直方向h ＝12gt 2， h ＝L ＋L·sin α，解得v 0＝16 m/s.(2)落地时，石块竖直方向的速度v y ＝gt ＝12 m/s ，落地速度v t ＝v 20＋v 2y ＝20 m/s ，设落地速度与水平方向的夹角为θ，如图．tan θ＝v y v 0＝34. 答案：(1)16 m/s (2)20 m/s ，与水平方向夹角37°第五章曲线运动第三节实验：研究平抛运动1945年7月16日的早上，世界上第一枚原子弹在美国新墨西哥州的沙漠里爆炸，40 s 后，爆炸冲击波传到基地．这时，物理学家费米把预先从笔记本上撕下来的碎纸片举过头顶撒下，碎纸片飘落到他身后2 m 处，经过计算，费米宣称那枚原子弹的威力相当于1万吨TNT炸药！1．知道平抛运动的条件及相应的控制方法．2．会通过实验描绘平抛运动的轨迹，会判断轨迹是抛物线．3．知道测量初速度时需要测量的物理量．4．会根据实验获得数据计算平抛运动的初速度．。