高考物理大一轮总复习（主干回顾固基础+典例突破知规律+特色培优增素养）42 平抛运动的规律及应用课件.ppt

01主干回顾固基础 知识点1抛体运动 1 平抛运动 1 定义 将物体以一定的初速度沿抛出 物体只在作用下 不考虑空气阻力 的运动 2 性质 平抛运动是加速度为g的运动 运动轨迹是 水平方向 重力 匀变速曲线 抛物线 3 条件 v0 0 且沿 只受作用 2 斜抛运动 1 定义 将物体以初速度v0或抛出 物体只在作用下的运动 2 性质 斜抛运动是加速度为g的运动 运动轨迹是 水平方向 重力 斜向上方 斜向下方 重力 匀变速曲线 抛物线 知识点2抛体运动的基本规律1 平抛运动 1 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 2 基本规律 如图所示 匀速直线 自由落体 速度关系 位移关系 2 斜抛运动 1 定义 将物体以初速度v0斜向上方或斜向下方抛出 物体只在重力作用下所做的运动叫做斜抛运动 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 研究方法 根据运动的独立性原理 可以把斜抛运动看成是水平方向的匀速直线运动和竖直上抛运动的合运动 4 基本规律 以斜上抛运动为例说明 如图所示 3 类平抛运动的分析所谓类平抛运动 就是受力特点和运动特点类似于平抛运动 即受到一个恒定的外力且外力与初速度方向垂直 物体做曲线运动 1 受力特点 物体所受合力为恒力 且与初速度的方向垂直 2 运动特点 沿初速度v0方向做匀速直线运动 沿合力方向做初速度为零的匀加速直线运动 3 研究方法 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a分解为ax ay 初速度v0分解为v0 x v0y 然后分别在x y方向列方程求解 一 基础知识题组1 平抛运动性质的理解 关于平抛运动 下列说法中正确的是 a 平抛运动的轨迹是抛物线 速度方向时刻变化 加速度方向也可能时刻变化b 做平抛运动的物体质量越大 水平位移越大c 做平抛运动的物体初速度越大 在空中运动时间越长d 从同一高度水平抛出的物体 不计空气阻力 初速度越大 落地速度越大 解析 平抛运动中加速度由重力产生 故其方向恒竖直向下 故a错 水平位移取决于物体平抛的初速度和自由下落的时间 与物体的质量无关 b错 平抛的运动时间由竖直高度决定 与水平方向的运动无关 c错 高度确定时 其竖直落地速度确定的 水平速度越大 合速度就越大 d正确 答案 d 2 平抛分运动规律的理解 2012 课标全国卷 多选 如图 x轴在水平面内 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 bd 3 对平抛基本规律的理解与巩固 如图 斜面上a b c三点等距 小球从a点正上方o点抛出 做初速度为v0的平抛运动 恰落在b点 若小球初速度变为v 其落点位于c 则 a v03v0 解析 过b做一条水平线 如图所示其中a 在a的正下方 而c 在c的正上方 a b bc 此题相当于第一次从a 正上方o点抛出恰好落到b点 第二次还是从o点抛出若落到c点 一定落到c 的左侧 第二次的水平位移小于第一次的2倍 显然第二次的速度应满足 v0 v 2v0 答案 a 4 关于平抛推论的应用 如图所示 一物体自倾角为 的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上 物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角 满足 a tan sin b tan cos c tan tan d tan 2tan 答案 d 二 规律方法题组5 用分解思想处理平抛运动问题 多选 某同学前后两次从同一位置水平投出飞镖1和飞镖2到靶盘上 飞镖落到靶盘上的位置如图所示 忽略空气阻力 则两支飞镖在飞行过程中 a 加速度a1 a2b 飞行时间t1 2 解析 平抛物体的加速度为重力加速度 a错 飞行时间由下落的竖直高度的大小决定 b对 由于水平位移相同 飞镖1飞行时间短 故v1 v2 c错 对于飞镖1 时间短 初速度大 则tan 1 tan 2 所以 1 2 d对 答案 bd 6 用分解思想处理类平抛运动问题 在光滑的水平面上 一质量m 1kg的质点以速度v0 10m s沿x轴正方向运动 经过原点后受一沿y轴正方向向上的水平恒力f 15n作用 直线oa与x轴成 37 如图所示 曲线为质点的轨迹图 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 如果质点的运动轨迹与直线oa相交于p点 那么质点从o点到p点所经历的时间以及p点的坐标 2 质点经过p点的速度大小 1 对于类平抛 平抛运动问题 一般采用把曲线运动分解为两个方向上的直线运动的方法处理 即先求分速度 分位移 再求合速度 合位移 2 分解平抛运动的末速度往往成为解题的关键 02典例突破知规律 考点1平抛运动的基本规律考点解读 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 如图所示 2 做平抛 或类平抛 运动的物体在任一时刻任一位置处 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 典例透析如图所示 一演员表演飞刀绝技 由o点先后抛出完全相同的三把飞刀 分别垂直打在竖直木板上m n p三点 假设不考虑飞刀的转动 并可将其看作质点 已知o m n p四点距离水平地面的高度分别为h 4h 3h 2h 以下说法正确的是 解题探究 1 飞刀做的是什么运动 垂直打在竖直木板上说明什么 提示 飞刀做的是斜抛运动 垂直打到竖直木板上 说明恰达到斜抛过程的最高点 2 初速度为零的匀变速直线运动 从静止开始通过连续相等的位移的时间比多大 前h 2h 3h所用时间比多大 化曲为直 思想在平抛运动中的应用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 变式训练 在同一平台上的o点抛出的2个物体 做平抛运动的轨迹如图所示 则2个物体做平抛运动的初速度va vb的关系及落地时间ta tb的关系分别是 a va vb ta tbb va vb ta tbc vatbd va vb ta tb 答案 c 考点2常见的几种平抛问题考点解读 几何约束与平抛规律结合的问题是平抛问题的常见题型 解答此类问题除要运用平抛的位移和速度规律外 还要充分运用几何 找出满足的其他关系 从而使问题顺利求解 总结常见模型如下 典例透析如图在倾角为 的斜面顶端a处以速度v0水平抛出一小球 落在斜面上的某一点b处 设空气阻力不计 求 1 小球从a运动到b处所需的时间 落到b点的速度及a b间的距离 2 从抛出开始计时 经过多长时间小球离斜面的距离达到最大 这个最大距离是多少 解题探究 1 起点在斜面上 终点亦在斜面上 能够获得 提示 末速度的方向 2 把曲线分解为水平竖直的运动 构建分位移方程 对于平抛运动 若是知道末速度的方向 如垂直打在某个地方 一般应该分解速度利用分速度以实现求解 若是知道位移的方向 如在斜面上平抛最终又落在斜面上 一般分解位移利用分位移以实现求解 变式训练 2013 衡阳模拟 如图所示 小球从楼梯上以2m s的速度水平抛出 所有台阶的高度和宽度均为0 25m g取10m s2 小球抛出后首先落到的台阶是 a 第一级台阶b 第二级台阶c 第三级台阶d 第四级台阶 答案 d 考点3平抛运动的综合问题考点解读 涉及平抛运动的综合问题主要是以下几种类型1 平抛运动与其他运动形式 如匀速直线运动 竖直上抛运动 自由落体运动 圆周运动等 的综合题目 在这类问题的分析中要注意平抛运动与其他运动过程在时间上 位移上 速度上的相关分析 2 多体平抛问题 分析此类问题的关键是要明确不同物体抛出的时刻和位置 3 平抛运动与竖直上抛运动中的相遇问题 分析此类问题同一般追及相遇问题一样 关键分析两种运动的位移关系 速度关系 时间关系等 但不同的是 由于平抛运动是二维的运动 故在分析竖直方向运动的同时 一定要注意分析水平方向的运动 典例透析如图 一不可伸长的轻绳上端悬挂于o点 下端系一质量m 1 0kg的小球 现将小球拉到a点 保持绳绷直 由静止释放 当它经过b点时绳恰好被拉断 小球平抛后落在水平地面上的c点 地面上的d点与ob在同一竖直线上 已知绳长l 1 0m b点离地高度h 1 0m a b两点的高度差h 0 5m 重力加速度g取10m s2 不计空气影响 求 1 地面上dc两点间的距离s 2 轻绳所受的最大拉力大小 解题探究 1 a到b的运动形式 遵循 规律 提示 圆周运动 机械能守恒 2 把b到c的运动分解 提示 竖直方向上自由落体运动 水平方向上匀速直线运动 3 尝试写出此过程的运动关系 物体做多过程运动时 速度往往是联系前后两个过程的关键物理量 在竖直平面运动时 往往要结合能量关系求解 变式训练 1 在竖直立于地面的两杆a b之间拉一根细绳ac 两杆相距为d 细绳与杆间成45 角 细绳的一端在a杆顶端 一只小猴 可看作质点 爬上a杆一定高度后 以一定的水平速度v0向右跳出 欲抓住细绳 那么 a 小猴爬得越高 需要的最小水平速度v0min越小b 小猴必须爬到离地面为d以上的高度方可跳出c 若小猴从a杆顶端跳出 则必定能抓住细绳d 小猴从一个确定的高度跳出 则v0也为确定值 若小猴从a杆顶端跳出 水平速度足够大 则小猴将抓不住细绳的最低点c c项错误 由于存在能抓住绳子的最小速度 因此v0没有确定的值 d项错误 答案 a 2 2013 北京高考 在实验操作前应该对实验进行适当的分析 研究平抛运动的实验装置示意如图 小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放 并从斜槽末端水平飞出 改变水平板的高度 就改变了小球在板上落点的位置 从而可描绘出小球的运动轨迹 某同学设想小球先后三次做平抛 将水平板依次放在如图1 2 3的位置 且1与2的间距等于2与3的间距 若三次实验中 小球从抛出点到落点的水平位移依次是x1 x2 x3 机械能的变化量依次为 e1 e2 e3 忽略空气阻力的影响 下面分析正确的是 a x2 x1 x3 x2 e1 e2 e3b x2 x1 x3 x2 e1 e2 e3c x2 x1 x3 x2 e1 e2 e3d x2 x1 x3 x2 e1 e2 e3 解析 在竖直方向上 1与2之间的距离等于2与3之间的距离 由于竖直方向上做自由落体运动 因此小球从1到2的运动时间t1大于从2到3的运动时间t2 而x2 x1 v0t1 x3 x2 v0t2 因此有x2 x1 x3 x2 a d项错误 由于忽略空气阻力的影响 因此小球在做平抛运动过程中机械能守恒 即 e 0 因此有 e1 e2 e3 b项正确 c项错误 答案 b 03特色培优增素养 解题突破 平抛运动中的临界问题对于平抛运动中的临界问题 解答的