高考物理大一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 基础课2 平抛运动课件 新人教版.ppt

基础课2平抛运动 知识点一 平抛运动1 定义 以一定的初速度沿水平方向抛出的物体只在 作用下的运动 2 性质 平抛运动是加速度为g的 曲线运动 其运动轨迹是 3 平抛运动的条件 1 v0 0 沿 2 只受 作用 4 研究方法 平抛运动可以分解为水平方向的 运动和竖直方向的 运动 重力 匀加速 抛物线 水平方向 重力 匀速直线 自由落体 5 基本规律 如图所示 1 速度关系 2 位移关系 3 轨迹方程 y gt v0t 知识点二 斜抛运动1 定义 将物体以初速度v0沿 或 抛出 物体只在 作用下的运动 2 性质 加速度为 的匀变速曲线运动 轨迹是 3 研究方法 斜抛运动可以看做水平方向的 运动和竖直方向的 运动的合运动 斜向上方 斜向下方 重力 重力加速度g 抛物线 匀速直线 匀变速直线 思考判断 1 平抛运动是匀变速曲线运动 2 平抛运动的加速度方向时刻在变化 3 平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 4 平抛运动的物体任意时刻速度方向与水平方向的夹角保持不变 5 平抛运动的物体在任意相等的两段时间内的速度的变化相同 6 对于在相同高度以相同速度平抛的物体 在月球上水平位移与在地球上水平位移相等 答案 1 2 3 4 5 6 平抛运动的规律及其应用 4 速度改变量 物体在任意相等时间内的速度改变量 v g t相同 方向恒为竖直向下 如图1所示 图1 图2 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 位移与水平方向的夹角为 则tan 2tan 如图2所示 推导 1 对平抛运动的理解 多选 对于平抛运动 下列说法正确的是 a 落地时间和落地时的速度只与抛出点的高度有关b 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c 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d 平抛运动是加速度大小 方向不变的曲线运动 答案bd 2 平抛规律的应用 多选 某人向放在水平地面上正前方的小桶中水平抛球 结果球划着一条弧线飞到小桶的前方 如图3所示 不计空气阻力 为了能把小球抛进小桶中 则下次再水平抛球时 可能做出的调整为 图3 a 减小初速度 抛出点高度不变b 增大初速度 抛出点高度不变c 初速度大小不变 降低抛出点高度d 初速度大小不变 增大抛出点高度 答案ac 3 多体的平抛运动 如图4所示 在同一平台上的o点水平抛出的三个物体分别落到a b c三点 不计空气阻力 则三个物体运动的初速度va vb vc的关系和三个物体运动的时间ta tb tc的关系分别是 图4 a va vb vc ta tb tcb va vb vc ta tb tcc va vb vc ta tb tcd va vb vc ta tb tc 答案c 化曲为直 思想在平抛运动中的应用 1 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 水平方向的匀速直线运动 竖直方向的自由落体运动 2 运用运动合成的方法求出平抛运动的速度 位移等 反思总结 与斜面相关联的平抛运动 典例 2017 信阳一模改编 如图5所示 一名跳台滑雪运动员经过一段时间的加速滑行后从o点水平飞出 经过3s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 不计空气阻力 sin37 0 6 cos37 0 8 g取10m s2 则运动员落到斜坡上时速度方向与水平方向的夹角 满足 图5 a tan 1 33b tan 1 44c tan 1 50d tan 2 00 答案c 思考延伸 在 典例 中 若运动员从o点飞出的初速度为20m s 则运动员离开o点后离斜坡的最远距离为 a 30mb 15mc 18md 9m 解析将运动员的初速度v0和加速度g分别沿垂直于斜面和平行于斜面方向进行分解 如图所示 初速度v0沿垂 直斜面方向上的分量为v1 v0sin 加速度g在垂直于斜面方向上的分量为a1 gcos 根据分运动各自独立的原理可知 答案d 平抛运动的分解方法与技巧 1 如果知道速度的大小或方向 应首先考虑分解速度 2 如果知道位移的大小或方向 应首先考虑分解位移 3 两种分解方法 沿水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动 沿斜面方向的匀加速运动和垂直斜面方向的匀减速运动 技巧点拨 1 将一挡板倾斜地固定在水平面上 倾角为 30 如图6所示 现有质量为m的小球由挡板上方的a点以v0的初速度水平向右抛出 小球落在挡板上的b点时 小球速度方向刚好与挡板垂直 小球与挡板碰前后的速度方向相反 速度大小之比为4 3 下列有关小球的运动描述正确的是 图6 解析小球在碰撞挡板前做平抛运动 设刚要碰撞斜面时小球速度为v 由题意 速度v的方向与竖直方向的夹角为30 且水平分量仍为v0 如图 由此得v 2v0 碰撞过程中 答案d 2 分解速度和位移的综合应用 多选 如图7所示 一固定斜面倾角为 将小球a从斜面顶端以速率v0水平向右抛出 击中了斜面上的p点 将小球b从空中某点以相同速率v0水平向左抛出 恰好垂直斜面击中q点 不计空气阻力 重力加速度为g 下列说法正确的是 图7 a 若小球a在击中p点时速度方向与水平方向所夹锐角为 则tan 2tan b 若小球a在击中p点时速度方向与水平方向所夹锐角为 则tan 2tan c 小球a b在空中运动的时间比为2tan2 1d 小球a b在空中运动的时间比为tan2 1 答案bc 平抛运动中的临界问题 常见的 三种 临界特征 1 有些题目中有 刚好 恰好 正好 等字眼 明显表明题述的过程中存在着临界点 2 若题目中有 取值范围 多长时间 多大距离 等词语 表明题述的过程中存在着 起止点 而这些起止点往往就是临界点 3 若题目中有 最大 最小 至多 至少 等字眼 表明题述的过程中存在着极值 这个极值点往往是临界点 典例 2016 浙江理综 23 在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图8所示 p是一个微粒源 能持续水平向右发射质量相同 初速度不同的微粒 高度为h的探测屏ab竖直放置 离p点的水平距离为l 上端a与p点的高度差也为h 图8 1 若微粒打在探测屏ab的中点 求微粒在空中飞行的时间 2 求能被屏探测到的微粒的初速度范围 3 若打在探测屏a b两点的微粒的动能相等 求l与h的关系 1 处理平抛运动中的临界问题要抓住两点 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 2 平抛运动临界极值问题的分析方法 1 确定研究对象的运动性质 2 根据题意确定临界状态 3 确定临界轨迹 画出轨迹示意图 4 应用平抛运动的规律结合临界条件列方程求解 方法技巧 1 生活中的临界问题 2016 广东广州综合测试 一 如图9 窗子上 下沿间的高度h 1 6m 墙的厚度d 0 4m 某人在离墙壁距离l 1 4m 距窗子上沿h 0 2m处的p点 将可视为质点的小物件以v的速度水平抛出 小物件直接穿过窗口并落在水平地面上 取g 10m s2 则v的取值范围是 a v 7m sb v 2 3m sc 3m s v 7m sd 2 3m s v 3m s 图9 答案c 2 平抛运动与斜面有关的临界问题 如图10为湖边一倾角为30 的大坝横截面示意图 水面与大坝的交点为o 一人站在a点以速度v0沿水平方向扔一小石子 已知ao 40m 不计空气阻力 g取10m s2 下列说法中正确的是 图10 a 若v0 18m s 则石子可以落入水中b 若v0 20m s 则石子不能落入水中c 若石子能落入水中 则v0越大 落水时速度方向与水平面的夹角越大d 若石子不能落入水中 则v0越大 落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大 答案a 生活中的平抛运动问题平抛运动与日常生活紧密联系 如乒乓球 足球 排球等运动模型 飞镖 射击 飞机投弹模型等 这些模型经常受到边界条件的制约 如网球是否触网或越界 飞镖是否能击中靶心 飞机投弹是否能命中目标等 解题的关键是能准确地运用平抛运动规律分析对应的运动特征 图11 a 击球点的高度与网高度之比为2 1b 乒乓球在网左右两侧运动时间之比为2 1c 乒乓球过网时与落到右侧桌边缘时速率之比为1 2d 乒乓球在左 右两侧运动速度变化量之比为1 2 答案d 图12 答案b 处理此类问题的方法 1 阅读试题 提炼关键信息 2 通过迁移 联想 类比 建立物理模型 3 找出每个物理过程所满足的规律 应用所 反思总结 学知识列方程 进行推理计算 得出结论 体育运动中许多运动都可简化为平抛运动的模型 在分析此类问题时一定要注意从实际出发寻找一些临界点 画出物体运动的草图 找出临界条件 如图所示的网球刚好过网和刚好压线的情况 1 2016 海南单科 1 在地面上方某一点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出 不计空气阻力 则小球在随后的运动中 a 速度和加速度的方向都在不断变化b 速度与加速度方向之间的夹角一直减小c 在相等的时间间隔内 速率的改变量相等d 在相等的时间间隔内 动能的改变量相等 答案b 2 全国卷 多选 如图13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的运动轨迹 其中b和c是从同一点抛出的 不计空气阻力 则 图13 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