高三物理一轮复习课件第四章曲线运动万有引力与航天42.ppt

第2讲平抛运动的规律及应用,【知识梳理】知识点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_运动,运动轨迹是_。,水平方向,重力,加速度为g的匀变速曲线,抛物线,3.研究方法:用运动的合成与分解方法研究平抛运动。(1)水平方向:_。(2)竖直方向:_。,匀速直线运动,自由落体运动,4.基本规律:,(1)速度关系:,vy=gt,(2)位移关系:,(3)轨迹方程:_。,知识点2斜抛运动1.定义:将物体以初速度v0_,物体只在_作用下的运动。2.性质:斜抛运动是_运动,运动轨迹是_。3.研究方法:用运动的合成与分解方法研究斜抛运动。(1)水平方向:_。(2)竖直方向:_。,斜向上方或斜向下方抛出,重力,加速度为g的匀变速曲线,抛物线,匀速直线运动,匀变速直线运动,【易错辨析】(1)以一定的初速度水平抛出的物体的运动是平抛运动。()(2)做平抛运动的物体的速度方向时刻变化,加速度方向也可能时刻变化。()(3)平抛运动的物体初速度越大,水平位移越大。(),(4)平抛运动的物体初速度越大,落地时竖直方向速度越大。()(5)做平抛运动的物体,在任意相等的时间内速度的变化是相同的。()(6)无论平抛运动还是斜抛运动,都是匀变速曲线运动。(),提示:(1)。只有在不计空气阻力,物体只受重力作用的条件下才是平抛运动。(2)。做平抛运动的物体的加速度恒为重力加速度,其大小、方向保持不变。(3)。平抛运动的水平位移是由平抛运动的初速度和高度两个因素共同决定的。,(4)。平抛运动落地时竖直方向的速度是由下落的高度决定的,与平抛运动的初速度无关。(5)。平抛运动的物体在任意相等时间t内速度变化的方向竖直向下,大小v=gt。(6)。平抛运动和斜抛运动都是只受重力作用,加速度为重力加速度,所以平抛运动和斜抛运动都是匀变速曲线运动。,考点1平抛运动的基本规律【核心要素精讲】1.飞行时间:由t=知,飞行时间取决于下落高度h,与初速度v0无关。2.水平射程:x=v0t=v0,即水平射程由初速度v0和下落高度h共同决定。,3.落地速度:v=落地时速度与水平方向夹角为,有tan故落地速度只与初速度v0和下落高度h有关。,4.速度改变量: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=gt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,如图甲所示,B是OC的中点。,甲乙,(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。,【高考命题探究】【典例1】(2016海南高考)在地面上方某点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出,不计空气阻力,则小球在随后的运动中世纪金榜导学号42722080()A.速度和加速度的方向都在不断改变B.速度与加速度方向之间的夹角一直减小C.在相等的时间间隔内,速率的改变量相等D.在相等的时间间隔内,动能的改变量相等,【解析】选B。由于不计空气阻力,小球只受重力作用,故加速度为g,小球做平抛运动,速度的方向不断变化,在任意一段时间内速度的变化量v=gt,如图,选项A错误;设某时刻速度与竖直方向的夹角为,则tan=随着时间t的变大,tan变小,选项B,正确;由图可以看出,在相等的时间间隔内,速度的改变量v相等,但速率的改变量v3-v2v2-v1v1-v0,故选项C错误;在竖直方向上位移h=gt2,可知小球在相同的时间内下落的高度不同,根据动能定理,动能的改变量等于重力做的功,所以选项D错误。,【强化训练】1.(2017沈阳模拟)一列火车正在匀速行驶。某时刻,从车厢地板上O点的正上方P点落下一螺丝帽,如图所示。则(),A.螺丝帽将落在图中O点右侧的地板上B.螺丝帽恰好落在图中O点上C.螺丝帽将落在图中O点左侧的地板上D.若在车厢内观察,将看到螺丝帽做平抛运动,【解析】选B。螺丝帽脱落时,由于惯性,保持原有的水平速度,所以之后螺丝帽做平抛运动,水平方向做速度与火车速度相等的匀速运动,所以螺丝帽恰好落在图中O点上,故A、C错误,B正确;若在车厢内观察,螺丝帽相对车厢没有初速度,所以做自由落体运动,故D错误。,2.(2017成都模拟)从同一点沿水平方向抛出的甲、乙两个小球能落在同一个斜面上,运动轨迹如图所示,不计空气阻力,下列说法正确的是(),A.甲球下落的时间比乙球下落的时间长B.甲球下落的时间和乙球下落的时间相等C.甲球的初速度比乙球初速度大D.甲球的初速度比乙球初速度小,【解析】选C。从抛出到落到斜面上,甲球下落的竖直高度小于乙球,小球竖直方向上做自由落体运动,由h=gt2知甲球下落的时间比乙球下落的时间短,故A、B错误;甲球的水平位移大于乙球,由x=vt知,甲球的初速度比乙球初速度大,故C正确,D错误。,【加固训练】如图所示,水平固定的半球形容器,其球心为O点,最低点为B点,A点在左边的内壁上,C点在右边的内壁上,从容器的边缘向着球心以初速度v0平抛一个小球,抛出点及O、A、B、C点在同一个竖直面内,则(),A.v0大小适当时可以垂直打在A点B.v0大小适当时可以垂直打在B点C.v0大小适当时可以垂直打在C点D.一定不能垂直打在容器内任何一个位置,【解析】选D。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,故合速度方向始终斜向右下方,A、B错;v0大小适当打到C点时,如图所示。则tan=x1=x-ycot=x-gt2=x-,其中x=v0t,故x1=tb,vavbB.tatb,vavb,【解析】选B。由h=gt2得t=,由于hahb,所以tatb,由于水平位移相等,根据x=v0t知,vaha,故b与c的飞行时间相同,均大于a的飞行时间,A错误,B正确;由图可知a、b的水平位移满足xaxb,由于飞行时间tbta,根据x=v0t得v0av0b,C错误;同理可得v0bv0c,D正确。,【物理技法】平抛运动中临界问题的分析方法1.临界点的确定:(1)若题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼,明显表明题述的过程中存在着临界点。,(2)若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语,表明题述的过程中存在着“起止点”,而这些“起止点”往往就是临界点。(3)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明题述的过程中存在着极值,这些极值点也往往是临界点。,2.求解平抛运动临界问题的一般思路:(1)找出临界状态对应的临界条件。(2)分解速度或位移。(3)若有必要,画出临界轨迹。,【示例】(2015全国卷)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的最大取值范围是世纪金榜导学号42722083(),【方法导入】该问题是求发射速率的最大取值范围,故应该找出发射速率的临界点,即最大发射速率和最小发射速率。若发射速率最大水平位移最大乒乓球恰好落在右侧台面的边角上;若发射速率最小水平位移最小乒乓球擦着球网的中点落在右侧台面上。,【解析】选D。乒乓球的水平位移最大时球应该恰好落在右侧台面的角上,由平抛运动规律得3h=vmaxt1,解得vmax=乒乓球的水平位移最小时球应该恰好擦着球网的中点落在右侧台面上,则乒乓球从发球点到球网的中点,由平抛运动规律得2h=vmint2,解得vmin=所以乒乓球发射速率的范围为故选项D正确。,【对点训练】(2017许昌模拟)如图所示是排球场的场地示意图,设排球场的总长为L,前场区的长度为,网高为h,在排球比赛中,对运动员的弹跳水平要求很高。如果运动员