物理一轮增分浙江专实用课件第四章曲线运动11.pptx

第11讲平抛运动,-3-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,平抛运动的基本规律1.性质加速度为重力加速度g的运动,运动轨迹是抛物线。2.基本规律以抛出点为原点,水平方向(初速度v0方向)为x轴,竖直向下方向为y轴,建立平面直角坐标系。(1)水平方向:做运动,速度vx=,位移x=。(2)竖直方向:做运动,速度vy=,位移y=。,匀变速曲线,匀速直线,v0,v0t,自由落体,gt,-4-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,-5-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,初速度v0,初速度v0,下落高度h,初速度v0,下落高度h,-6-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,(4)两个重要推论做平抛(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,如图中A点和B点所示。做平抛(或类平抛)运动的物体在任意时刻任一位置处,设其速度方向与水平方向的夹角为,位移方向与水平方向的夹角为,则tan=2tan。,-7-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.如图所示,将一小铁球从一定高度以垂直于竖直墙面的初速度水平抛出,房间内有水平平行光垂直照射墙面,小铁球运动中在墙面上形成一个竖直向下运动的阴影,则关于此阴影,下列说法正确的是()A.做自由落体运动B.做匀速直线运动C.做加速度增大的加速直线运动D.做加速度减小的加速直线运动,A,解析:平抛运动在竖直方向做自由落体运动,所以在平行水平光照射下,在竖直墙面上的投影也做自由落体运动,A选项正确。,-8-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2.发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响)。速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网。下列说法正确的是()A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大,C,解析:由题意知,速度大的球先过球网,即同样的时间速度大的球水平位移大,或者同样的水平距离速度大的球用时少,故C正确,A、B、D错误。,-9-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.解答平抛运动问题时,最一般的方法是分解,将平抛运动沿水平和竖直两个方向分解,这样分解的优点是不用分解初速度也不用分解加速度。2.分解后把对曲线运动的求解变成了对直线运动的求解。直线运动的所有规律,对平抛运动的每一分运动一样成立。,-10-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,与斜面有关的平抛运动问题1.从斜面上平抛如图甲所示,已知位移方向,分析方法是分解。,位移,-11-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2.对着斜面平抛如图乙所示,已知速度的大小或方向,分析方法是分解。,速度,-12-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.饲养员在池塘边堤坝边缘A处以水平速度v0往鱼池中抛掷鱼饵颗粒。如图所示,堤坝截面倾角为53,坝顶离水面的高度为5m,g取10m/s2,不计空气阻力(sin53=0.8,cos53=0.6),下列说法正确的是()A.若平抛初速度v0=5m/s,则鱼饵颗粒会落在斜面上B.若鱼饵颗粒能落入水中,平抛初速度v0越大,落水时速度方向与水平面的夹角越小C.若鱼饵颗粒能落入水中,平抛初速度v0越大,从抛出到落水所用的时间越长D.若鱼饵颗粒不能落入水中,平抛初速度v0越大,落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越小,B,-13-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,-14-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2.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(1)75m(2)20m/s(3)1.5s,-15-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,-16-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,分解时应根据试题的已知条件和求解要求,确定是位移分解还是速度分解。当涉及角度时,一定要区分清楚位移角与速度角。理论上任何运动只要运用位移的两个分量方程与速度的两个分量方程,加上速度角与位移角的公式就能求解一切问题。所以平抛运动解题还是很有规律可循的。,-17-,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,平抛运动中的临界问题1.一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。不计空气对乒乓球的作用力,重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速率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,则v的最大取值范围是(),D,-18-,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,-19-,2.一阶梯如图所示,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(),题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,A,-20-,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,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。,-21-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,研究平抛运动1.实验原理图2.实验目的(1)描出平抛物体的运动轨迹,并验证轨迹是一条抛物线。(2)根据运动轨迹求平抛物体的初速度。,-22-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,-23-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,5.实验步骤(1)将带有斜槽轨道和方木板的竖直固定支架固定在实验桌上,轨道末端切线水平。(2)用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角,把木板调整到竖直位置,使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近,把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心在木板上的投影点O,O点即为坐标原点,用重垂线画出过坐标原点的竖直线,作为y轴,画出水平方向的x轴。(3)将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,小球从轨道末端射出,先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值,然后让小球由同一位置自由滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置,并在坐标纸上记下该点。用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置。(不同的器材方法有所不同),-24-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,(4)取下坐标纸,将坐标纸上记下的一系列点,用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动轨迹。(5)从曲线上选取六个不同点,测出它们的坐标值。(6)根据坐标,结合公式x=v0t和求出小球平抛运动的初速度,并计算其平均值。,-25-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,6.数据处理(1)判断曲线是否是抛物线计算法:将所测量的各个点的x、y坐标分别代入y=ax2中求出常数a,看计算得到的a值在误差允许的范围内是否是一个常数。图象法:建立y-x2坐标系,根据所测量各点的x、y坐标值分别计算出对应的y值和x2值,在y-x2坐标系中描点,拟合各点看是否在一条直线上,并求出该直线的斜率即为a值。(2)求平抛运动的初速度在平抛运动轨迹上选取A、B、C、D、E、F六个点,测出它们的x、y坐标值。,-26-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,7.注意事项(1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是将小球放在斜槽末端任一位置,看其是否能静止)。(2)方木板必须处于竖直平面内,要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。(3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下。(4)坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。(5)小球开始滚下的位置高度要适中,以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。(6)在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度。,-27-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,1.(实验操作与原理)(1)(多选)在做研究平抛运动实验时,下列操作正确的是()A.安装有斜槽的木板时,一定要注意检查斜槽末端切线是否水平、木板是否竖直B.斜槽必须光滑C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放D.实验的目的是描出小球的运动轨迹,分析平抛运动水平和竖直分运动的规律(2)在做探究平抛运动在水平方向的运动规律实验时,每次须将小球从轨道同一位置无初速释放,其目的是使小球()A.抛出后只受重力B.抛出后机械能守恒C.抛出后轨迹重合D.抛出时的速度方向水平,答案,解析,-28-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,2.(实验原理与计算)一位同学做平抛实验时,只在纸上记下重垂线y方向,未在纸上记下斜槽末端位置,并只描出如图所示的一段平抛轨迹曲线,在曲线上取A,B两点,用刻度尺分别量出到y的距离,AA=x1,BB=x2,以及AB的竖直距离h,从而可求出小球抛出的初速度v0为(),A,-29-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,-30-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,3.(实验装置与操作)在研究平抛运动实验中,(1)图甲是横挡条卡住平拋小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法,坐标原点应选小球在斜槽末端点时的(选填“球心”“球的上端”或“球的下端”)。在此实验中,下列说法正确的是()(多选)A.斜槽轨道必须光滑B.记录的点应适当多一些C.用光滑曲线把所有的点连接起来D.y轴的方向根据重垂线确定,-31-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,(2)图乙是利用图甲装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作错误的是()A.释放小球时初速度不为0B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不水平,-32-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,(3)图丙是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置,其中正确的是(),答案(1)球的上端BD(2)C(3)B,-33-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,解析(1)在平抛运动实验中,用铅笔标注了小球最高点,为得到更为准确的实验数据,需要将坐标原点选择在小球的上端才能保证一致。在实际的实验中,斜槽轨道很难做到光滑,而且即便斜槽粗糙,只要保证小球从同一高度下落,那么小球做平抛运动的初速度就相同,对实验的测量并无影响,故A项错误;记录的点更多些可以得到更为精确的平抛运动曲线,故B项正确;最终画出的光滑曲线并不是将所有点连接起来而得到的,而是根据点的分布拟合出一条曲线,使分布在曲线两侧的点的数量大致相等,故C项错误;y轴必须是竖直方向,故其方向需要使用重垂线来确定,故D项正确。,-34-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,(2)仅根据一次实验中小球的运动轨迹无法判断小球在释放时是否具有初速度,因其无论是否具有初速度,在离开斜槽后都会做一个具有类似轨迹的运动,故A项错误。仅根据一次实验中小球的运动轨迹也无法判断释放小球的初始位置是否不同,在不同位置释放均可以做有类似轨迹的运动,故B项错误。根据小球的运动轨迹可以看出,它做的不是平抛运动而是斜上抛运动,这说明小球离开斜槽时的速度并非沿水平方向,而是斜向上的,因此可以得出斜槽末端切线不水