高考物理一轮总复习 专题四 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 定义 将物体以一定的初速度沿水平方向抛出 物体只 在 作用下所做的运动 重力 2 性质 1 物体做平抛运动时 由于只受重力作用 所以物体的加速度是重力加速度g 而物体的初速度v0沿水平方向 故平抛 运动是匀变速曲线运动 轨迹是抛物线 在运动过程中 任何相等时间 t内 速度的变化量均 均为 v g t 并 且速度变化方向始终是 的 相等 竖直向下 2 平抛物体运动中水平方向和竖直方向的两个分运动是相互独立的 每个分运动都不会因另一分运动的存在而受到影响 水平方向和竖直方向的两个分运动及其合运动具有等时性 出时离地的 而与抛出时的初速度v0无关 高度h 3 平抛运动的运动学特征设物体以初速度v0水平抛出后 如图4 2 1 t时刻物体的位置为p 其坐标为 x y t时刻的速度vt的坐标分量为vx vy 则 平抛物体在时间t内的位移大小为 图4 2 1 位移的方向与水平方向的夹角 的正切值为 4 相关的推论 1 做平抛 或类平抛 运动的物体在任一时刻任一位置 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 2 做平抛 或类平抛 运动的物体任意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 跟踪训练 1 2011年东莞五校联考 关于平抛运动 下列说法中正确 的是 b a 平抛运动是匀速运动b 平抛运动是匀变速曲线运动c 平抛运动不是匀变速运动d 做平抛运动的物体落地时速度方向一定是竖直向下的解析 平抛运动是水平抛出且只有重力作用的运动 是加速度恒为g的匀变速曲线运动 2 一次扑灭森林火灾的行动中 一架专用直升机载有足量的水悬停在火场上空320m高处 机身可绕旋翼的轴原地旋转 机身下出水管可以从水平方向到竖直向下方向旋转90 水流喷出速度为30m s 不计空气阻力 取g 10m s2 请估算能扑灭地面上火灾的面积 计算结果保留两位有效数字 解 已知h 320m 水流喷出速度v0 30m s 当水流沿水平方向射出时 在水平地面上落点最远 由平抛运动规律有 解得x 240m由于水管可在竖直方向和水平方向旋转 所以灭火面积是半径为x的圆面积 圆面积为s x2得s 3 14 2402m2 1 8 105m2 考点2 类平抛运动和斜抛运动 1 类平抛运动 一般来说 质点受恒力作用具有恒定的加速度 初速度与恒力垂直 质点的运动就与平抛运动类似 通常我们把物体的这类运动称为类平抛运动 例如带电粒子在电场中的偏转运动等 2 由平抛运动可推广得到物体做类平抛运动的条件 1 有初速度 2 受恒力作用 且与初速度方向垂直 3 解决此类问题最基本的方法是正交分解法 同时要正确理解合运动与分运动的关系 1 等时性 合运动与分运动经历的时间相等 即同时开始 同时进行 同时停止 2 独立性 一个物体同时参与几个分运动 各分运动独立 进行 不受其他分运动的影响 3 等效性 各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完 全相同的效果 4 斜抛运动 将物体斜向上抛出 只在重力作用下 物体做匀变速曲线运动 它的运动轨迹是对称性的抛物线 这种运动叫做斜抛运动 可以把斜抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直上抛运动来处理 跟踪训练 d 3 下列运动不属于匀变速运动的是 a 自由落体运动b 竖直上抛运动c 斜抛运动d 匀速圆周运动 4 一平行板电容器中存在匀强电场 电场沿竖直方向 两个质量相等的带正电的粒子a和b 从电容器边缘的p点 如图4 2 2 以相同的水平速度射入两平行板之间 测得a和b与电容器的撞击点到入射点之间的水平距离之比为1 2 若不计 重力 则a和b的带电量之比是 a 1 2b 1 1c 2 1d 4 1 图4 2 2 d 热点 抛体运动 例题 2010年浙江卷 在一次国际城市运动会中 要求运动员从高为h的平台上a点由静止出发 沿着动摩擦因数为 的滑道向下运动到b点后水平滑出 最后落在水池中 设滑道的水平距离为l b 点的高度h可由运动员自由调节 取g 10m s2 求 图4 2 3 1 运动员到达b点的速度与高度h的关系 2 运动员要达到最大水平运动距离 b点的高度h应调为 多大 对应的最大水平距离sbh为多少 3 若图4 2 3中h 4m l 5m 动摩擦因数 0 2 则水平运动距离要达到7m h值应为多少 思路点拨 运动员先做匀加速直线运动 然后做平抛运动 第一问可以按照运动学的规律处理 也可运用动能定理 动能定理得 答题规范 解 1 设斜面长度为l1 斜面倾角为 根据 3 在 式中令x 2m h 4m l 5m 0 2则可得到 h2 3h 1 0 备考策略 此题主要考查了平抛运动的规律 近年高考联系生活实际的命题显著增多 考生在处理问题时 要善于将实际问题抽象成平时所熟悉的物理模型 再根据运动的特点和规律进行分析处理 触类旁通 1 2010年重庆三模 如图4 2 4所示 质量m 2kg的物体a在水平恒力f 90n的作用下由静止开始沿水平面向右运动 同时在物体a的正上方相距h 20cm高处 有一物体b正以初速度v0水平向右方向抛出 在物体a发生了s 80cm位移时恰好被物体b击中 取g 10m s2 试求 1 物体b抛出时的初速度v0的大小 2 物体a刚被物体b击中时的速度v 的大小 3 地面对a物体的动摩擦力f的大小 图4 2 4 解 1 物体b做平抛运动 由平抛运动规律得 得v 8m s 3 对a由牛顿第二定律得f f ma 得f 10n 2 如图4 2 5所示 在水平地面上固定一倾角 37 表面光滑的斜面体 物体a以v1 6m s的初速度沿斜面上滑 同时在物体a的正上方 有一物体b以某一初速度v2水平抛出 如果当a上滑到最高点时恰好被b物体击中 a b均可看做质点 sin37 0 6 cos37 0 8 取g 10m s2 求 1 物体a上滑到最高点所用的时间t 2 物体b抛出时的初速度v2 3 物体a b间初始位置的高度差h 图4 2 5 解 1 物体a上滑的过程中 由牛顿第二定律得mgsin ma 代入数据得a 6m s2 设经过t时间物体b击中物体a 由运动学公式得0 v1 at 代入数据得t 1s 2 平抛物体b的水平位移 3 物体a b间的高度差 易错点 将直线运动规律误用到曲线运动中 例题 双选 有一个物体在h高处 以水平初速度v0抛出 落地时的速度为vt 竖直分速度为vy 下列公式能用来计 算该物体在空中运动时间的是 错解分析 因为平抛运动是a g的匀变速运动 据vt 形成以上错误有两个原因 一是模型与规律配套 vt v0 gt是匀加速直线运动的速度公式 而平抛运动是曲线运动 不能用此公式 二是不理解运动的合成与分解 平抛运动可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 每个分运动都对应自身运动规律 正确解析 平抛运动可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 根据 式知a d正确 指点迷津 选择运动公式首先要判断物体的运动性质 运动性质确定了 模型确定了 运动规律就确定了 判断运动性 质要根据合外力和初速度v0的关系 当合外力与v0共线时 物体做直线运动 当合外力与v0不共线时 物体做曲线运动 当合外力与v0垂直且恒定时 物体做平抛运动