高考物理总复习 第四章 第一单元 第2课 抛体运动课件课件.ppt

第一单元抛体运动第2课抛体运动 第四章抛体运动与圆周运动 知能要求与高考展望 1 要求掌握抛体运动的力学特征及运动学特征 熟练处理有关平抛运动的计算问题 2 直接考查一般为选择题 重视与电场结合的综合题 课前自修 1 平抛运动 1 定义 物体以一定的初速度沿 方向抛出 只在 作用下所做的运动 叫平抛运动 2 性质 平抛运动是加速度为 的曲线运动 运动轨迹是抛物线 3 处理方法 平抛运动可分解为水平面方向的 运动和竖直方向的 运动两个分运动 自由落体 水平 重力 重力加速度 匀速直线 4 规律 以抛出点为坐标原点 水平初速度v0方向为x轴的正方向 竖直向下的方向为y轴的正方向 建立如图所示的坐标系 在该坐标系下 对任一时刻t 有 2 斜抛运动 1 定义 物体用一定的初速度沿 的方向抛出去 仅在 作用下的运动 2 性质 是加速度恒为重力加速度的 曲线运动 轨迹是 3 处理方法 斜抛运动分解为水平方向的 运动和竖直 或 运动的合运动 下抛 斜向上或斜向下 重力 匀变速 抛物线 匀速直线 上抛 重难突破 1 平抛运动中的 飞行时间 和 水平位移 平抛运动中的 飞行时间 t只与抛出点的竖直高度有关 而与水平初速度无关 物体在空中飞行时间为 平抛运动中的 水平位移 x除与水平初速度v0有关外 还与抛出点高度h有关 即 2 平抛运动中速度方向与位移方向的差别如图所示 物体以初速度v0从o点水平抛出 经时间t到达p点 若到达p点时速度方向与水平线的夹角为 从o点到p点过程中位移方向与水平线的夹角为 则有 2 其中得tan 2tan 3 平抛运动的两个推论 1 做平抛 或类平抛 运动的物体在任一时刻 或任一位置 的速度方向与水平方向的夹角为 位移与水平方向的夹角为 则有tan 2tan 2 做平抛 或类平抛 运动的物体在任意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 4 平抛运动中速度的变化情况由于平抛运动的物体在水平方向上不受力 故其水平分速度保持恒定 又由于它在竖直方向上的加速度恒为g 所以从抛出起 每隔 t时间的瞬时速度间的矢量关系如图所示 这一矢量关系图有如下两个特点 1 任一时刻的速度的水平分量均等于初速度 2 任意相等的时间间隔 t内的速度改变量方向均为竖直向下 大小 v g t 题型探究 题型一 理解概念 推理判断 例1 右图所示为用频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片 图中a b c为三个同时由同一点出发的小球 aa 为a球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹 bb 为b球以速度v被水平抛出后的运动轨迹 cc 为c球自由下落的运动轨迹 由图中三条轨迹 下列叙述中正确的是 a 平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动b 平抛运动的物体在水平方向上做匀加速直线运动c 平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动d 平抛运动的物体在竖直方向上做变加速直线运动 审题突破 本题考查平抛运动的实验规律的认识 该实验规律是通过把运动进行正交分解 使之进入熟悉的直线运动的思维范畴 解析 由图示的频闪照片可以看出 在水平方向上 做平抛运动的物体的位移始终与做匀速直线运动的物体的位移相同 这说明平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动 在竖直方向上 做平抛运动的物体的位移始终与做自由落体运动的物体的位移相同 这说明平抛运动的物体在竖直方向上鲎杂陕涮逶硕 答案 ac 方法点窍 实验中采用了对比法来判断确定运动分解得到的规律 水平方向做匀速直线运动 竖直方向做自由落体运动 运用的原理有运动的独立性和等时性原理 题型二 直线运动中导出的规律在平抛运动竖直方向上的应用 例2 2013 江苏盐城二次调研 如右图所示 两个小球从水平地面上方同一点o分别以初速度v1 v2水平抛出 落在地面上的位置分别是a b o 是o在地面上的竖直投影 且o a ab 1 3 若不计空气阻力 则两小球 a 初速度大小之比为1 4b 初速度大小之比为1 3c 落地速度与水平地面夹角的正切值之比为1 3d 落地速度与水平地面夹角的正切值之比为4 1 审题突破 两个小球从水平地面上方同一点o水平抛出 则下落的时间相等 解析 两个小球落地时间相同 小球水平方向做匀速直线运动 根据x vt o a o b 1 4 解得抛出的初速度大小之比为v1 v2 1 4 a正确 落地速度与水平地面夹角的正切值之比为 d正确 答案 ad 方法点窍 解决平抛运动的基本方法是 将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动来求解 例3 如图所示 跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从o点水平飞出 经3 0s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 运动员的质量m 50kg 不计空气阻力 取sin37 0 60 cos37 0 80 g取10m s2 求 1 a点与o点的距离l 2 运动员离开o点时的速度大小 审题突破 本题已知平抛运动的位移oa与水平方向的夹角为37 可以分解位移来求解 解析 1 运动员在竖直方向做自由落体运动 有lsin37 gt2 所以a点与o点的距离l 75m 2 设运动员离开o点的速度为v0 运动员在水平方向做匀速直线运动 即lcos37 v0t 解得 v0 20m s 答案 1 75m 2 20m s 方法点窍 求解平抛运动时 若已知位移的信息则分解位移 已知速度的信息则分解速度 题型三 平抛运动推论的应用 例4 如图所示 从倾角为 的斜面 足够长 的上a点 先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出 第一次初速度为v1 球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面的夹角为 1 第二次初速度v2 球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面间的夹角为 2 若v2 v1 比较 1和 2的大小 可知 a 2 1b 2 1c 2 1d 无法确定 审题突破 本题考查运用平抛运动的推论tan 2tan 解题的能力 解析 根据平抛运动的推论 速度与水平方向的夹角的正切值等于位移与水平方向的夹角的正切值的2倍 结合下图中的几何关系可得 tan 2tan 所以 arctan 2tan 此式表明 仅与 有关 而与初速度无关 因此 1 2 即以不同初速度平抛的物体落在斜面上各点的速度方向是互相平行的 答案 c 方法点窍 平抛运动的两个推论虽然表达上有所不同 其实如出一辙 通过第一个推论tan 2tan 再进行拓展就能得到第二个推论 如何应用两个推论 关键看试题给我们怎样的条件 题型四 类平抛运动 例5 在光滑的水平面内 一质量m 1kg的质点以速度v0 10m s沿x轴正方向运动 经过原点后受一沿y轴正方向上的水平恒力f 15n的力作用 直线oa与x轴夹角 37 如下图所示曲线为质点的轨迹图 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 如果质点的运动轨迹与直线oa相交于p点 质点从o点到p点所经历的时间以及p点的坐标 2 质点经过p点的速度大小 审题突破 本题中质点的运动分解为x轴方向和y轴方向这两个方向的运动来研究 然后再作运动的合成 解析 1 质点在x轴方向上无外力作用 做匀速直线运动 在y轴方向受恒力f作用 做匀加速直线运动 由牛顿第二定律得 设质点从o点到p点经历的时间为t p点坐标为 xp yp 则xp v0t yp at2 又tan 联立解得 t 1s xp 10m yp 7 5m 2 质点经过p点时沿y方向的速度vy at 15m s故p点的速度大小vp 5m s 答案 1 1s 10m 7 5m 2 5m s 方法点窍 类平抛运动问题的求解思路 根据物体受力特点和运动特点判断该问题属于类平抛运动问题求出物体运动的加速度根据平抛运动知识 结合具体问题选择所需要的规律 随堂训练 1 一个物体在光滑水平面上以初速度v0做曲线运动 已知在此过程中物体只受一个恒力f作用 运动轨迹如图虚线所示 则速度大小的变化为 错解 错选b 不会套用斜抛运动的模型 从而发现物体后来会转向与力的夹角小于90 的右下方来 这样速度的大小又增大 答案 d a 逐渐增大b 逐渐减小c 先增大后减小d 先减小后增大 2 如图所示 光滑的斜面倾角为 斜面长为l 斜面顶端有一小球 沿斜面水平方向以初速度v0抛出 下列说法中正确的是 a 小球将在斜面上做平抛运动b 小球将在斜面上做类平抛运动c 小球滑到底端时 水平方向的位移为d 小球滑到底端时 水平方向的位移为 错解 错