高考核动力高考物理一轮复习 4.2抛体运动课件.ppt

第2单元抛体运动 填一填 1 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 运动竖直方向 运动2 基本规律 如图 匀速直线 自由落体 1 位移关系 2 速度关系 温馨提示 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 1 定义 将物体以速度v0斜向上方或斜向下方抛出 物体只在作用下的运动 2 研究方法 斜抛运动可以看做是水平方向的运动和竖直方向的抛体运动的合运动 3 基本规律 以斜向上抛为例说明 如图所示 1 水平方向 v0 x f合x 0 2 竖直方向 v0y f合y mg v0cos v0sin 练一练 1 做斜抛运动的物体 到达最高点时 a 速度为零 加速度方向向下b 速度为零 加速度为零c 具有水平方向的速度和竖直向下的加速度d 具有水平方向的速度和加速度 解析 斜抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直上抛运动 因物体只受重力 且方向竖直向下 所以水平方向的分速度不变 竖直方向上的加速度也不变 所以只有选项c正确 答案 c 2 对平抛运动 下列说法正确的是 a 平抛运动是加速度大小 方向不变的曲线运动b 做平抛运动的物体 在任何相等的时间内位移的增量都是相等的c 平抛运动可以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d 落地时间和落地时的速度只与抛出点的高度有关 答案 ac 3 关于平抛运动 下列说法不正确的是 a 平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动b 平抛运动的速度方向与恒力方向的夹角保持不变c 平抛运动的速度大小是时刻变化的d 平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小 答案 b 4 一个物体以初速v0水平抛出 落地时速度为v 则运动时间为 答案 c 考点一平抛运动的规律及应用 考点梳理 4 速度变化量 做平抛运动的物体在任意相等时间间隔 t内的速度改变量 v g t相同 方向恒为竖直向下 如图所示 5 两个重要推论 1 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 2 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 典例应用 如图所示 从倾角为 的斜面上的a点以初速度v0水平抛出一个物体 物体落在斜面上的b点 不计空气阻力 求 1 抛出后经多长时间物体与斜面间距离最大 2 a b间的距离为多少 总结提升 化曲为直 思想在平抛运动中的应用在研究平抛运动问题时 根据运动效果的等效性 利用运动分解的方法 将其转化为我们所熟悉的两个方向上的直线运动 即水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 再运用运动合成的方法求出平抛运动的规律 这种处理问题的方法可以变曲线运动为直线运动 变复杂运动为简单运动 是处理曲线运动问题的一种重要的思想方法 滑雪比赛惊险刺激 如图所示 一名跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从o点水平飞出 经过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 3 运动员从o点飞出开始到离斜坡距离最远所用的时间 答案 1 75m 2 20m s 3 1 5s 考点二类平抛运动的分析 考点梳理 1 类平抛运动的受力特点物体所受合力为恒力 且与初速度的方向垂直 2 类平抛运动的运动特点在初速度v0方向做匀速直线运动 在合外力方向做初速度为零的匀加速直线运动 加速度a 3 类平抛运动的求解方法 1 常规分解法 将类平抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向 即沿合力的方向 的匀加速直线运动 两分运动彼此独立 互不影响 且与合运动具有等时性 2 特殊分解法 对于有些问题 可以过抛出点建立适当的直角坐标系 将加速度分解为ax ay 初速度v0分解为vx vy 然后分别在x y方向列方程求解 3 类平抛运动问题的求解思路 典例应用 如图所示的光滑斜面长为l 宽为b 倾角为 一物块 可看成质点 沿斜面左上方顶点p水平射入 恰好从底端q点离开斜面 试求 1 物块由p运动到q所用的时间t 2 物块由p点水平入射时的初速度v0 3 物块离开q点时速度的大小v 总结提升 物体做类平抛运动 其受力特点和运动特点类似于平抛运动 因此解决的方法可类比平抛运动 采用运动的合成与分解 关键的问题要注意 1 满足条件 受恒力作用且与初速度的方向垂直 2 确定两个分运动的速度方向和位移方向 分别列式求解 如图所示 两个倾角分别为30 45 的光滑斜面放在同一水平面上 斜面高度相等 有三个完全相同的小球a b c 开始均静止于同一高度处 其中b小球在两斜面之间 a c两小球在斜面顶端 两斜面间距大于小球直径 若同时释放 a b c小球到达水平面的时间分别为t1 t2 t3 若同时沿水平方向抛出 初速度方向如图所示 到达水平面的时间分别为t1 t2 t3 下列关于时间的关系正确的是 a t1 t3 t2b t1 t1 t2 t2 t3 t3 c t1 t3 t2 d t1 t1 t2 t2 t3 t3 答案 abc 考点三平抛运动综合问题分析 考点梳理 平抛运动的综合问题主要是以下几种类型及其处理方法1 平抛运动与其他运动形式的综合题目 如匀速直线运动 竖直上抛运动 自由落体运动 圆周运动等 在这类问题的分析中要注意平抛运动与其他运动物体在时间上 位移上 速度上的相关分析 2 多体平抛问题 1 若两物体同时从同一高度 或同一点 抛出 则两物体始终在同一高度 二者间距只决定于两物体水平分运动 2 若两物体同时从不同高度抛出 则两物体高度差始终与抛出点高度差相同 二者间距由两物体水平分运动和竖直高度差决 3 若两物体从同一点先后抛出 两物体竖直高度差随时间均匀增大 二者间距决定于两物体水平分运动和竖直分运动 3 平抛运动与竖直上抛运动中的相遇问题 同一般追及相遇问题一样 关键分析两种运动的位移关系 速度关系 时间关系等 但不同的是 由于平抛运动是二维的运动 故在分析竖直方向运动的同时 一定要注意分析水平方向的运动 典例应用 2012 全国新课标卷 如图 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的运动轨迹 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 解题指导 关键点 看图获信息 1 小球b c的高度相同 tb tc 2 小球a的高度比b的低 ta tb 3 由图可知xa xb xc 答案 bd 2015 湖北武汉联考 如图所示 一足够长的固定斜面与水平方向的夹角为 37 物体b与斜面间的动摩擦因数 0 5 将物体a以初速度v0从斜面顶端水平抛出的同时 物体b在斜面上距顶端l 16 5m处由静止释放 经历时间t 物体a第一次落到斜面上时 恰与物体b相碰 已知sin37 0 6 cos37 0 8 g 10m s2 不计空气阻力 两物体都可视为质点 求v0和t的大小 答案 10m s 1 5 四类常见平抛运动模型模型一水平地面上空h处的平抛运动 甲 模型三斜面上的平抛运动1 顺着斜面平抛 如图乙 方法 分解位移 乙 丙 丁 模型四对着竖直墙壁的平抛运动 如图丁 水平初速度v0不同时 虽然落点不同 但水平位移相同 如下图 从半径为r 1m的半圆ab上的a点水平抛出一个可视为质点的小球 经t 0 4s小球落到半圆上 已知当地的重力加速度g 10m s2 则小球的初速度v0可能为 a 1m sb 2m sc 3m sd 4m s 答案 ad 将一个小球由固定斜面的顶端以某一初速度v0水平抛出 小球刚好经时间t0落到斜面的底端 如果改变小球抛出的初速度 则能正确反映小球的运行时间与初速度变化规律的是 答案 c 倾角为 的斜面上有a b c三点 现从这三点分别以不同的初速度水平抛出一小球 三个小球均落在斜面上的d点 今测得ab bc cd 5 3 1 由此可判断 a a b c处三个小球运动时间之比为1 2 3b a b c处三个小球落在斜面上时速度与初速度间的夹角之比为1 1 1c a b c处三个小球的初速度大小之比为3 2 1d a b c处三个小球的运动轨迹可能在空中相交 解析 由于沿斜面ab bc cd 5 3 1 故三个小球竖直位移之比为9 4 1 运动时间之比为3 2 1 a项错误 斜面上平抛的小球落在斜面上时 速度与初速度之间的夹角 满足tan 2tan 与小球抛出时的初速度大小和位置无关 因此b项正确 同时tan 所以三个小球的初速度之比等于运动时间之比 为3 2 1 c项正确 三个小球的运动轨迹 抛物线 在d点相交 因此不会在空中相交 d项错误 答案 bc 模拟题组 1 2015 荆州高三上学期期末 如图所示 在一次空地演习中 离地h高处的飞机以水平速度v1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标p 设地面同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截 拦截系统与飞机的水平距离为s 若拦截成功 不计空气阻力 则v1 v2的关系应满足 答案 d 2 2015 晋中市四校联考 如图所示是倾角为45 的斜坡 在斜坡底端p点正上方某一位置q处以速度v0水平向左抛出一个小球a 小球恰好能垂直落在斜坡上 运动时间为t1 小球b从同一点q处自由下落 下落至p点的时间为t2 不计空气阻力 则t1 t2为 答案 d 高考题组 3 2014 江苏单科 6 多选 为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动 用如图所示的装置进行实验 小锤打击弹性金属片 a球水平抛出 同时b球被松开 自由下落 关于该实验 下列说法中正确的有 a 两球的质量应相等b 两球应同时落地c 应改变装置的高度 多次实验d 实验也能说明a球在水平方向上做匀速直线运动 解析 物体做平抛运动的规律与其质量无关 a错 在实验中a球做平抛运动 b球做自由落体运动 两球应同时落地 实验说明a球在竖直方向上做自由落体运动 b对 d错 为了消除偶然误差 可改变装置高度 多次实验进行验证 c对 答案 bc 4 2014 浙江理综 23 如图所示 装甲车在水平地面上以速度v0 20m s沿直线前进 车上机枪的枪管水平 距地面高为h 1 8m 在车正前方竖直立一块高为两米的长方形靶 其底边与地面接触 枪口与靶距离为l时 机枪手正对靶射出第一发子弹 子弹相对于枪口的初速度为v 800m s 在子弹射出的同时 装甲车开始匀减速运动 行进s 90m后停下 装甲车停下后 机枪手以相同方式射出第二发子弹 不计空气阻力 子弹看成质点 重力加速度g 10m s2 1 求装甲车匀减速运动时的加速度大小