高考物理一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 2 平抛运动课件.ppt

第2节平抛运动 2 基础夯实 自我诊断 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 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的匀变速曲线运动 轨迹是抛物线 3 研究方法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 3 基础夯实 自我诊断 4 基本规律 如图所示 4 基础夯实 自我诊断 二 斜抛运动1 定义将物体以v沿斜向上方或斜向下方抛出 物体只在重力作用下的运动 2 性质加速度为重力加速度的匀变速曲线运动 轨迹是抛物线 3 研究方法斜抛运动可以看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛 或竖直下抛 运动的合运动 5 基础夯实 自我诊断 4 基本规律 以斜上抛运动为例 如图所示 6 基础夯实 自我诊断 从离水平地面某一高度的地方平抛的物体 其落地的时间由哪些因素决定 其水平射程由哪些因素决定 平抛的初速度越大 水平射程越大吗 7 基础夯实 自我诊断 1 一个物体以初速度v0水平抛出 落地时速度为v 则运动时间为 答案 解析 8 基础夯实 自我诊断 2 多选 为了验证做平抛运动的小球在竖直方向上的运动是自由落体运动 某同学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 答案 解析 9 基础夯实 自我诊断 3 多选 2016 广东惠州模拟 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 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 提高抛出点高度 答案 解析 10 基础夯实 自我诊断 4 如图所示 p是水平地面上的一点 a b c d处在同一条竖直线上 且ab bc cd 从a b c三点分别水平抛出一个物体 这三个物体都落在水平地面上的p点 则三个物体抛出时的速度大小之比va vb vc为 答案 解析 11 考点一 考点二 考点三 考点一平抛运动规律的应用 多维探究 1 飞行时间 2 水平射程 3 落地速度 12 考点一 考点二 考点三 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 v g t是相同的 方向恒为竖直向下 如图所示 13 考点一 考点二 考点三 5 两个重要推论 14 考点一 考点二 考点三 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 推导 15 考点一 考点二 考点三 考向1平抛运动的基本规律例1 多选 如图所示 从某高度处水平抛出一小球 经过时间t到达地面时 速度方向与水平方向的夹角为 不计空气阻力 重力加速度为g 下列说法正确的是 c 若小球初速度增大 则平抛运动的时间变长d 若小球初速度增大 则 减小 答案 解析 16 考点一 考点二 考点三 思维点拨 1 请分析计算小球落地时竖直方向的速度和位移 竖直方向的速度 竖直方向的位移 2 请画出小球落地时速度和位移的分解示意图 vy gt 17 考点一 考点二 考点三 考向2与平抛运动有关的相遇问题例2 2016 北京东城区模拟 如图所示 在一次空地联合军事演习中 从离地面h高处的飞机上以对地速度v1水平发射一颗炸弹轰炸地面目标p 反应灵敏的地面拦截系统同时以初速度v2竖直向上发射一颗炮弹进行拦截 炮弹运动过程视为竖直上抛 设此时拦截系统与飞机的水平距离为x 若能炮弹与炸弹恰好相碰 不计空气阻力 则v1 v2的关系应满足 答案 解析 18 考点一 考点二 考点三 思维点拨拦截成功满足的条件是炸弹在水平位移为x的时间内下降的高度与炮弹在这段时间内上升的高度之和等于h 规律总结 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 19 考点一 考点二 考点三 突破训练1 右图为一足球球门 球门宽为l 一个球员在球门中心正前方距离球门s处高高跃起 将足球顶入球门的左下方死角 图中p点 球员顶球点的高度为h 足球做平抛运动 足球可看成质点 忽略空气阻力 则 答案 解析 20 考点一 考点二 考点三 2 多选 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 答案 解析 21 考点一 考点二 考点三 考点二与斜面相关的平抛运动问题 师生共研 想一想如图所示 小球从倾角为 的斜面顶端a点以速率v0做平抛运动 v0越大 小球飞行时间越长吗 提示 不一定 若小球落到斜面上 则v0越大 水平位移越大 小球竖直位移也越大 小球飞行时间越长 若小球落到水平面上 无论v0为多大 小球飞行时间都相等 22 考点一 考点二 考点三 知识整合1 与斜面相关联的平抛运动 其特点是做平抛运动的物体落在斜面上 包括两种情况 1 物体从空中抛出落在斜面上 2 从斜面上抛出落在斜面上 2 在解答这类问题时除要运用平抛运动的位移和速度规律 还要充分运用斜面倾角 找出斜面倾角同位移和速度与水平方向夹角的关系 从而使问题得到顺利解决 23 考点一 考点二 考点三 常见的几种模型 24 考点一 考点二 考点三 例3如图所示 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 运动员的质量m 50kg 不计空气阻力 sin37 0 6 cos37 0 8 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 解析 25 考点一 考点二 考点三 思维点拨 1 试写出运动员水平位移x 竖直位移y与斜面倾角 的关系 2 把运动员的运动分解为垂直斜面方向和沿斜面方向的运动 试分析两个分运动的运动性质 26 考点一 考点二 考点三 例4 多选 如图所示 斜面倾角为 位于斜面底端a正上方的小球以初速度v0正对斜面顶点b水平抛出 小球到达斜面经过的时间为t 重力加速度为g 则下列说法中正确的是 答案 解析 27 考点一 考点二 考点三 思维点拨 1 以最小位移到达斜面 小球的位移与斜面垂直 即知道合位移的方向 则需分解位移 2 小球垂直击中斜面 即知道合速度的方向 则需分解末速度 规律总结1 解决与斜面关联的平抛运动问题时 首先明确是已知速度方向还是已知位移方向与斜面的夹角 再确定与水平方向的夹角关系 最后对速度或位移进行分解 2 与圆形装置关联的平抛运动的求解方法与此类似 28 考点一 考点二 考点三 突破训练3 2016 辽宁沈阳一模 如图所示 横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起 固定在水平面上 小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右水平抛出 最后落在斜面上 其中有三次的落点分别是a b c 不计空气阻力 则下列判断正确的是 a 落点b c比较 小球落在b点的飞行时间短b 小球落在a点和b点的飞行时间均与初速度v0成正比c 三个落点比较 小球落在c点 飞行过程中速度变化最快d 三个落点比较 小球落在c点 飞行过程中速度变化最大 答案 解析 29 考点一 考点二 考点三 考点三平抛运动中的临界问题 师生共研 求解平抛运动中有关临界问题的关键点 1 确定运动性质 匀变速曲线运动 2 确定临界状态 确定临界状态一般用极限法分析 即把平抛运动的初速度增大或减小 使临界状态呈现出来 3 确定临界状态的运动轨迹 并画出轨迹示意图 画示意图可以使抽象的物理情景变得直观 还可以使有些隐藏于问题深处的条件暴露出来 30 考点一 考点二 考点三 例5如图所示 水平屋顶高h 5m 围墙高h 3 2m 围墙到房子的水平距离l 3m 围墙外空地宽x 10m 为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的空地上 g取10m s2 求 1 小球离开屋顶时的速度v0的大小范围 2 小球落在空地上的最小速度 31 考点一 考点二 考点三 解析 1 设小球恰好落到空地的右侧边缘时的水平初速度为v01 则小球的水平位移为l x v01t1 设小球恰好越过围墙的边缘时的水平初速度为v02 则此过程中小球的水平位移为l v02t2小球离开屋顶时的速度大小为5m s v0 13m s 32 考点一 考点二 考点三 2 小球落在空地上 下落高度一定 落地时的竖直分速度一定 当小球恰好越过围墙的边缘落在空地上时 落地速度最小 33 考点一 考点二 考点三 思维点拨 1 画出小球恰好落到空地的右侧边缘的轨迹图 2 画出小球恰好越过围墙边缘到空地上的轨迹图 34 考点一 考点二 考点三 方法归纳极限分解法在临界问题中的应用分析平抛运动中的临界问题时一般运用极限分析的方法 即把要求的物理量设定为极大或极小 让临界问题突现出来 找到产生临界的条件 35 考点一 考点二 考点三 突破训练4 多选 2016 河北唐山模拟 如图所示 套圈游戏是一项很受群众欢迎的活动 要求每次从同一位置水平抛出圆环 套住与圆环前端水平距离为3m 高为20cm的竖直细杆 即为获胜 一身高1 4m的儿童从距地面1m高度水平抛出圆环 圆环半径为10cm 要想套住细杆 他水平抛出的速度可能为 g取10m s2 a 7 4m sb 7 6m sc 7 8m sd 8 2m s 答案 解析 36 考点一 考点二 考点三 5 一阶梯如图所示 其中每级台阶的高度和宽度都是0 4m 一小球以水平速度v飞出 g取10m s2 欲打在第四台阶上 则v的取值范围是 答案 解析 37 思维激活 方法概述 典例示范 以题说法 类题过关 类平抛运动的处理方法如图所示 有一光滑斜面 把一小球从斜面顶端以沿水平方向的初速度平行斜面底端抛出 试分析小球的受力特点和运动特点 提示 受力特点 合外力沿斜面向下 与初速度垂直 运动特点 平行斜面底端方向上做匀速直线运动 沿斜面向下方向上做初速度为零的匀加速直线运动 合运动就是类平抛运动 38 思维激活 方法概述 典例示范 以题说法 类题过关 类平抛问题特点及求解思路 39 思维激活 方法概述 典例示范 以题说法 类题过关 例题 2016 山西太原模拟 如图所示 有一倾角为30 的光滑斜面 斜面长l为10m 一小球从斜面顶端以10m s的速度沿水平方向抛出 g取10m s2 求 1 小球沿斜面滑到底端的时间t和沿v0方向水平位移x大小 2 小球到达斜面底端时的速度v的大小 答案 解析 40 思维激活 方法概述 典例示范 以题说法 类题过关 思维点拨 1 小球沿水平方向做什么运动 沿斜面向下的方向做什么运动 2 小球运动的加速度是多大 提示 1 匀速直线运动匀加速直线运动 41 思维激活 方法概述 典例示范 以题说法 类题过关 类平抛运动的两种求解方法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 的初速度为零的匀加速直线运动 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方向列方程求解 42 思维激活 方法概述 典例示范 以题说法 类题