天之骄子高考物理一轮总复习第4章曲线运动万有引力与航天第2节抛体运动课件新人教版.ppt

2017高三一轮总复习 物理 必修二 第四章曲线运动万有引力与航天 第二节抛体运动 栏目导航 基础知识整合 热门考点研析 方法技巧归纳 考题随堂演练 物理模型构建 基础知识整合 壮壮和高高都报名参加了学校的铅球比赛项目 在比赛前 小智听到了他们以下讨论 壮壮自豪地说 我的力气比较大 扔出去的速度也大 所以我扔出去的铅球比你远 高高不服地说 虽然我的力气比你小 扔出去的速度不如你 但我个子比你高 我比你要扔的远 假设壮壮和高高扔铅球的方式都是将铅球水平推出的 1 如果你是小智 请从物理的角度回答 铅球的远近与哪些因素有关 不必写理由 2 如果高高比赛过程中能将铅球扔到8 4m的地方 且高高将铅球扔出去时的速度是14m s 则高高扔铅球时 铅球离地多高 思路引导 1 铅球水平推出后作何种运动 该运动具有什么规律 2 如何根据平抛运动求解下落高度 平抛运动1 定义 将物体以一定的初速度沿 方向抛出 物体只在 作用下的运动 2 性质 平抛运动的性质是加速度为重力加速度g的 知识点1 水平 重力 匀变速曲线运动 3 两个关系 1 速度关系 水平方向 竖直方向 合速度大小 合速度方向 与水平方向夹角 vx v0 vy gt 2 位移关系 水平方向 竖直方向 合位移大小 s 合位移方向 与水平方向夹角 x v0t 4 三个推论 1 速度与水平方向夹角的 等于位移与水平方向夹角的 的二倍 即 2 做平抛运动的物体任意时刻速度的反向延长线一定通过水平位移的 3 竖直方向上满足 正切值 正切值 tan 2tan 中点 y gt2 斜抛运动1 定义 将物体以速度v0斜向上或斜向下抛出 物体只在 作用下的运动 2 斜上抛运动可以看作水平方向的 和竖直方向的 的合运动 水平方向 物体做 直线运动 vx 竖直方向 物体做 运动 vy 知识点2 重力 匀速直线运动 竖直上抛运动 匀速 v0cos 竖直上抛 v0sin 特别提醒1 解决曲线运动的思路是化曲为直 平抛运动也不例外 建立坐标轴 运动的合成与分解是解题的关键 2 斜上抛运动可以看作两个对称的平抛运动的合运动 根据平抛运动的规律求解斜上抛运动 热门考点研析 平抛运动是匀变速曲线运动 研究平抛运动的思想方法是化曲为直 本质是运动的合成分解 常用的分解方法是分解速度 分解位移 分解加速度 1 研究平抛运动的思路 1 确定分运动的方向及运动性质 平抛运动是加速度等于重力加速度的匀变速曲线运动 一般将其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 2 平抛运动在空中的飞行时间取决于下落的高度 水平射程取决于初速度和下落高度 瞬时速度与水平方向夹角的正切值等于位移与水平方向夹角的正切值的二倍 均与运动时间成正比 平抛运动规律 考点1 2 速度的变化规律 1 任意时刻速度的水平分量均等于初速度v0 2 任意相等时间间隔 t内的速度变化量均竖直向下 且 v vy g t 3 任意两时刻的速度与速度变化量 v构成矢量三角形 如图所示 3 位移变化规律 1 任意相等时间间隔内 水平位移不变 即 x v0 t 2 连续相等的时间间隔 t内 竖直方向上的位移差不变 即 y g t2 2015年山东高考 距地面高5m的水平直轨道上A B两点相距2m 在B点用细线悬挂一小球 离地高度为h 如图 小车始终以4m s的速度沿轨道匀速运动 经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下 小车运动至B点时细线被轧断 最后两球同时落地 不计空气阻力 取重力加速度的大小g 10m s2 可求得h等于 A 1 25mB 2 25mC 3 75mD 4 75m 思路引导 1 被卸下的小球做什么运动 B点的小球做什么运动 2 两小球同时落地 时间上具有何种关系 例1 根据时间关系得 tA tB tAB 联立解得h 1 25m A选项正确 答案 A 总结提升 2015年浙江高考 如图所示为足球球门 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 针对训练1 答案 B 对于与斜面有关的平抛运动 要注意分析位移方向 速度方向 斜面倾角三者的关系 斜面上的平抛 考点2 3 对于上图 我们也可以过抛出点建立适当的直角坐标系 把重力加速度g正交分解为gx和gy 把初速度v0正交分解为vx和vy 然后分别在x y轴上列方程求解 这从本质上同样是化繁为简 4 半圆面内的平抛在半圆内的平抛运动 如图所示 多选 车手要驾驶一辆汽车飞越宽度为d的河流 在河岸左侧建起如图高为h 倾角为 的斜坡 车手驾车从左侧冲上斜坡并从顶端飞出 接着无碰撞地落在右侧高为H 倾角为 的斜坡上 顺利完成了飞越 已知h H 当地重力加速度为g 汽车可看作质点 忽略车在空中运动时所受的空气阻力 根据题设条件可以确定 A 汽车在左侧斜坡上加速的时间tB 汽车离开左侧斜坡时的动能EkC 汽车在空中飞行的最大高度HmD 两斜坡的倾角满足 例2 思路引导 1 把汽车的运动看作两个对称的平抛运动 根据平抛运动规律分析选项 2 汽车沿斜面平抛 确定斜面的倾角与汽车位移夹角的关系 答案 CD 总结提升 解决斜面上的平抛运动 关键是理解沿斜面平抛时 斜面的倾角等于物体位移与水平方向的夹角 充分利用几何关系 结合平抛运动速度和位移规律求解 某学生设计并制作了一个简易水轮机 如图所示 让水从水平放置的水管流出 水流轨迹与下边放置的轮子边缘相切 水冲击轮子边缘上安装的挡水板 可使轮子连续转动 当该装置工作稳定时 可近似认为水到达轮子边缘时的速度与轮子边缘的线速度相同 调整轮轴O的位置 使水流与轮边缘切点对应的半径与水平方向成 37 角 测得水从管口流出速度v0 3m s 轮子半径R 0 1m 已知sin37 0 6 cos37 0 8 g 10m s2 求 1 若不计挡水板的大小 则轮子转动角速度为多少 2 水管出水口距轮轴O水平距离l和竖直距离h 针对训练2 答案 1 50rad s 2 1 12m0 86m 方法技巧归纳 平抛运动的临界问题日常生活中的平抛运动是高考出题的热点 如乒乓球 飞镖 飞机投弹等模型 物体的运动常常受到边界条件的制约 比如乒乓球能否过网 是否出界 飞镖是否能够击中目标 飞机投弹能否命中目标等 解题的关键是画出示意图 找出临界条件 求解平抛运动中的临界问题注意以下几点 1 运动性质的确定 平抛运动是匀变速曲线运动 2 临界状态的确定 利用极限法确定临界状态 3 确定临界状态的运动轨迹 画出轨迹示意图 使抽象的物理情景变得直观明朗 可以使隐蔽的条件暴露出来 2015年新课标卷 一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示 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 到v的最大取值范围是 例3 思路引导 1 乒乓球做平抛运动 初速度由哪些因素决定 2 乒乓球落到何处 水平位移最大 落到何处 水平位移最小 答案 D 针对训练3 答案 B 物理模型构建 类平抛运动模型1 类平抛运动 1 以一定的初速度将物体沿某一方向抛出 如果物体受到的合力恒定 与初速度方向垂直 则物体做类平抛运动 注意类平抛运动的加速度方向不一定竖直向下 大小不一定等于g 2 类平抛运动的处理方法与平抛运动完全相同 即 将运动沿初速度方向和垂直于初速度方向分解 按直线运动的规律列式求解 最后利用平行四边形定则合成 得到曲线运动的规律 类平抛运动与平抛运动具有相同的运动规律 带电粒子在匀强电场中的运动即为类平抛运动 2 类平抛运动的求解方法 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的匀加速直线运动 两分运动彼此独立 互不影响 与合运动具有等时性 2 特殊分解法过抛出点建立适当的直角坐标系 将加速度分解在x y轴上 列方程求解 在光滑的水平面内 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轴正方向的恒力F 5N作用 直线OA与x轴成37 角 如图所示 sin37 0 6 cos37 0 8 例4 1 如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点 求质点从O点到P点所经历的时间 2 质点经过P点时的速度大小 思路引导 1 分析质点的运动情况 做何种运动 2 类平抛运动具有等时性 运动时间如何求解 某点的瞬时速度如何求解 如图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 针对训练4 考题随堂演练 1 2016届昆明摸底调研 在研究小球做平抛运动规律的实验中 所获得的实验数据经计算机处理后得到如图所示的y x2图象 其中y表示小球的竖直位移 x表示小球的水平位移 不计空气阻力 取g 9 8m s2 则小球做平抛运动的初速度大小为 答案 A 2 多选 2016届浙江中学月考 物体以速度v0水平抛出 若不计空气阻力 则当其竖直位移与水平位移相等时 以下说法中正确的是 答案 BC 3 2016届衡阳八中月考 如图所示 质量相同的A B两质点以相同的水平速度v抛出 A在竖直平面内运动 落地点在P1 B在光滑的斜面上运动 落地点在P2 不计空气阻力 则下列说法中正确的是 A A B的运动时间相同B A B沿x轴方向的位移相同C A B运动过程中的加速度大小不相同D A B落地时的速度相同 答案 C 4 2016届山东青州质检 如图 半圆形凹槽的半径为R O点为其圆心 在与O点等高的边缘A B两点分别以速度v1 v2水平相向抛出两个小球 已知v1 v2 1 3 两小球恰落在弧面上的P点 则以下说法中正确的是 A AOP为45 B 若要使两小球落在P点右侧的弧面上的同一点 则应使v1 v2都增大C 改变v1 v2 只要两小球落在弧面上的同一点 v1与v2之和就不变D 若只增大v1 两小球可在空中相遇 解析 连接OP BP 作AB的垂线PC 如图所示 已知v1 v2 1 3 两小球下落时间相等 故AC CO 根据几何关系可知 AOP 60 A选项错误 若要使两小球落在P点右侧的弧面上同一点 则A球水平方向位移增大 B球水平位移减小 而两球运动时间相等 所以应使v1增大 v2减小 故B选项错误 要两小球落在弧面上的同一点 则水平位移之和为2R 则 v1 v2 t 2R 落点不同 竖直方向位移就不同 t也不同 所以v1 v2也不是一个定值 故C选项