高考物理一轮复习 专题四 曲线运动 万有引力定律 第2讲 抛体运动课件.ppt

第2讲抛体运动 考点1 平抛运动及其规律 1 平抛运动 1 定义 水平方向抛出的物体只在 作用下运动 2 性质 平抛运动是加速度为g的 曲线运动 其运动轨迹是 重力 匀加速 抛物线 3 平抛运动的条件 v0 0 沿 只受 作用 水平方向 重力 2 平抛运动的研究方法和基本规律 1 研究方法 用运动的合成和分解的方法研究平抛运动 匀速直线 自由落体 水平方向 运动 竖直方向 运动 2 基本规律 如图4 2 1所示 图4 2 1 位移关系a 水平方向 x b 竖直方向 y v0t 速度关系a 水平方向 vx v0 b 竖直方向 vy gt 考点2 斜抛运动 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 重力 匀速直线 2 研究方法 斜抛运动可以看作是水平方向的 运动和竖直方向的竖直上抛运动的合运动 v0cos v0cos t v0sin 3 基本规律 以斜向上抛为例说明 如图4 2 2所示 图4 2 2 1 水平方向 v0 x x 2 竖直方向 v0y y 基础自测 1 2017年新课标 卷 发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球 忽略空气的影响 速度较大的球 越过球网 速度较小的球没有越过球网 其原因是 a 速度较小的球下降相同距离所用的时间较多b 速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大c 速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少d 速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大答案 c 2 物体做平抛运动时 它的合位移方向和水平方向间的夹 角 的正切tan 随时间t变化的图象是下图中的 a b c d 而g v0都不变 故tan 是时间t 解析 根据平抛运动的特点 作位移的平行四边形 解三 角形可得tan 的一次函数 图象应该是一条过原点的直线 则b项正确 答案 b 3 如图4 2 3所示 斜面上a b c三点等距 小球从a点正上方o点抛出 做初速为v0的平抛运动 恰落在b点 若小 球初速变为v 其落点位于c 则 图4 2 3 a v0 v 2v0c 2v0 v 3v0 b v 2v0d v 3v0 解析 小球从a点正上方o点抛出 做初速为v0的平抛运动 恰落在b点 改变初速度 落在c点 知水平位移变为原来的2倍 若时间不变 则初速度变为原来的2倍 由于运动时间变长 则初速度小于2v0 故a正确 答案 a 4 2017年陕西三模 如图4 2 4所示 在m点分别以不同的速度将两小球水平抛出 两小球分别落在水平地面上的p点和q点 已知o点是m点在地面上的竖直投影 op pq 1 3 且不考虑空气阻力的影响 下列说法正确的是 a 两小球的下落时间之比为1 3b 两小球的下落时间之比为1 4c 两小球的初速度大小之比为1 3d 两小球的初速度大小之比为1 4 图4 2 4 解析 两球做平抛运动 下落高度相同 则下落的时间相同 故a b错误 由于两球的水平位移之比为1 4 根据 答案 d 热点1 平抛运动的规律 热点归纳 1 速度关系 2 位移关系 3 与斜面相关的平抛运动问题 考向1 两个分位移已知 典题1 多选 如图4 2 5所示 x轴在水平地面上 y轴沿竖直方向 图中画出了从y轴上沿x轴正方向抛出的三个小球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的水平初速度比b的小 d b的水平初速度比c的大 图4 2 5 答案 bd方法技巧 本题是已知两个分运动的位移情况 根据两个分运动的规律求解 抛运动的时间只由高度决定 因为hb hc ha 所以b与c的飞行时间相同 大于a的飞行时间 因此选项a错误 选项b正确 又因为xa xb 而ta tb 所以a的水平初速度比b的大 选项c错误 做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动 b的水平位移大于c 而tb tc 所以vb vc 即b的水平初速度比c的大 选项d正确 考向2 合速度的方向已知 典题2 多选 如图4 2 6所示 轰炸机沿水平方向匀速飞行 到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹 并垂直击中山坡 上的目标a 已知a点高度为h 山坡倾角为 由此可算出 图4 2 6 a 轰炸机的飞行高度c 炸弹的飞行时间 b 轰炸机的飞行速度d 炸弹投出时的动能 答案 abc 考向3 合速度的大小已知 典题3 多选 2017年河南洛阳期中 一个物体以初速度大小为v0被水平抛出 落地时速度大小为v 不计空气阻力 重力加速度大小为g 则 答案 ab 考向4 合位移的方向已知 典题4 2017年吉林一中高一期末 如图4 2 7所示 在坡度一定的斜面顶点以大小相同的初速v同时水平向左与水平向右抛出两个小球a和b 两侧斜坡的倾角分别为37 和53 小球均落在坡面上 若不计空气阻力 则a和b两小球的运动 时间之比为 图4 2 7 a 3 4 b 4 3 c 9 16 d 16 9 答案 c方法技巧 本题的隐含条件是物体合位移的方向已知 解合位移与分位移的平行四边形求解 考向5 合位移的大小已知 典题5 2017年河南郑州三模 如图4 2 8所示为某节目中某个环节的示意图 参与游戏的选手会遇到一个人造山谷oab oa是高h 3m的竖直峭壁 ab是以o点为圆心的弧形坡 aob 60 b点右侧是一段水平跑道 选手可以自o点借助绳索降到a点后再爬上跑道 但身体素质好的选手会选择自o点直接跃上跑道 选手可视为质点 忽略空气阻力 重力加速度g取10m s2 1 若选手以速度v0水平跳出后 能跳在水平跑道上 求v0 的最小值 2 若选手以速度v1 4m s水平跳出 求该选手在空中的 运动时间 图4 2 8 热点2 平抛运动中的临界问题 热点归纳 处理平抛运动中的临界问题要抓住的两点 1 找出临界状态对应的临界条件 2 要用分解速度或者分解位移的思想分析平抛运动的临界问题 典题6 2015年新课标 卷 一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图4 2 9所示 水平台面的长和宽分别为l1和l2 中间球网高度为h 发射机安装于台面左侧边缘的中点 能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球 发射点距台面高度为3h 不计空气的作用 重力加速度大小为g 若乒乓球的发射速率v在某范围内 通过选择合适的方向 就能使乒乓球落到球网右 侧台面上 则v的最大取值范围是 图4 2 9 答案 d 热点3 平抛运动的两个重要推论 热点归纳 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4 2 10所示 图4 2 10推论2 做平抛 或类平抛 运动的物体在任一时刻 设其速度方向与水平方向的夹角为 位移方向与水平方向的夹角为 则tan 2tan 如图4 2 10所示 典题7 如图4 2 11所示 水平固定半球形的碗的球心为o点 最低点为b点 在碗的边缘向着球心以速度v0水平抛出一个小球 抛出点及o b点在同一个竖直面内 下列说法 正确的是 a v0大小适当时小球可以垂直打在b点左侧内壁上 b v0大小适当时小球可以垂直打在b点 图4 2 11 c v0大小适当时小球可以垂直打在b点右侧内壁上d 小球不能垂直打在碗内任何一个位置 解析 小球为平抛运动 速度是水平速度和竖直速度的矢量和 水平速度不为0 因此合速度不可能竖直向下 也就不可能垂直打在b点 b项错误 水平速度水平向右 合速度不可能斜向左下方 因此不可能垂直打在b点左侧内壁上 a项错误 平抛运动末速度的反向延长线交于水平位移的中点 若垂直打在b点右侧的内壁上 则速度反向延长线与水平位移交于圆心 而圆心不可能是水平位移的中点 c项错误 因此小球不可能垂直打在碗内任何一个位置 d项正确 答案 d 迁移拓展 如图4 2 12所示 从倾角为 斜面足够长的顶点a 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 第二次初速度为v2 球落在斜面上前一瞬间的速度方向 与斜面间的夹角为 2 若v2 v1 试比较 1和 2的大小 图4 2 12 a 1 2 b 1 2 c 1 2 d 无法确定 解析 根据平抛运动的推论 做平抛 或类平抛 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 位移方向与水平方向的夹角为 则tan 2tan 由上述关系式结合图中的几何关系可得 tan 2tan 此式表明速度方向与斜面间的夹角 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 热点4 斜抛运动问题 热点归纳 关于斜抛物体的运动问题 可利用运动的对称性和可逆性通过平抛运动的知识求解 例如斜抛运动可以用从最高点开始的两个对称的平抛运动进行处理 应注意对整个物理过程进行分析 形成清晰的物理情景 典题8 2017年辽宁抚顺高三模拟 如图4 2 13所示 将一篮球从地面上方b点斜向上抛出 刚好垂直击中篮板上的a点 不计空气阻力 若抛射点b向篮板方向水平移动一小段距 离 仍使抛出的篮球垂直击中a点 则可行的是 a 增大抛射速度v0 同时减小抛射角 b 减小抛射速度v0 同时减小抛射角 c 增大抛射角 同时减小抛出速度v0 图4 2 13 d 增大抛射角 同时增大抛出速度v0答案 c 类平抛运动模型1 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 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a f合 m 3 解题步骤 典题9 如图4 2 14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点水平射入时的初速度v0 3 物块离开q点时速度的大小v 图4 2 14 方法技巧 类平抛运动的处理方法与平抛运动完全相同 只是加速度的大小和方向发生了变化 触类旁通 2017年四川广安模拟 据悉 我国已在某机场建立了一座航空母舰所使用的滑跳式甲板跑道 用来让飞行员练