浙江省严州中学新安江校区高考物理 抛体运动的规律复习课件.ppt

2014高三物理新课标 严州中学新校区 13抛体运动的规律 如图所示 从在距地面80m高的水平面上做匀加速直线运动的飞机上依次抛出a b c三个物体 抛出的时间间隔为1s 物体a与b及b与c的抛出点间距分别为45m和55m 三个物体分别落在水平地面上的a b c三处 求 1 飞机飞行的加速度 2 刚抛出物体b时飞机的速度大小 3 b c两物体落地点b c间的距离 1 10m s2 2 50m s 3 95m a b c下落的第一秒内速度的变化那个大 各是多少 一 平抛运动1 定义 将物体以一定的初速度沿 方向抛出 不考虑空气阻力 物体只在 作用下所做的运动 叫做平抛运动 2 性质 平抛运动是加速度为重力加速度 a g 的 运动 3 研究方法 用运动的合成和分解的方法研究平抛运动水平方向 匀速直线运动竖直方向 自由落体运动 水平 重力 匀变速 4 基本规律 如下图 特别提醒 1 在平抛运动中 速度偏角 和位移偏角 永远不相等 2 如果只求速度的大小时 也可以用动能定理或机械能守恒定律研究平抛运动 例 如图所示 x轴在水平地面内 y轴沿竖直方向 图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a b和c的运动轨 其中b和c是从同一点抛出的 不计空气阻力 则 a a的飞行时间比b的长b b和c的飞行时间相同c a的水平速度比b的小d b的初速度比c的大 bd 重力作用 二 斜抛运动及其研究方法 1 定义 将物体以速度v斜向上方或斜向下方抛出 物体只在 下的运动 2 基本规律 以斜向上抛为例说明 如上图所示 1 水平方向 v0 x f合x 0 2 竖直方向 v0y f合y mg 因此斜抛运动可以看做是水平方向的 和竖直方向的匀变速直线运动的合运动 v0cos v0sin 匀速直 线运动 考点一 平抛运动的规律1 速度变化规律水平方向分速度保持vx v0不变 竖直方向加速度恒为g 速度vy gt 从抛出点起 每隔 t时间 速度的矢量关系如图所示 这一矢量关系有两个特点 1 任意时刻的速度水平分量均等于初速度v0 2 任意相等时间间隔 t内的速度改变量 v的方向均竖直向下 大小均为 v vy g t 2 位移变化规律 1 任意相等时间间隔内 水平位移不变 即 x v0 t 2 连续相等的时间间隔 t内 竖直方向上的位移差不变 即 y g t2 3 连续相等时间内的竖直位移之比为 1 3 5 2n 1 n 1 2 3 1 斜面上有p r s t四个点 如图所示 pr rs st 从p点正上方的q点以速度v水平抛出一个物体 物体落于r点 若从q点以速度2v水平抛出一个物体 不计空气阻力 则物体落在斜面上的 a r与s间的某一点b s点c s与t间某一点d t点 变式题 如图所示 某同学为了找出平抛运动的物体初速度之间的关系 用一个小球在o点对准前方的一块竖直放置的挡板 o与a在同一高度 小球的水平初速度分别是v1 v2 v3 打在挡板上的位置分别是b c d 且ab bc cd 1 3 5 则v1 v2 v3之间的关系是 a v1 v2 v3 3 2 1b v1 v2 v3 5 3 1c v1 v2 v3 9 4 1d v1 v2 v3 6 3 2 d 1 速度关系 任意时刻速度均与初速度 速度的变化量组成一直角三角形 如图所示 2 角度关系 任意时刻速度偏向角的正切值是位移偏向角正切值的2倍 如图所示 tan 2tan 考点二 平抛运动的几个推论 以抛出点为起点 如图所示 足够长的斜面上有a b c d e五个点 ab bc cd de 从a点水平抛出一个小球 初速度为v时 小球落在斜面上的b点 落在斜面上时的速度方向与斜面夹角为 不计空气阻力 初速度为2v时 a 小球可能落在斜面上的c点与d点之间b 小球一定落在斜面上的e点c 小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角大于 d 小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角也为 bd 如图所示 在水平地面上的a点以v1速度跟地面成 角射出一弹丸 恰好以v2的速度垂直穿入竖直壁上的小孔 下面说法正确的是 a 在b点以跟v2大小相等的速度 跟v2方向相反射出弹丸 它必定落在地面上的a点b 在b点以跟v1大小相等的速度 跟v2方向相反射出弹丸 它必定落在地面上的a点c 在b点以跟v1大小相等的速度 跟v2方向相反射出弹丸 它必定落在地面上a点的左侧d 在b点以跟v1大小相等的速度 跟v2方向相反射出弹丸 它必定落在地面上且点的右侧 ac 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 370 不计空气阻力 1 o到a的距离l 2 运动员在o点的速度v0 3 运动员经多长时间物体离斜面最远 4 运动员离斜面的最大距离 v0 o a 题型一 平抛运动的应用 1 75m 2 v0 20m s 3 1 5s 4 9m 平抛运动的基本规律 1 如图所示 两小球a b从直角三角形斜面的顶端以相同大小的水平速率v0向左 向右水平抛出 分别落在两个斜面上 三角形的两底角分别为30 和60 则两小球a b运动时间之比为 a 1 b 1 3c 1d 3 1 b 平抛运动的灵活应用能力 2 如图所示 ab为斜面 bc为水平面 从a点以水平速度v0抛出一小球 此时落点到a的水平距离为x1 从a点以水平速度3v0抛出小球 这次落点到a点的水平距离为x2 不计空气阻力 则x1 x2可能等于 a 1 3b 1 6c 1 9d 1 12 abc 如图所示 在倾角为370的斜面底端的正上方h处 平抛一小球 该小球垂直打在斜面上的一点 试求小球抛出时的初速度和飞行时间 a 若保持水平速度v不变 斜面与水平方向的夹角 越大 小球的飞行时间越长b 若保持水平速度v不变 斜面与水平方向的夹角 越大 小球的飞行时间越短c 若保持斜面的倾角 不变 水平速度越大 小球的飞行时间越长d 若保持斜面的倾角 不变 水平速度越大 小球的飞行时间越短 bc 题型二 类平抛运动 如图所示 质量为m的飞机以水平初速度v0飞离跑道后逐渐上升 若飞机的水平速度v0不变 同时受到重力和竖直向上的恒定的升力 今测得飞机水平方向的位移为l时 上升的高度为h 求 1 飞机受到的升力大小 2 飞机上升至h高度的速度大小 2 如图所示 光滑斜面长为a 宽为b 倾角为 一物体沿斜面左上方顶点p水平射入 而从右下方顶点q离开斜面 求入射初速度 题型三 平抛运动中的临界问题 抛体运动在各类体育运动项目中很常见 如乒乓球运动 现讨论乒乓球发球问题 设球台长2l 网高h 乒乓球反弹前后水平分速度不变 竖直分速度大小不变 方向相反 且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力 设重力加速度为g 1 若球在球台边缘o点正上方高度为h1处以速度v1水平发出 落在球台的p1点 如图中实线所示 求p1点距o点的距离x1 2 若球在o点正上方以速度v2水平发出 恰好在最高点时越过球网落在球台的p2点 如图中虚线所示 求v2的大小 3 若球在o点正上方水平发出后 球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘p3处 求发球点距o点的高度h3 3 如图所示 水平屋顶高h 5m 墙高h 3 2m 墙到房子的距离l 3m 墙外马路宽s 10m 欲使小球从房顶水平飞出落在墙外的马路上 求小球离开房顶时的速度应满足什么条件 取g 10m s2 5m s v 13m s 题型四 平抛运动与直线运动的综合应用 1 1s 2 m a b两小球同时从距地面高为h 15m处的同一点抛出 初速度大小均为v0 10m s a球竖直向下抛出 b球水平抛出 空气阻力不计 重力加速度取g 10m s2 求 1 a球经多长时间落地 2 a球落地时 a b两球间的距离是多少 在距地面高h处有甲 乙两物体 甲物体以方向水平的速率v0飞出 乙物体同时以速率v0沿一倾角45 的光滑斜面滑下 如图所示 如果两物体能同时到达地面 则速率v0的大小为多大 1 625m 例3 一质量m 100kg的平板车停在水平路面上 车身的平板离地面的高度h 1 25m 一质量m 50kg的物块置于车的平板上 它到车尾端的距离b 1 0m 与车板间的动摩擦因数 0 20 如图所示 今对平板车施一水平向右的恒力使车向前行驶 结果物块从车板上滑落 物块刚离开车板的时刻 车向前行驶的距离x0 2 0m 求物块落地时落地点到车尾的水平距离x 不计路面与平板车之间以及轮轴之间的摩擦 取g 10m s2 135m 东偏北21 8 10m s 东偏北45 光滑水平面上 一个质量为2kg的物体从静止开始运动 在前5s受到一个沿正东方向大小为4n的水平恒力作用 从第5s末开始改为正北方向大小为2n的水平恒力作用了10s 求物体在15s内的位移和15s末的速度及方向 4 2平抛运动 10 11 1 人从a到b过程由动能定理得 2 人从b点平抛 3 当时 x有最大值xm h l 得 例 已知排球场半场长l 网高h 如图所示 若队员在离网水平距离d处竖直跳起水平扣球时 不论以多大的速度击球 都不能把球击在对方场地内 则队员应在离地多高处击球 如图所示 a b两球间用长6m的细线相连 两球相隔0 8s先后从同一高度处以4 5m s的初速度平抛 则a球抛出几秒后a b间的细线被拉直 在这段时间内a球的位移是多大 不计空气阻力 g 10m s2 t 1s 为训练宇航员能在失重状态下工作和生活 需要创造一种失重的环境 在地球表面附近 当飞机模拟某些在重力作用下的运动时 就可以在飞机座舱内实现短时间的完全失重状态 现要求一架飞机在速率为v1 500m s时进人失重状态试验 在速率为v2 1000m s时退出失重状