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1、(必 修 )1普通高中课程标准实验教科书广东教育出版社物 理普 通 高 中 教 科 书 W U L I必 修物理普通高中教科书 必 修 第二册广东教育出版社批准文号：粤发改价格2017434号 举报电话:12315定价：10.59元第二册广东教育出版社物理fm版式必修第二册.indd 12020/12/3 下午5:57普通高中教科书物 理主编 熊建文 必 修第二册广东教育出版社广州物理fm版式扉页.indd 12019/5/29 下午6:00 图书在版编目(CIP)数据物理：必修第二册/熊建文主编广州：广东教育出版社，2019.8（2022.1重印）普通高中教科书ISBN 978-7-5548
2、-2816-8.物.熊.中学物理课高中教材.G634.71中国版本图书馆CIP数据核字（2019）第091619号编 写 单 位 广东教育出版社主 编 熊建文副 主 编 王笑君 姚跃涌本 册 主 编 熊建文本 册 副 主 编 许桂清核心编写人员（以姓氏笔画为序）王 恬 艾 静 李朝明 李德安 何琴玉 张军朋 周少娜 蔡冬阳 出 版 人 朱文清责任编辑 李敏怡 熊力闻 杨 红责任技编 杨启承 陈 瑾装帧设计 何 维 梁 杰物理必修第二册WULI BIXIU DIER CE广 东 教 育 出 版 社 出 版（广州市环市东路472号12-15楼）邮政编码：510075网址：http:/广东新华发行集
3、团股份有限公司发行广州市新思程印刷有限公司印刷（广州市番禺区沙头街大富村白仙岗4号）890毫米1240毫米16开本9印张225 000字2019年8月第1版2022年1月第6次印刷ISBN 978-7-5548-2816-8定价：10.59元批准文号：粤发改价格2017434号 举报电话：12315著作权所有请勿擅用本书制作各类出版物违者必究如有印装质量或内容质量问题，请与我社联系。质量监督电话：020-87613102 邮箱：gjs-购书咨询电话：020-8777243814Y3109ML.indd 22022/2/23 9:56:40.1.欢迎进入物理必修第二册的学习在前面的学习中，我们主
4、要研究的是物体沿直线轨迹的运动在生产和生活中，运动轨迹为曲线的现象随处可见，这些现象里蕴藏着许多有待探索的问题例如，投篮时篮球的运动轨迹为什么是曲线？汽车在急转弯前为什么要先减速？在本书的前两章，我们学习的重点是曲线运动通过探究平抛运动、匀速圆周运动等运动形式，体会物理学中化繁为简的研究方法，拓展对运动多样性的认识，体会运动和相互作用的内在关联和应用接着，我们将目光从地面上的运动，转向宇宙间天体的运动，试着发散我们的思维和想象力：为什么熟透的苹果会下落，而天上的月亮既不落向地球，也不飞向茫茫宇宙离我们而去？牛顿运动定律能用于解决地面上物体的运动问题，在解决天体的运动问题上是否仍然适用？我国载人
5、航天突出成就的背后又有着怎样的物理理论支撑？在本书的第三章，我们将了解人类对宇宙天体的探索历程，认识物理学定律在航空航天领域的应用，并从万有引力定律的普适性认识自然界的统一性然后，我们再将研究的方向转向功和能及其关系我们将发现，从功和能的角度处理力学问题有时会十分方便在本书的第四章，我们将会学习如何定量计算功和能，分析功能转化的关系，理解机械能，学会在适当条件下应用机械能转化与守恒的规律解决实际问题，以形成初步的能量观念，体会守恒观念对认识物理规律的重要性最后，我们的视野从牛顿力学拓展到相对论在本书的第五章，我们将了解牛顿力学的成就与局限性.在此基础上初步了解相对论时空观，关注宇宙起源和演化的
6、研究进展及成就，体会人类对自然界的探索是永无止境的，需要不断深入、永不停息从直线到曲线，从地上到天上，从力和运动到功和能，从牛顿力学到相对论，沿着这些线索，一个更加广阔的物理世界将逐渐展现在我们面前学习物理是一个动手动脑、体验物理学魅力的过程，为此，本书设计了一系列引人入胜的栏目“观察与思考”栏目，锻炼我们观察、描述、分析物理现象的能力“实验与探究”栏目，使我们体会问题、证据、解释、交流等要素在开展科学探究中的重要性“讨论与交流”栏目，让我们展示对物理问题的见解，感受思维碰撞的乐趣“实践与拓展”栏目，使我们发散思维，在实践性的课题探索中提升创新能力，认识科学、技术、社前 言14Y3109ML.
7、indd 12022/2/23 9:56:40.2.会与环境发展的关系“资料活页”栏目，让我们感悟物理学史上科学家们的智慧，感受前沿科技的成就“练习”和“习题”栏目，巩固我们对物理概念与规律的理解，以及解决实际问题的方法“本章小结”栏目，通过知识结构图梳理全章的知识主线，让我们回顾和整理学习成果，反思自己的学习情况学习物理，不仅是为了记住物理概念和认识物理规律，而且是为了帮助我们形成正确的物理观念，指导我们认识自然万物；培养科学思维，辩证地分析实际生产和生活中遇到的问题；学会科学探究的方法，提高基于观察和实验探究自然规律的能力；形成正确的科学态度与社会责任意识这才是物理学习的要义，让我们共同努
8、力！前言PHYSICS14Y3109ML.indd 22022/2/23 9:56:40第二章 圆周运动 第一节匀速圆周运动 第二节向心力与向心加速度 第三节生活中的圆周运动 第四节离心现象及其应用第一章 抛体运动 第一节曲线运动 第二节运动的合成与分解 第三节平抛运动 第四节生活和生产中的抛体运动26101612526323843目 录第三章 万有引力定律 第一节认识天体运动 第二节认识万有引力定律 第三节万有引力定律的应用 第四节宇宙速度与航天5256626751.1.14Y3109ML.indd 12022/2/23 9:56:43第四章 机械能及其守恒定律 第一节功 第二节功率 第三节
9、动能动能定理 第四节势能 第五节机械能守恒定律 第六节验证机械能守恒定律 第七节生产和生活中的机械能守恒第五章 牛顿力学的局限性 与相对论初步 第一节牛顿力学的成就与局限性 第二节相对论时空观 第三节宇宙起源和演化7811879859095100105108119123130.2.目录PHYSICS14Y3109ML.indd 22022/2/23 9:56:47第一章抛体运动运动是普遍的，也是多样的仔细观察生活和生产中的各种运动，我们会发现除了直线运动，更为普遍的是曲线运动如投出去的铅球、纸飞机等在空中所做的都是曲线运动在生活中我们都有这样的经验：投篮时不能把球直接对准球篮，而是要斜向上投出
10、，才能使球落入球篮这些常见物体运动的背后，有着怎样的运动规律呢？在物理学中，常常将复杂问题转化为简单问题进行研究对于曲线运动，我们可以利用运动合成与分解的方法，将其转化为直线运动进行研究这一章我们将学习曲线运动的特征和物体做曲线运动的条件，通过实验探究平抛运动的规律，学会运用运动合成与分解的方法分析生活和生产中的抛体运动14Y3109ML.indd 12022/2/23 9:56:48?第 一 节曲 线 运 动在 必 修 第 一 册 的 学 习 中，我 们 探 究 的 物 体 运 动 轨 迹 以 直 线 为 主，而 在 生 产 和 生 活 中，不 少 物 体 的 运 动 轨 迹 却 是 弯 曲
11、 的能 否 借 鉴 研 究 直 线 运 动 规 律 的 方 法 来 探 究 这 一 类 运 动 的规 律？认 识 曲 线 运 动运 输 货 物 时，货 物 沿 着 弯 曲 的 传 送 带 前 进；坐 过 山 车 时，会 经 历 一 个 又 一 个 的 急 转弯；骑 自 行 车 时，我 们 常 常 需 要 转 弯，如 图 所 示 图 生 产 和 生 活 中 的 曲 线 运 动通 过 观 察 可 以 发 现，这 些 物 体 的 运 动 轨 迹 都 是 曲 线，我 们 将 这 类 运 动 称 为曲 线 运 动（）生 产 和 生 活 中 的 运 动，都 可 根 据 其 运 动 轨 迹 的 特 点，归
12、入 直 线 运 动 或 曲 线 运 动 加 以研 究物 体 做 曲 线 运 动 的 速 度 方 向做 直 线 运 动 时，物 体 的 速 度 方 向 始 终 在 其 运 动 轨 迹 的 直 线 方 向 上那 么，物 体 做 曲 线运 动 时 的 速 度 方 向 有 什 么 规 律 呢？第一节曲线运动图 实 验 装 置 示 意 图如 图 所 示，将 塑 料 板 切 割 成块，放置 在 水 平 平 铺 的 白 纸 上，组 成 弯 曲 的 凹 槽 轨 道把蘸 有 墨 水 的 小 球 从 入 口处 滚 入 轨 道，让 小 球 沿 着轨 道 运 动当 小 球 从 出 口处 离 开 轨 道 时，会 在 白
13、纸 上 留 下 印 迹，记 录 小 球 经 过 出 口时 的 运 动 方 向逐 段 拆 去 轨 道，将 出 口 分 别 改 为和，用 同 样 的方 法 记 录 小 球 经 过 出 口和时 的 运 动 方 向思 考 小 球 在 经 过、三 个 出 口 时 的 运 动 方向 与 曲 线 轨 道 的 形 状 有 什 么 关 系图 曲 线 的 割 线 与 切 线在 上 述 实 验 中，小 球 离 开 轨 道 出 口 后，在 白 纸 上 留下 的 印 迹 呈 一 条 直 线，并 且 与 曲 线 轨 道 相 切这 说 明 小球 在 曲 线 轨 道 出 口 处 的 运 动 方 向 沿 着 该 点 的 切 线
14、 方 向从 理 论 上 分 析，如 图 所 示，若 质 点 沿 曲 线 从点运 动 到 点，过、两 点 作 直 线，这 条 直 线 称 为 曲线 的 割 线根 据 位 移 和 速 度 的 知 识，质 点 在 点和 点之 间 的 位 移 和 平 均 速 度 的 方 向，都 是 从 点指 向 点设想 点逐 渐 向 点移 动，割 线不 断 变 化，当 点非 常图 物 体 做 曲 线 运 动 在各 点 的 速 度 方 向接 近 点时，割 线就 与 过 点的 切 线 重 合，点的 速度 方 向 与 点的 切 线 方 向 一 致这 种 运 用“以 直 代 曲”逐 步 逼 近 的 方 法，在 研 究 许 多
15、 物 理 概 念 时 经 常 用 到实 验 和 理 论 分 析 表 明，在 曲 线 运 动 中，质 点 在 某 一位 置 的 速 度 方 向 与 曲 线 在 这 一 点 的 切 线 方 向 一 致如 图 所 示，由 于 曲 线 上 各 点 的 切 线 方 向 不同，所 以 曲 线 运 动 的 速 度 方 向 时 刻 都 在 改 变速 度 是 矢量，既 有 大 小，又 有 方 向只 要 速 度 的 方 向 发 生 变 化，速 度 矢 量 就 发 生 变 化，即 具 有 加 速 度所 以 曲 线 运 动 是一 种 变 速 运 动物 体 做 曲 线 运 动 的 条 件物 体 需 要 满 足 什 么
16、条 件 才 会 做 曲 线 运 动 呢？从 前 面 的 分 析 可 知，物 体 做 曲 线 运 动 时 具有 加 速 度，根 据 牛 顿 第 二 定 律，此 时 物 体 所 受 合 外 力 不 为 零下 面 从 物 体 的 运 动 轨 迹 与 物体 所 受 合 外 力 的 关 系 来 探 究 物 体 做 曲 线 运 动 需 要 满 足 的 条 件?图 实 验 示 意 图如 图 所 示，让 钢 珠 蘸 上 墨 水，使 其 在 水平 纸 面 上 滚 动 并 做 直 线 运 动探 究 磁 铁 要 在 什 么 方 向上 吸 引 钢 珠，钢 珠 才 会 偏 离 原 来 的 运 动 方 向 做 曲 线运
17、动上 述 实 验 探 究 发 现，当 钢 珠 受 到 磁 铁 的 吸 引 力 与 钢 珠 的 运 动 方 向 不 在 同 一 条 直 线 上时，钢 珠 将 偏 离 原 来 的 运 动 方 向 做 曲 线 运 动实 验 表 明，当 物 体 所 受 合 外 力 的 方 向 与 它 的 速 度 方 向 不 在 同 一 直 线 上 时，物 体 做 曲 线运 动图 乒 乓 球运 动 频 闪 照 片如 图 所 示 是 乒 乓 球 的 频 闪 照片，分 析 乒 乓 球 为 什 么 会 做 曲 线 运 动，画 出分 析 示 意 图观 察 生 活 中 还 有 哪 些 做 曲 线 运 动 的 例子，分 析 该 例
18、 子 中 的 物 体 为 什 么 做 曲 线 运 动?中 国 国 际 航 空 航 天 博 览 会 简 称“中 国（珠 海）航 展”或“珠 海 航 展”，是世 界 五 大 最 具 国 际 影 响 力 的 航 展 之 一，每 两 年 在 广 东 省 珠 海 市 举 办 一 届近 年来，珠 海 航 展 发 展 为 集 专 业 展 览 与 大 众 科 普 于 一 体 的 活 动，吸 引 了 来 自 世 界 各地 的 观 众 参 与如 图 所 示 是 航 展 飞 行 表 演 中 的 几 个 精 彩 镜 头飞 机 喷 出 的 烟 雾 将飞 机 做 曲 线 运 动 的 轨 迹 显 现 出 来，充 分 展 示
19、 了 飞 行 员 精 湛 的 飞 行 技 术飞 行 员通 过 调 整 升 降 舵 和 副 翼 等 方 式，改 变 飞 机 受 到 的 动 力、重 力 和 空 气 作 用 力 的 合力 方 向，使 合 力 与 飞 机 速 度 方 向 形 成 夹 角，从 而 使 飞 机 做 曲 线 运 动 第一节曲线运动图 航 展 中 飞 行 表 演 的 精 彩 镜 头关 于 曲 线 运 动，下 列 说 法 是 否 正 确？为 什 么？图 （）曲 线 运 动 一 定 是 变 速 运 动（）物 体 做 曲 线 运 动 时，加 速 度 一 定 不 为 零，但 可 以 为恒 量（）物 体 做 曲 线 运 动 时，不 可
20、 能 受 恒 力 的 作 用（）物 体 做 曲 线 运 动 时，加 速 度 方 向 与 速 度 方 向 可 能 在 同 一直 线 上跳 水 运 动 是 一 项 优 美 的 水 上 运 动中 国 跳 水 队 在 国 际 跳 水图 竞 赛 中 屡 创 佳 绩，被 誉 为 跳 水“梦 之 队”一 名 老 师 用 计 算 机 软件 对 一 个 运 动 员 采 用 向 前 翻 腾 动 作 跳 水 的 视 频 进 行 处 理 后，画 出了 该 运 动 员 在 空 中 完 成 动 作 时 头 部 的 二 维 运 动 轨 迹，如 图 所 示在 图 中 画 出 运 动 员 头 部 在、各 点 的 速 度方 向在
21、 足 球 场 上 罚 任 意 球 时，高 水 平 运 动 员 踢 出 的 足 球 在 飞行 中 绕 过“人 墙”，飞 向 球 门，使 守 门 员 难 以 扑 救如 图 所 示 是 某 次 射 门 时 足 球 的 运 动 轨 迹在 图 中 画 出 足 球 在 点的 速度 方 向 和 所 受 合 外 力 的 大 致 方 向?第 二 节 运 动 的 合 成 与 分 解曲 线 运 动 相 对 直 线 运 动 而 言 较 为 复 杂，而 把 复 杂 问 题 转 化 为 简 单 问 题，是 物 理 学 中 处理 问 题 常 用 的 研 究 思 想那 么，如 何 把 曲 线 运 动 转 化 为 简 单 的
22、直 线 运 动 进 行 研 究 呢？运 动的 合 成 与 分 解 是 解 决 这 一 问 题 的 基 本 方 法运 动 的 分 析图 小 球 运 动 的 分 析我 们 前 面 已 经 学 过，根 据 作 用 效 果 的 等 效 性，可 以 对 力进 行 合 成 与 分 解类 比 这 一 方 法，我 们 也 可 以 根 据 运 动 效 果对 运 动 进 行 分 析如 图 所 示，用 小 锤 击 打 弹 性 金 属 片，使 球 沿 水平 方 向 飞 出球 从 抛 出 点沿 曲 线 路 径 运 动 到 落 地 点从运 动 的 效 果 来 看，这 一 过 程 可 以 分 解 为 两 个 同 时 进 行
23、 的 分 运动，一 个 是 在 水 平 方 向 上 从 点到 点的 直 线 运 动，另 一 个是 在 竖 直 方 向 上 从 点到 点的 直 线 运 动实 际 发 生 的 运 动可 以 看 成 上 述 两 个 分 运 动 合 成 的 结 果分 运 动 之 间 是 否 相 互 影 响 呢？在 上 述 实 验 中，小 球 从 抛 出 点 飞 出 后，在 竖 直 方 向 上 只受 到 重 力 的 作 用，因 此 可 以 确 定 小 球 在 竖 直 方 向 做 自 由 落 体 运 动为 了 探 究 运 动 的 独 立性，我 们 尝 试 增 加 一 个 做 自 由 落 体 运 动 的 小 球 作 为 参
24、 照，比 较 水 平 方 向 运 动 的 变 化 是 否 影响 竖 直 方 向 的 运 动图 实 验 示 意 图如 图 所 示，用 小 锤 击 打 弹 性 金 属 片，使 球沿 水 平 方 向 飞 出，完 全 相 同 的 球被 同 时 松 开 做 自 由落 体 运 动比 较 两 球 是 否 同 时 落 地改 变 小 锤 击 打 金 属 片 的 作 用 力 大 小，使 球沿 水平 方 向 飞 出 初 速 度 的 大 小 发 生 变 化重 复 上 述 实 验，以 球为 参 照，比 较 球和 球是 否 还 是 同 时 落 地 第二节运动的合成与分解通 过 上 述 实 验 发 现，虽 然 两 球 的
25、运 动 轨 迹 不 同，但 无 论 球水 平 飞 出 的 初 速 度 多 大，两 球 几 乎 总 是 同 时 落 地这 表 明 球在 竖 直 方 向 上 的 分 运 动 是 自 由 落 体 运 动，且 不 会 受 到水 平 方 向 分 运 动 的 影 响，球在 竖 直 和 水 平 两 个 方 向 上 的 分 运 动 具 有 独 立 性位 移 和 速 度 的 合 成 与 分 解位 移 是 描 述 运 动 的 重 要 物 理 量类 比 力 的 合 成 与 分 解 的 方 法，位 移 是 否 可 以 进 行 合 成与 分 解？下 面 通 过 实 验 进 行 探 究图 实 验 示 意 图如 图 所 示
26、，在 一 张 白 纸 上，让 铅 笔 笔尖 靠 着 直 尺，沿 直 尺 边 沿 横 向 移 动，同 时 向 前 平 推直 尺，使 其 沿 纵 向 移 动把 直 尺 向 前 推 一 段 距 离 之后，铅 笔 会 画 出 一 条 不 规 则 的 曲 线连 接 这 段 曲 线 的 首 尾，便 得 到 笔 尖 走 过 的 位 移再 画 出 笔 尖 的 横 向 位 移 和 纵 向 位 移重 复 做 几 次 实验，看 看 上 述 三 个 位 移 之 间 存 在 怎 样 的 关 系在 上 述 探 究 实 验 中，笔 尖 走 过 的 位 移 正 是 由 笔 尖 的 横 向 位 移 和 纵 向 位 移 构 成
27、的 平 行 四边 形 的 对 角 线研 究 表 明，和 力 的 合 成 与 分 解 类 似，位 移 的 合 成 与 分 解 同 样 遵 循 平 行 四 边 形 定 则，如图 所 示由 位 移、时 间 和 速 度 的 关 系 可 知，速 度 的 合 成 与 分 解 也 同 样 遵 循 平 行 四边 形 定 则，如 图 所 示图 位 移 的 合 成 与 分 解 图 速 度 的 合 成 与 分 解我 们 可 以 应 用 运 动 合 成 与 分 解 的 方 法，通 过 位 移 和 速 度 的 合 成 与 分 解，把 复 杂 运 动 转化 为 简 单 运 动 进 行 研 究?小 船 过 河 模 型 是
28、运 动 合 成 与 分 解 的 典 型 应 用随 着 时 代 的 发 展，现 代 化 的 渡 轮 替 代 了靠 人 工 撑 桨 的 传 统 摆 渡 小 船，但 小 船 过 河 模 型 依 然 具 有 指 导 意 义，其 中 蕴 含 的 物 理 建 模 与分 类 讨 论 的 思 想，对 于 解 决 各 类 问 题 都 具 有 借 鉴 价 值例 题：小 船 摆 渡 曾 是 人 们 过 河 的 主 要 方 式设 河 的 宽 度 为，河 水 匀 速 流 动，流 速 为，小 船 在 静 水 中 的 运 动 速 度 为，且（）要 使 小 船 渡 河 的 时 间 最 短，小 船 应 如 何 渡 河？最 短
29、时 间 是 多 少？到 达 对 岸 时 小 船的 航 程 是 多 少？（）要 使 小 船 渡 河 的 航 程 最 短，小 船 应 如 何 渡 河？渡 河 所 用 的 时 间 是 多 少？最 短 的 航程 是 多 少？分 析：小 船 渡 河 所 做 的 运 动 可 以 看 成 两 个 分 运 动 的 合 成：一 个 是 小 船 自 身 的 运 动，另一 个 是 随 河 水 流 动 的 运 动根 据 运 动 的 独 立 性 原 理，小 船 渡 河 的 时 间 不 会 因 水 流 速 度 的 变化 而 改 变，而 只 与 小 船 在 静 水 中 的 速 度 有 关绘 制 小 船 速 度 的 合 成
30、示 意 图，再 根 据 需 求 选择 小 船 合 适 的 运 动 方 向，从 而 求 得 小 船 渡 河 所 用 时 间 和 航 程图 船 头 垂 直 于 对 岸解：（）要 使 小 船 渡 河 的 时 间 最 短，小 船 在 静水 中 的 速 度 应 全 部 用 于 过 河，因 此 船 头 的 方 向 应 垂直 于 对 岸小 船 速 度 的 合 成 如 图 所 示，则最 短 渡 河 时 间，小 船 的 速 度 槡故 到 达 对 岸 时 小 船 的 航 程 槡图 小 船 的 速 度 方 向 垂 直 于 对 岸（）要 使 小 船 渡 河 的 航 程 最 短，小 船 的 合 速 度方 向 应 垂 直
31、 于 对 岸，即 船 头 需 向 上 游 转 过 一 定 的 角度因 为，小 船 速 度 的 合 成 如 图 所示，则小 船 的 速 度 槡最 短 的 航 程 即 为 河 的 宽 度，故 渡 河 所 用 的 时 间 槡船 头 方 向 与 对 岸 的 夹 角 可 通 过 求 得 第二节运动的合成与分解小 明 骑 自 行 车 上 学，在 一 段 平 直 的 公 路 上 以 的 速 度 向 正 东 方 向 行 驶天 气 预报 报 道 当 时 刮 的 是 正 北 风，风 速 也 是 求 小 明 感 觉 到 的 风 速 的 方 向 和 大 小我 国 少 数 民 族 运 动 会 上，设 有 跑 马 射 箭
32、 项 目（如 图 所 示）运 动 员 需 骑 马在 直 线 跑 道 上 奔 驰，弯 弓 放 箭，射 击 侧 方 的 固 定 靶 标若 运 动 员 骑 马 以 速 度沿 直 线 跑 道奔 驰，运 动 员 静 止 时 射 出 的 弓 箭 的 速 度 为，直 线 跑 道 到 固 定 靶 标 的 最 短 距 离 为，要 想在 最 短 的 时 间 内 射 中 目 标，运 动 员 放 箭 处 到 靶 标 的 距 离 应 该 为 多 少？图 图 如 图 （）所 示，在 一 端 封 闭、长 约 的玻 璃 管 内 注 满 清 水，水 中 放 一 个 红 蜡 做 成 的 小 圆 柱 体 并 塞紧 管 口如 图 （
33、）所 示，将 玻 璃 管 倒 置，将 看 到除 了 开 始 的 一 小 段 位 移，蜡 块 会 沿 玻 璃 管 以 近 似 恒 定 的 速度 上 升如 图 （）所 示，在 蜡 块 上 升 的 同 时 将 玻璃 管 水 平 向 右 匀 速 移 动（）以 地 面 为 参 考 系，在 该 过 程 中 蜡 块 做 什 么 运 动？为 什 么？（）设 计 实 验 方 案，测 量 在 玻 璃 管 水 平 向 右 匀 速 移 动过 程 中 蜡 块 的 速 度 大 小?第 三 节平 抛 运 动如 图 所 示，沿 水 平 方 向 扔 出 一 块 橡 皮，或 者 将 一 个 小 球 从 水 平 桌 面 以 一 定
34、 的初 速 度 推 离 边 沿，可 以 看 到 它 们 做 曲 线 运 动 的 轨 迹 是 相 似 的本 节 将 探 讨 这 一 类 常 见 曲 线运 动 的 规 律 图 物 体 沿 水 平 方 向 抛 出探 究 平 抛 运 动将 物 体 以 一 定 的 初 速 度 沿 水 平 方 向 抛 出，仅 在 重 力 作 用 下 物 体 所 做 的 运 动 称 为平 抛运 动与 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
35、 想图 分 析 示 意 图从 平 抛 运 动 的 定 义 可 知，在 本 章 第 二 节 图 的 探 究实 验 中，球被 弹 性 金 属 片 水 平 击 出 后 所 做 的 运 动 正 是 平 抛 运动根 据 运 动 合 成 与 分 解 的 方 法，如 图 所 示，球所做 的 平 抛 运 动，可 以 分 解 为 竖 直 和 水 平 两 个 方 向 的 分 运 动 进 行研 究球与 球同 时 落 地，表 明 在 竖 直 方 向 上 球的 分 运 动是 自 由 落 体 运 动球在 水 平 方 向 上 并 没 有 受 到 力 的 作 用，根据 牛 顿 第 一 定 律，球在 水 平 方 向 上 的 分
36、 运 动 是 匀 速 直 线 运动由 此，我 们 可 以 初 步 得 到 平 抛 运 动 的 特 点下 面 通 过 实 验对 平 抛 运 动 的 特 点 做 进 一 步 探 究 第三节平抛运动如 图 所 示，在 一 块 竖 直 放 置 的 平 板 上 固 定 着 两 个 相 同 的 弧 形 轨 道和，用 于 发 射 钢 球两 弧 形 轨 道 出 口 处 水 平，其 上 分 别 安 装 了 一 个 电 磁 铁和在 轨 道出 口 处 有 一 个 碰 撞 开 关，可 控 制 电 磁 铁电 源 的 通 断图 平 抛 运 动 实 验 器从 轨 道射 出 的 钢 球 做 平 抛 运 动，从 轨 道射 出
37、的 钢 球 做 匀 速 直 线 运 动，从 电 磁 铁处 释 放 的 钢 球 做 自 由 落 体运 动研 究 平 抛 运 动 水 平 方 向 分 运 动的 特 点（）使 电 磁 铁和分 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、上切 断电 源，使 两 个 钢 球 以 相 同 的 初 速 度 同 时水 平 射 出（）改 变 电 磁 铁、与 各 自 轨 道 出 口 水 平 线 的 相 对 高 度，并 确 保 高 度 相 等（）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
38、运 动 的特 点研 究 平 抛 运 动 竖 直 方 向 分 运 动 的 特 点（）把 两 个 钢 球 分 别 吸 在 电 磁 铁、上，并 确 保 电 磁 铁上 的 钢 球 与 轨 道出 口 处 于 同 一 高 度释 放 轨 道的 钢 球钢 球 在 水 平 出 口 处 碰 撞 开 关，切 断 电磁 铁的 电 源，使 钢 球 从 电 磁 铁处 释 放（）改 变 电 磁 铁的 位 置，让 其 从向移 动（）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 点在 上 述 探 究 实 验 中，当 电 磁 铁、上 的 钢 球 同 时 释 放
39、 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、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
40、 运 动 是 自由 落 体 运 动运 用 运 动 合 成 与 分 解 的 方 法，我 们 可 以 把 比 较 复 杂 的 平 抛 运 动 分 解 为 两 个 简单 的 直 线 运 动 来 进 行 研 究我 们 也 可 以 利 用 频 闪 照 相 的 方 法，每 隔 相 等 时 间 曝 光 一 次，在 同 一 张 照 片 上 记 录 做 平抛 运 动 的 物 体 在 不 同 时 刻 的 位 置，以 更 精 确 地 研 究 平 抛 运 动 的 特 点?图 平 抛 运 动 与 自 由 落 体 运 动 的 频 闪 照 片如 图 所 示 是 两 个 小 球分 别 做 平 抛 运 动 和 自 由 落 体
41、运 动 的频 闪 照 片（）如 何 利 用 这 张 频 闪 照 片，证 明 平 抛 运 动 竖 直 方 向 的 分 运 动 是自 由 落 体 运 动？（）如 何 利 用 这 张 频 闪 照 片，证 明 平 抛 运 动 水 平 方 向 的 分 运 动 是匀 速 直 线 运 动？平 抛 运 动 的 规 律图 平 抛 运 动 的 轨 迹建 立 如 图 所 示 的 直 角 坐 标 系以 抛 出 点 为 坐标 原 点，以 水 平 方 向 为轴，正 方 向 与 初 速 度的 方 向 相同；以 竖 直 方 向 为轴，正 方 向 竖 直 向 下则 物 体 在 任 一时 刻的 位 置 坐 标 公 式 为 （）（
42、）图 平 抛 运 动速 度 的 分 解根 据 这 两 个 公 式 求 出 任 一 时 刻 物 体 的 坐 标，用 平 滑曲 线 把 它 们 连 接 起 来，就 得 到 平 抛 运 动 的 轨 迹这 个 轨迹 是 一 条 抛 物 线，如 图 所 示物 体 以 初 速 度做 平 抛 运 动，经 时 间到 达 点如图 所 示，物 体 在 点的 速 度 方 向 沿 点的 切 线方 向，其 水 平 分 速 度和 竖 直 分 速 度分 别 为（）（）此 时 物 体 在 点速 度 的 大 小 槡，方 向 可 以用 合 速 度的 方 向 与轴 的 夹 角表 示，即 式（）至 式（）描 述 了 物 体 做 平
43、抛 运 动 的 规 律下 面 通 过 例 题 体 会 上 述 规律 的 应 用 第三节平抛运动图 无 人 机 投 放 救 灾 物 资例 题：当 灾 害 发 生 时，有 时 会 利 用 无 人 机 运 送 救 灾物 资如 图 所 示，一 架 无 人 机 正 准 备 向 受 灾 人员 空 投 急 救 用 品急 救 用 品 的 底 面 离 水 面 高 度 无 人 机 以 的 速 度 水 平 匀 速 飞 行若空 气 阻 力 忽 略 不 计，重 力 加 速 度 （）为 了 使 投 下 的 急 救 用 品 落 在 指 定 地 点，无 人 机应 该 在 离 指 定 地 点 水 平 距 离 多 远 的 地 方
44、 进 行 投 放？（）投 放 的 急 救 用 品 落 到 水 面 上 时，速 度 的 大 小 是多 少？分 析：急 救 用 品 离 开 无 人 机 时 具 有 与 无 人 机 相 同 的 水 平 速 度，且 只 受 重 力 作 用因 此急 救 用 品 做 平 抛 运 动，在 水 平 方 向 上 做 匀 速 直 线 运 动，在 竖 直 方 向 上 做 自 由 落 体 运 动，并且 两 个 分 运 动 经 历 时 间 相 同末 速 度 为 两 个 分 速 度 的 矢 量 和解：（）急 救 用 品 做 平 抛 运 动，在 竖 直 方 向 上 做 自 由 落 体 运 动，有，得 槡急 救 用 品 在
45、水 平 方 向 上 做 匀 速 直 线 运 动，在 时 间内 的 水 平 位 移 槡 槡 即 无 人 机 应 在 离 指 定 地 点 水 平 距 离 处 投 放 急 救 用 品（）设 急 救 用 品 落 到 水 面 上 时 竖 直 方 向 速 度 的 大 小 为，根 据 匀 变 速 直 线 运 动 速 度 与 位 移 的 关 系，有，急 救 用 品 落 到 水 面 上 时，速 度 的 大 小 槡槡 槡 图 平 抛 运 动 实 验 器 我 们 可 以 设 法 描 绘 出 物 体 做 平 抛 运 动 的 轨 迹，然后 通 过 轨 迹 分 析 平 抛 运 动 的 特 点如 图 所 示，把 坐 标 纸
46、 和 复 写 纸 叠 放 在 一 起压 入 竖 直 平 板 纸 夹 内，使 接 球 槽 上 升 到 合 适 高 度把钢 球 吸 在 固 定 的 电 磁 铁 上，释 放 钢 球，钢 球 沿 着 导 轨凹 槽 滚 下 并 被 水 平 抛 出钢 球 最 终 落 在 接 球 槽 上，通过 复 写 纸 在 坐 标 纸 上 记 录 落 点 位 置将 接 球 槽 逐 次 下降，重 复 上 述 操 作，即 可 得 到 钢 球 的 一 系 列 运 动 点 迹?用 平 滑 的 曲 线 将 各 点 连 接 起 来，就 得 到 钢 球 做 平 抛 运 动 的 轨 迹做 一 做 并 思 考 以 下 问 题：（）如 何
47、保 证 钢 球 抛 出 后 的 运 动 是 平 抛 运 动？（）利 用 所 绘 制 的 钢 球 运 动 轨 迹，如 何 计 算 钢 球 被 抛 出 时 的 初 速 度？（）利 用 平 抛 运 动 的 轨 迹，还 能 进 行 哪 些 研 究？?抛 体 运 动 作 为 生 活 和 军 事 上 常 见 的 现 象，自 古 以 来 就 是 自 然 哲 学 探 索 者 们研 究 的 主 题亚 里 士 多 德 对 抛 体 运 动 的 研 究古 希 腊 学 者 亚 里 士 多 德 把 运 动 分 为 自 然 运 动 和 强 迫 运 动，如 重 物 下 落 与 星辰 运 动 是 自 然 运 动，抛 体 等 需
48、 要 外 力 推 动 的 运 动 是 强 迫 运 动那 么，使 物 体 离开 推 动 者 后 仍 能 运 动 的 外 力 是 什 么？亚 里 士 多 德 认 为，物 体 向 前 运 动 排 开 空气，在 物 体 后 面 造 成 一 个 虚 空；周 围 的 空 气 立 即 填 补 这 个 虚 空，对 物 体 形 成 一个 向 前 的 推 力物 体 后 面 的 空 气 给 予 推 动，前 面 的 空 气 给 予 阻 碍，在 二 者 共 同作 用 下，抛 体 的 运 动 既 是 连 续 的 又 是 有 限 的中 世 纪 前 后 对 抛 体 运 动 的 研 究公 元世 纪，有 学 者 提 出 质 疑：
49、若 与 物 体 直 接 接 触 的 空 气 能 使 物 体 产 生 和维 持 运 动，那 么 只 要 激 发 石 头 后 面 的 空 气，石 头 就 可 以 运 动 了，这 显 然 是 不 可能 的他 以 一 个 无 形 的 力 取 代 了 空 气 的 推 动，并 认 为 投 掷 者 抛 掷 物 体 时，把 无形 的 力 注 入 物 体 中，且 物 体 离 开 投 掷 者 后，这 种 力 仍 然 存 在公 元世 纪，一 位 学 者 发 展 出“冲 力 说”，把 冲 力 设 想 为 一 个 由 推 动 者 传 给 物体 的 动 力同 样 形 状 和 大 小 的 铁 与 木 头 以 同 样 的 初
50、 速 度 抛 出，铁 因 更 稠 密 能 储 存 更多 的 冲 力，所 以 能 对 抗 空 气 阻 力，保 持 更 长 时 间 的 运 动，从 而 飞 得 更 远伽 利 略 对 抛 体 运 动 的 研 究 图 平 抛 运 动轨 迹 分 析伽 利 略 在 前 人 研 究 的 基 础 上，对 抛 体 运 动 理 论进 行 完 善，他 认 为 需 要 把 运 动 和 物 体 本 身 的 属 性 分离 开 来，抛 体 运 动 应 当 是 一 种 合 成 运 动他 在 著 作关 于 两 门 新 科 学 的 对 话中 谈 道：“设 想 任 意 一 个质 点 沿 水 平 面 无 摩 擦 地 运 动 如 果