（讲练测）高考物理一轮复习 专题15 抛体运动（讲）（含解析）.doc

第四章 曲线运动与万有引力定律1.掌握曲线运动的概念、特点及条件；掌握运动的合成与分解法则。2.掌握平抛运动的特点和性质；掌握研究平抛运动的方法，并能应用解题3.掌握描述圆周运动的物理量及其之间的关系；理解向心力公式并能应用；了解物体做离心运动的条件。4. 万有引力定律在天体中的应用，如分析人造卫星的运行规律、计算天体的质量和密度等，是高考必考内容以天体问题为背景的信息给予题，更是受专家的青睐在课改区一般以选择题的形式呈现5.单独命题常以选择题的形式出现；与牛顿运动定律、功能关系、电磁学知识相综合常以计算题的形式出现。平抛运动的规律及其研究方法、近年考试的热点，且多数与电场、磁场、机械能等知识结合制成综合类试题。圆周运动的角速度、线速度及加速度是近年高考的热点，且多数与电场、磁场、机械能等知识结合制成综合类试题，这样的题目往往难度较大。1.掌握平抛运动的特点和性质.2.掌握研究平抛运动的方法，并能应用解题一、平抛运动1定义：将物体以一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体只在重力作用下所做的运动2性质：加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动，运动轨迹是抛物线3基本规律：以抛出点为原点，水平方向（初速度v0方向）为x轴，竖直向下方向为y轴，建立平面直角坐标系，则：（1）水平方向：做匀速直线运动，速度vxv0，位移xv0t.（2）竖直方向：做自由落体运动，速度vygt，位移.（3）合速度：，方向与水平方向的夹角为，则（4）合位移：，方向与水平方向的夹角为，.二、斜抛运动1斜抛运动的定义将物体以速度v0斜向上方或斜向下方抛出，物体只在重力作用下的运动2运动性质加速度为g的匀变速曲线运动，轨迹为抛物线3基本规律（以斜向上抛为例说明，如图所示）（1）水平方向：v0xv0cos_，f合x0.（2）竖直方向：v0yv0sin_，f合ymg.考点一平抛运动基本规律的理解1飞行时间：由知，时间取决于下落高度h，与初速度v0无关2水平射程：xv0tv0，即水平射程由初速度v0和下落高度h共同决定，与其他因素无关3落地速度：，以表示落地速度与x轴正方向的夹角，有，所以落地速度也只与初速度v0和下落高度h有关4速度改变量：因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g，所以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vgt；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，如图中a点和b点所示（2）做平抛（或类平抛）运动的物体在任意时刻任一位置处，设其末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 .重点归纳1.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2.常见平抛运动模型的运动时间的计算方法（1）在水平地面上空h处平抛：由知，即t由高度h决定（2）在半圆内的平抛运动（如图），由半径和几何关系制约时间t：联立两方程可求t.（3）斜面上的平抛问题：顺着斜面平抛（如图）方法：分解位移xv0t可求得对着斜面平抛（如图）方法：分解速度vxv0vygt可求得（4）对着竖直墙壁平抛（如图）水平初速度v0不同时，虽然落点不同，但水平位移相同3.求解多体平抛问题的三点注意（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，二者间距只取决于两物体的水平分运动（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，二者间距由两物体的水平分运动和竖直高度差决定（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，二者间距取决于两物体的水平分运动和竖直分运动典型案例如图所示，ad分别是斜面的顶端、底端，bc是斜面上的两个点，abbccd，e点在d点的正上方，与a等高，从e点水平抛出质量相等的两个小球，球1落在b点，球2落在c点，关于球1和球2从抛出到落在斜面上的运动过程a球1和球2运动的时间之比为21b球1和球2动能增加量之比为13c球1和球2抛出时初速度之比为21d球1和球2运动时的加速度之比为12【答案】 c【名师点睛】本题主要考查了平抛运动，属于中等难度的题目。平抛运动与斜面相结合的问题，一致是大型考试中的重难点，解决这类问题的关键是充分理解斜面的倾角的作用，根据几何关系和平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律解决问题。针对练习1如图所示，两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平抛出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等且在同一竖直面内，斜面底边长是其竖直高度的2倍。若小球能落到斜面上，下列说法正确的是（ ）a不可能同时落在半圆轨道和斜面上b球一定先落在半圆轨道上c球可能先落在半圆轨道上d球一定先落在斜面上【答案】c【名师点睛】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，将圆轨道和斜面重合在一起进行分析比较，即可得出正确答案；本题考查平抛运动比较灵活，学生容易陷入计算比较的一种错误方法当中，不能想到将半圆轨道和斜面轨道重合进行分析比较。针对练习2如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为53的斜面顶端，并刚好沿斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h0.8 m， g10 m/s2， sin 530.8，cos 530.6，则：（1）小球水平抛出的初速度v0是多少？（2）斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少？小球与斜面的动摩擦因数=0.5，斜面高h=16m，小球到达斜面底端的速度多大？【答案】（1）3m/s；（2）1.2m；（3）15m/s【解析】（1）小球落到斜面上时方向与斜面平行：竖直方向上：得故小球的水平速度为3m/s；（2）又得水平位移：【名师点睛】在处理平抛运动时，关键是知道将平抛运动分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，两个运动具有等时性，即运动时间相同，然后列式求解。考点二类平抛问题模型的分析方法1类平抛运动的受力特点物体所受的合外力为恒力，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方向上做匀速直线运动，在合外力方向上做初速度为零的匀加速直线运动，加速度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（即沿合外力的方向）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a分解为ax、ay，初速度v0分解为vx、vy，然后分别在x、y方向列方程求重点归纳类平抛运动的求解方法常规分解法：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。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。典型案例如图，质量相同的a、b两质点以相同的水平速度v抛出，a在竖直平面内运动，落地点在p1；b在光滑的斜面上运动，落地点在p2，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（）aa、b的运动时间相同ba、b沿x轴方向的位移相同ca、b落地时的速度相同da、b落地时的动能相同【答案】d【名师点睛】本题主要考查了平抛运动、类平抛运动的综合应用；平抛运动和类平抛运动类问题的实质是运动的合成与分解。这要准备分析与理解把运动向哪两个方向分解，哪个方向是匀速运动？哪个方向是匀加速运动？加速度是多少？针对练习1如图所示，红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块在 a点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右作匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图中的 （ ）a曲线q b直线p c曲线r d无法确定【答案】a【解析】因蜡块参与竖直方向的匀速运动和水平方向的匀加速运动，故若在竖直方向取相同的位移，则时间都是相同的，水平方向的位移应该逐渐变大，根据轨迹可知，应该是q，故选a. 【名师点睛】此题是运动的合成问题；关键是知道蜡块参与竖直方向的匀速运动和水平方向的匀加速运动，可以在竖直方向取相等的位移看水平位移的大小变化规律；此题还可以列出水平和竖直方向的位移时间关系，消去t后可得轨迹方程.针对练习2有一个质量为3kg的质点在直角坐标系xoy所在的平面内运动，x方向的速度时间图像和y方向的位移时间图象分别如图