浙江版2020版高考物理一轮复习第8讲抛体运动课件.ppt

第8讲抛体运动,一曲线运动,二运动的合成与分解,三平抛运动,教材研读,突破一物体做曲线运动的条件及轨迹分析,突破二运动的合成与分解及应用,突破三平抛运动的基本规律,重难突破,突破四斜面上平抛运动的两个典型模型,突破五平抛运动中的临界问题,一、曲线运动,教材研读,1.速度的方向:质点在某一点的速度方向沿曲线轨迹在这一点的切线方向。2.运动的性质:做曲线运动的物体,速度的方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动,一定有加速度。3.质点做曲线运动的条件:物体所受合外力方向跟物体的速度方向不在同一条直线上。,1.判断下列说法的正误:(1)变速运动一定是曲线运动。()(2)做曲线运动的物体速度大小一定发生变化。()(3)两个分运动的时间一定与它们的合运动的时间相等。()(4)只要两个分运动为直线运动,合运动一定是直线运动。()(5)做平抛运动的物体初速度越大,在空中运动时间越长。()(6)平抛运动是一种匀变速曲线运动。()(7)做平抛运动的物体,在任意相等时间内速度变化相同。(),2.做曲线运动的物体,在运动过程中,一定发生变化的物理量是(A)A.速度B.动能C.加速度D.合外力,3.降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风,若风速越大,则降落伞(D)A.下落的时间越短B.下落的时间越长C.落地时速度越小D.落地时速度越大,4.(2016浙江10月选考,7,3分)一水平固定的水管,水从管口以不变的速度源源不断地喷出。水管距地面高h=1.8m,水落地的位置到管口的水平距离x=1.2m。不计空气及摩擦阻力,g取10m/s2,水从管口喷出的初速度大小是(B)A.1.2m/sB.2.0m/sC.3.0m/sD.4.0m/s,突破一物体做曲线运动的条件及轨迹分析,重难突破,1.合力方向与轨迹的关系物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力方向和速度方向之间,速度方向与轨迹相切,合力方向指向曲线轨迹的“凹”侧。2.速率变化情况判断(1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体的速率增大;(2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体的速率减小;(3)当合力方向与速度方向垂直时,物体的速率不变。,典例1当扑克牌沿虚线运动时,扑克牌所受合外力F与速度v关系正确的是(A),解析做曲线运动的物体速度方向沿切线方向,而受到的合外力应该指向运动轨迹弯曲的内侧,由此可以判断B、C、D错误,A正确。,1-1某学生在体育场上抛出铅球,其运动轨迹如图所示。已知在B点时的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是(A)A.D点的速率比C点的速率大B.D点的加速度比C点的加速度大C.从B到D加速度与速度始终垂直D.从B到D加速度与速度的夹角先增大后减小,解析铅球做斜抛运动,根据曲线运动的条件和题设中在B点的速度与加速度相互垂直,可判断B点是轨迹的最高点,根据动能定理可知A项正确;D点和C点的加速度一样大,都等于重力加速度,B错;过了B点后,加速度与速度不可能再垂直,C错;根据曲线运动的特点,可判断从B点到D点加速度与速度的夹角一直减小,D错。,1-2如图所示,一物体在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲线运动,当物体从M点运动到N点时,其速度方向恰好改变了90,则物体在从M点到N点运动过程中,物体的速度大小将(D)A.不断增大B.不断减小C.先增大后减小D.先减小后增大,解析要判断物体速度大小的变化,就要首先判断所受合外力方向与速度方向的夹角,夹角为锐角时速度增大,夹角为钝角时速度减小,夹角为直角时速度大小不变。由曲线运动的轨迹夹在合外力方向与速度方向之间,对M、N点进行分析,在M点恒力可能为如图甲,在N点可能为如图乙。综合分析知,恒力F只可能为如图丙,所以开始时恒力与速度夹角为钝角,后来为锐角,速度先减小后增大,选D。,突破二运动的合成与分解及应用,1.合运动和分运动的关系,2.运动的合成与分解的运算法则运动的合成与分解是指描述运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解,由于它们均是矢量,故合成与分解都遵守平行四边形定则。3.小船渡河模型(1)船的实际运动:是水流的运动和船相对静水的运动的合运动。(2)三种速度:船在静水中的速度v船、水的流速v水、船的实际速度v。(3)三种情况,典例2(多选)如图所示,直角三角板紧贴在固定的刻度尺上方,使三角板沿刻度尺水平向右做匀速运动的同时,一支铅笔沿着三角板直角边,从最下端由静止开始向上做匀加速直线运动。关于铅笔笔尖的运动,下列判断正确的是(BD)A.笔尖的轨迹是一条倾斜的直线B.笔尖的轨迹是一条抛物线C.在运动过程中,笔尖运动的速度方向始终保持不变D.在运动过程中,笔尖运动的加速度方向始终不变,解析铅笔在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做匀加速直线运动,合力沿竖直方向,轨迹为一条抛物线,A错误,B正确;在运动过程中,由于做曲线运动,笔尖的速度方向时刻变化,但是由于合力恒定,所以加速度恒定,加速度方向不变,C错误,D正确。,2-1手持滑轮把悬挂重物的细线拉至如图所示的实线位置,然后滑轮水平向右匀速移动,运动中始终保持悬挂重物的细线竖直,则重物运动的速度(A)A.大小和方向均不变B.大小不变,方向改变C.大小改变,方向不变D.大小和方向均改变,解析滑轮向右运动,使水平部分的细线延长,重物上升,所以重物同时参与了两个分运动:随滑轮向右匀速运动和向上由于细线缩短的匀速运动。两个方向上的匀速运动合成为重物的运动,也是匀速的,故A正确,B、C、D错误。,典例3某游泳运动员以恒定的速率垂直河岸横渡,当水速突然减小时,对运动员横渡发生的位移与经历的时间产生的影响是(B)A.位移减小、时间减少B.位移减小、时间不变C.位移减小、时间增加D.位移、时间均与水速无关,解析当水速突然减小时,在垂直河岸方向上的运动时间不变,所以横渡的时间不变。水速减小后在沿河岸方向上的位移减小,所以总位移减小。故B正确,A、C、D错误。,3-1如图所示,甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河,M、N分别是甲、乙两船的出发点,两船头与河岸均成角,甲船船头恰好对准N点正对岸的P点,经过一段时间乙船恰好到达P点。如果划船速度大小相等,且两船相遇不影响各自的航行,下列判断正确的是(C)A.甲船也能到达M点正对岸B.甲船的渡河时间一定比乙船的短C.两船相遇在NP直线上的某点(非P点)D.渡河过程中两船不会相遇,解析乙船垂直到达正对岸,说明水流方向向右;甲船参与了两个分运动,沿着船头指向的匀速运动和沿着水流方向的匀速运动,当甲船在静水中运动时,可沿船头指向运动至P点,当水流方向向右时,甲船到达河对岸的点必定在P点右侧,故不可能到达M点正对岸,A项错误;小船过河的时间与河宽和划船速度沿垂直河岸方向的分速度有关,vy=vsin,小船过河的时间t=,故甲、乙两船到达对岸的时间相等,又由于乙船沿着NP方向运动,甲船到达对岸时在P点右侧,故相遇点在NP直线上的某点(非P点),C项正确,B、D项错误。,解析设河宽为d,船自身的速度为v,与河岸上游的夹角为,对垂直河岸的分运动,过河时间t=,则t1=t2;对合运动,过河时间t=,解得v2=,C正确。,3-3船在静水中的速度为4m/s,河岸笔直,河宽50m,适当调整船的行驶方向,使该船运动到河对岸时航程最短,设最短航程为L,下列说法中正确的是(C)A.当水流速度为2m/s时,L为60mB.当水流速度为6m/s时,L为50mC.当水流速度为6m/s时,L为75mD.当水流速度为2m/s时,L为150m,解析当水流速度为2m/s时,水速小于船速,可以垂直河岸渡河,此时的最短航程等于河宽,即L=50m,选项A、D错误;当水流速度为6m/s时,水速大于船速,此时不可能垂直河岸渡河,此时的最短航程为L=河宽=75m,选项B错误,C正确。,突破三平抛运动的基本规律平抛运动的两个重要推论.做平抛(或类平抛)运动的物体任一时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点,如图所示。,.做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻任一位置处,设其速度方向与水平方向的夹角为,位移与水平方向的夹角为,则tan=2tan。,典例4某卡车在公路上与路旁障碍物相撞。处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体,经判断,这是相撞瞬间车顶上被抛出的一个松脱的零件被抛出后陷在泥里。为了判断卡车是否超速,需要测量的量是(D)A.车的长度,车的重量B.车的高度,车的重量C.车的长度,零件脱落点与陷落点的水平距离D.车的高度,零件脱落点与陷落点的水平距离,解析根据题意和实际情景分析,零件在卡车撞停时,由于惯性向前飞出,不计空气阻力,视为平抛运动,需测出水平位移和高度,由h=gt2,s=v0t,得v0=s,故D正确。,技巧点拨平抛运动的分解方法与技巧(1)如果知道速度的大小或方向,应首先考虑分解速度。(2)如果知道位移的大小或方向,应首先考虑分解位移。(3)两种分解方法:沿水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动;沿斜面方向的匀加速运动和垂直斜面方向的匀减速运动。,4-1关于从同一高度以不同初速度水平抛出的物体,比较它们落到水平地面上的时间(不计空气阻力),以下说法正确的是(C)A.速度大的时间长B.速度小的时间长C.一样长D.质量大的时间长,解析水平抛出的物体做平抛运动,由y=gt2得t=,其下落的时间由下落的高度决定,从同一高度以不同初速度水平抛出的物体,落到水平地面上的时间相同,A、B、D错误,C正确。,4-2(多选)在竖直墙壁上悬挂一镖靶,某人站在离墙壁一定距离的某处,先后将两只飞镖A、B由同一位置水平掷出,两只飞镖插在靶上的状态如图所示(侧视图),若不计空气阻力,下列说法正确的是(AB)A.B镖的运动时间比A镖的运动时间长B.B镖掷出时的初速度比A镖掷出时的初速度小C.A、B镖的速度变化方向可能不同D.A镖的质量一定比B镖的质量大,解析飞镖B下落的高度大于飞镖A下落的高度,根据h=gt2得t=,B下降的高度大,则B镖的运动时间长,A正确。因为水平位移相等,B镖的运动时间长,则B镖的初速度小,B正确。因为A、B镖都做平抛运动,速度变化量的方向均为竖直向下,故C错误。平抛运动的加速度和运动均与质量无关,本题无法比较两飞镖的质量,故D错误。,突破四斜面上平抛运动的两个典型模型,典例5(2017浙江4月选考,13,3分)图中给出了某一通关游戏的示意图,安装在轨道AB上可上下移动的弹射器,能水平射出速度大小可调节的弹丸,弹丸射出口在B点的正上方。竖直面内的半圆弧BCD的半径R=2.0m,直径BD水平且与轨道AB处在同一竖直面内,小孔P和圆心O连线与水平方向夹角为37。游戏要求弹丸垂直于P点圆弧切线方向射入小孔P就能进入下一关。为了能通关,弹射器离B点的高度和弹丸射出的初速度分别是(不计空气阻力,sin37=0.6,cos37=0.8)(),A.0.15m,4m/sB.1.50m,4m/sC.0.15m,2m/sD.1.50m,2m/s,解析物体做平抛运动,撞在倾角为30的斜面上时,速度方向与斜面成60,则速度方向与水平面的夹角为30,此时物体在竖直方向上的速度的大小为vy=v0=10m/s=10m/s根据vy=gt可解得t=1s,故A正确。,5-2某同学在某砖墙前的高处水平抛出一个石子,石子在空中运动的部分轨迹照片如图所示。从照片可看出石子恰好垂直打在一倾角为37的斜坡上的A点。已知每块砖的平均厚度为10cm,抛出点到A点竖直方向刚好相距200块砖,取g=10m/s2。(sin37=0.6,cos37=0.8)求:(1)石子在空中运动的时间t;(2)石子水平抛出的速度v0。,答案(1)2s(2)15m/s,解析(1)由题意可知:石子落到A点的竖直位移y=2001010-2m=20m由y=gt2得t=2s(2)由A点的速度分解可得v0=vytan37又因vy=gt解得vy=20m/s故v0=15m/s,典例6如图所示,一名跳台滑雪运动员经过一段时间的加速滑行后从O点水平飞出,经过3s落到斜坡上的A点。已知O点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角=37,不计空气阻力(sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s2)。则运动员落到斜坡上时速度方向与水平方向的夹角满足(C)A.tan=1.33B.tan=1.44C.tan=1.50D.tan=2.00,解析运动员落到斜坡上的瞬间,对其速度进行分解,如图所示。竖直分速度vy=gt,与水平分速度v0的比值tan=;竖直分位移y=gt2与水平分位移x=v0t的比值tan=,可见tan=2tan=1.50,选项C正确。,重要推论推论:做平抛运动的物体在任一时刻或任一位置时,设其速度方向与水平方向的夹角为,位移与水平方向的夹角为,则tan=2tan。推论:做平抛运动的物体,任意时刻速度方向的反向延长线一定通过此时水平位移的中点。推论:物体落回斜面的平抛运动中,物体在不同落点的速度方向与斜面的夹角相等。,6-1如图所示,一固定斜面倾角为,将小球A从斜面顶端以速率v0水平向右抛出,击中了斜面上的P点;将小球B从空中某点以相同速率v0水平向左抛出,恰好垂直斜面击中Q点。不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是(C)A.若小球A在击中P点时速度方向与水平方向所夹锐角为,则tan=2tanB.若小球A在击中P点时速度方向与水平方向所夹锐角为,则=2C.小球A、B在空中运动的时间比为2tan21D.小球A、B在空中运动的时间比为tan21,解析由题图可知,斜面的倾角等于小球A落在斜面上时的位移与水平方向的夹角,由平抛运动结论可知:tan=2tan,选项A、B错误;设小球A在空中运动的时间为t1,小球B在空中运动的时间为t2,则由平抛运动的规律可得:tan=,tan=,则=,选项C正确,D错误。,突破五平抛运动中的临界问题常见的“三种”临界特征(1)有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼,明显表明题述的过程中存在着临界点。(2)若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离