高考物理复习第四章曲线运动第2讲抛体运动市赛课公开课一等奖省名师获奖课件

物理课标版第2讲抛体运动1/52考点一平抛运动基本规律

1.定义:将物体以一定初速度沿①水平

方向抛出,不考虑空气阻

力,物体只在重力作用下所做运动。2.性质:平抛运动是加速度为重力加速度匀变速曲线运动,轨迹是抛物

线。3.研究方法:运动合成与分解。将平抛运动分解为水平方向②匀速直线运动

和竖直方向③

自由落体运动

。分别研究两个分运动规律,必要时再用合成法进行合成。2/52以抛出点为坐标原点,以初速度v0方向为x轴正方向,竖直向下为y轴正方

向,如图所表示,则有

水平方向分速度:vx=④

v0

,竖直方向分速度:vy=⑤

gt

,3/52合速度大小:v=⑥

,tanθ=

(θ为速度与水平方向夹角),水平方向分位移:x'=⑦

v0t

,竖直方向分位移:y'=⑧

gt2

,合位移:x合=⑨

。

4/52(1)做平抛运动物体速度方向和加速度方向都时刻在改变。

(

)(2)做平抛运动物体初速度越大,水平位移一定越大。

()(3)做平抛运动物体,初速度越大,在空中飞行时间越长。

()(4)从同一高度平抛物体,不计空气阻力时,初速度大物体在空中飞

行时间长。

()(5)平抛运动是匀变速曲线运动。

()(6)做平抛运动物体,在任意相等时间内速度改变是相同。

()答案(1)✕(2)✕(3)✕(4)✕(5)√(6)√

5/52(1)飞行时间:t=

,取决于物体下落高度h,与初速度v0无关。(2)水平射程:x=v0t=v0

,由平抛初速度v0和下落高度h共同决定。2.速度改变规律(1)任意时刻速度水平分量均等于初速度v0。(2)任意相等时间间隔Δt内速度改变量方向竖直向下,大小Δv=Δvy=g

Δt。

1.飞行时间和水平射程6/52

说明平抛运动速率并不随时间均匀改变,但速度随时间是均匀变化。3.位移改变规律(1)任意相等时间间隔内,水平位移相同,即Δx=v0Δt。(2)连续相等时间间隔Δt内,竖直方向上位移差不变,即Δy=gΔt2。

7/521-1(多项选择)如图所表示,从地面上方不一样高度处以水平速度va、vb抛出两

小球a、b,结果a落在b初始位置正下方,而b落在a初始位置正下方,

bc为过小球b初始位置水平线,不计空气阻力,以下判断正确有

(

)A.两球抛出时初速度va<vbB.若它们同时落地(不考虑它们在空中相碰弹射,可互不影响地经过),它

们可能在空中相遇C.若两小球同时抛出,它们不能在空中相遇D.若要使它们能在空中相遇,必须在a抵达bc水平线时将b抛出8/52答案

AC由题意知,a、b两球均做平抛运动,依据h=

gt2,得t=

,可知a运动时间长,又x=vt,且两球水平位移相等,所以va<vb,故A正确;若它

们同时落地,则a应先抛出,若两球能够相遇,则a球竖直分速度大于b球

竖直分速度,a球将先落地,所以两球不可能在空中相遇,故B错误;若两

球同时抛出,而相同时间内下落高度相同,则两球不可能在空中相遇,故

C正确;若当a抵达bc水平线时,将b球抛出,因为a球此时竖直方向有速度,

两球在竖直方向相同时间内位移不一样,不可能在空中相遇,故D错误。9/521-2

(陕西商洛二模,16)如图,竖直平面内有一段圆弧MN,小球从圆

心O处水平抛出。若初速度为va,将落在圆弧上a点;若初速度为vb,将

落在圆弧上b点。已知Oa、Ob与竖直方向夹角分别为α、β,不计空

气阻力,则

()

A.

=

B.

=

10/52C.

=

·

D.

=

·

答案

D小球水平抛出,其做平抛运动,由平抛运动规律求解。若落到a点,则有xa=vata

Rsinα=vataha=

g

Rcosα=

g

得va=

·sinα若落到b点,则有xb=vbtb

Rsinβ=vbtb11/52hb=

g

Rcosβ=

g

得vb=

·sinβ则

=

·

故D正确。12/52方法指导1.平抛运动分解方法与技巧(1)假如知道速度大小或方向,应首先考虑分解速度。(2)假如知道位移大小或方向,应首先考虑分解位移。(3)两种分解方法:①沿水平方向匀速运动和竖直方向自由落体运

动;②沿斜面方向匀加速运动和垂直斜面方向匀减速运动。2.求解多体平抛问题三点注意:(1)若两物体同时从同一高度(或同一点)抛出,则两物体一直在同一高

度,二者间距只取决于两物体水平分运动。(2)若两物体同时从不一样高度抛出,则两物体高度差一直与抛出点高度

差相同,二者间距由两物体水平分运动和竖直高度差决定。(3)若两物体从同一点先后抛出,两物体竖直高度差随时间均匀增大,二

者间距取决于两物体水平分运动和竖直分运动。13/52考点二平抛与斜面综合

研究平抛运动惯用方法(1)分解速度设平抛运动初速度为v0,在空中运动时间为t,则平抛运动在水平方向

速度为:vx=v0,在竖直方向速度为:vy=gt,合速度为:v=

,合速度与水平方向夹角θ正切值:tanθ=

。(2)分解位移平抛运动在水平方向位移为:x=v0t,在竖直方向位移为:y=

gt2,相对抛出点位移(合位移)为:s= ,合位移与水平方向夹角φ正切值14/52为tanφ=

。(3)分解加速度对于有些问题,过抛出点建立适当直角坐标系,把重力加速度g正交分

解为gx、gy,把初速度v0正交分解为vx、vy,然后分别在x、y方向列方程求

解,能够避繁就简,化难为易。

15/52方法内容实例斜面求小球平抛时间总结分解速度水平vx=v0竖直vy=gt合速度v=

解:如图,vy=gt,tanθ=

=

,故t=

分解速度,构建速度三角形分解位移水平x=v0t竖直y=

gt2合位移x合=

解:如图,x=v0t,y=

gt2,而tanθ=

,联立得t=

分解位移,构建位移三角形分解方法与实例16/52

2-1如图所表示,一可看做质点小球从一台阶顶端以4m/s水平速度

抛出,每级台阶高度和宽度均为1m,假如台阶数足够多,重力加速度g

取10m/s2,则小球将落在标号为几台阶上

()

A.3

B.4

C.5

D.617/52答案

B如图所表示,沿台阶边缘虚拟一个斜面。

由平抛运动规律有:x=v0t,y=

gt2,若恰好落在台阶上,则x=y,解得t=0.8s,则x=y=3.2m,故小球落在标号为4台阶上。18/522-2在倾角为37°斜面上,从A点以6m/s初速度水平抛出一个小球,

小球落在B点,如图所表示。求小球刚碰到斜面时速度偏转角α及A、B

间距离s和小球在空中飞行时间t。(g=10m/s2,tan37°=

,cos37°=0.8)

答案看法析解析

解法一由平抛运动规律得,tanα=2tan37°由图可得:vy=vA·tanα19/52

又vy=gt解得t=0.9s,α满足tanα=

由平抛运动规律,得x=vAth=

gt2s=

解得s=6.75m20/52解法二将初速度和加速度沿斜面方向和垂直斜面方向分解,如图所

示,则

vx=vA·cos37°vy=vA·sin37°gx=g·sin37°gy=g·cos37°21/52运动时间t=

=

s=0.9s速度偏转角满足tanα=

=

s=

=6.75m22/52考点三平抛中临界问题

1.处理平抛运动中临界问题要抓住两点(1)找出临界状态对应临界条件;(2)要用分解速度或者分解位移思想分析平抛运动临界问题。2.处理平抛运动临界问题普通思绪(1)确定研究对象运动性质;(2)依据题意确定临界状态;(3)确定临界轨迹,画出轨迹示意图;(4)应用平抛运动规律结合临界条件列方程求解。23/52

3-1

(课标Ⅰ,18,6分)一带有乒乓球发射机乒乓球台如图所表示。

水平台面长和宽分别为L1和L2,中间球网高度为h。发射机安装于台

面左侧边缘中点,能以不一样速率向右侧不一样方向水平发射乒乓球,发

射点距台面高度为3h。不计空气作用,重力加速度大小为g。若乒乓

球发射速率v在某范围内,经过选择适当方向,就能使乒乓球落到球

网右侧台面上,则v最大取值范围是

()24/52

A.

<v<L1

B.

<v<

C.

<v<

D.

<v<

25/52答案

D乒乓球做平抛运动,落到右侧台面上时经历时间t1满足3h=

g

。当v取最大值时其水平位移最大,落点应在右侧台面台角处,有vmaxt1=

,解得vmax=

;当v取最小值时其水平位移最小,发射方向沿正前方且恰好擦网而过,此时有3h-h=

g

,

=vmint2,解得vmin=

。故D正确。26/523-2

(浙江理综,23,16分)在真空环境内探测微粒在重力场中能量

简化装置如图所表示。P是一个微粒源,能连续水平向右发射质量相

同、初速度不一样微粒。高度为h探测屏AB竖直放置,离P点水平

距离为L,上端A与P点高度差也为h。(1)若微粒打在探测屏AB中点,求微粒在空中飞行时间;(2)求能被屏探测到微粒初速度范围;(3)若打在探测屏A、B两点微粒动能相等,求L与h关系。

27/52答案(1)

(2)L

≤v≤L

(3)L=2

h解析(1)打在中点微粒

h=

gt2

①t=

②(2)打在B点微粒v1=

;2h=

g

③v1=L

④同理,打在A点微粒初速度v2=L

⑤28/52微粒初速度范围L

≤v≤L

⑥(3)由能量关系

m

+mgh=

m

+2mgh⑦代入④、⑤式得L=2

h

⑧方法指导分析平抛运动中临界问题时普通利用极限分析方法,即把要求物

理量设定为极大或极小,让临界问题突现出来,找到产生临界条件。29/52考点四平抛运动推论及其应用

两条有用推论(1)如图,平抛运动物体在经过时间t后,设其速度方向与水平方向夹角

为θ,位移与水平方向夹角为φ,则有tanθ=2tanφ。

30/52证实:如图,tanθ=

=

tanφ=

=

=

故tanθ=2tanφ。(2)x0=

,即(平抛运动一段时间内)末速度反向延长线交这段时间内水平位移中点。证实:tanθ=

,tanφ=

,又tanθ=2tanφ,联立得x0=

。

31/524-1如图所表示,薄半球壳ACB水平直径为AB,C为最低点,半径为R。

一个小球从A点以速度v0水平抛出,不计空气阻力。则以下判断正确

是

()

A.只要v0足够大,小球能够击中B点B.v0取值不一样时,小球落在球壳上速度方向和水平方向之间夹角可

以相同C.v0取值适当,能够使小球垂直撞击到半球壳上D.不论v0取何值,小球都不可能垂直撞击到半球壳上32/52答案

D小球做平抛运动,竖直方向有位移,v0再大也不可能击中B点;v

0不一样,小球会落在半球壳内不一样点上,落点和A点连线与AB夹角φ不

同,由推论tanθ=2tanφ可知,小球落在球壳不一样位置上时速度方向

和水平方向之间夹角θ也不相同,若小球垂直撞击到半球壳上,则其速

度反向延长线一定经过半球壳球心,且该反向延长线与AB交点为

水平位移中点,而这是不可能,A、B、C错误,D正确。33/524-2如图所表示,在水平面上有一个半圆形坑,在坑左边缘有一个物

块以一定初速度v0沿水平方向飞出,物块落到坑上时其速度方向与初

速度方向夹角为θ,当v0从很小值(趋近于0)逐步增大时,对应θ角

改变情况是

()

A.一直变大

B.一直变小C.先变大后变小

D.先变小后变大34/52答案

B依据平抛运动一个主要推论:做平抛(或类平抛)运动物

体任一时刻瞬时速度反向延长线一定经过此时水平位移中点,则对物块运动进行分析,如图所表示,则可知伴随v0增大,物块落到坑上时

其速度方向与初速度方向夹角θ一直变小,选项B正确。

35/524-3如图所表示,从倾角为θ足够长斜面顶端P以速度v0抛出一个小

球,落在斜面上某处Q点,小球落在斜面上速度与斜面夹角为α,若把

初速度变为3v0,小球仍落在斜面上,则以下说法正确是

()

A.夹角α将变大B.夹角α与初速度大小无关C.小球在空中运动时间不变D.P、Q间距是原来间距3倍36/52答案

B由图可知,tan(α+θ)=

=

,而tanθ=

=

=

,可得tan(α+θ)=2tanθ,则知α大小与初速度大小无关,大小不变,选项A错误,B正确;

斜面倾角正切值tanθ=

,得t=

,则知若初速度变为原来3倍,其运动时间变为原来3倍,选项C错误;P、Q间距s=

=

,若初速度变为原来3倍,则时间t变为原来3倍,则P、Q间距变为原来9

倍,选项D错误。

37/52方法指导对于平抛运动推论应用首先要清楚推论适用条件和得出过程,掌握

推论所包含物理空间关系,其次是在详细问题中要能发觉与推论关

联点,也就是找到推论应用契机。38/52考点五类平抛问题

有时物体运动与平抛运动很相同,也是在某方向物体做匀速直线

运动,另一垂直方向做初速度为零匀加速直线运动,通常这类运动我

们称之为类平抛运动。1.类平抛运动受力特点物体所受协力为恒力,且与初速度方向垂直。2.类平抛运动运动特点在初速度v0方向做匀速直线运动,在合外力方向做初速度为零匀加速

直线运动,加速度a=

。39/523.类平抛运动求解方法(1)常规分解法:将类平抛运动分解为沿初速度方向匀速直线运动和

垂直于初速度方向(即沿协力方向)匀加速直线运动,两分运动彼此

独立,互不影响,且与合运动含有等时性。(2)特殊分解法:对于有些问题,能够过抛出点建立适当直角坐标系,将

加速度分解为ax、ay,初速度v0分解为vx、vy,然后分别在x、y方向列方程

求解。

40/52类平抛运动问题求解思绪(1)依据物体受力特点和运动特点判断该问题属于类平抛运动问题。(2)求出物体运动加速度。(3)依据详细问题选择用常规分解法还是特殊分解法求解。41/525-1

A、B两个质点以相同水平速度v0抛出,A在竖直平面内运动,落

地点为P1。B沿光滑斜面运动,落地点为P2,不计阻力,如图所表示,以下比

较P1、P2在x轴方向上距抛出点远近关系判断正确是

()

A.P1较远B.P2较远C.P1、P2等远D.A、B两项都有可能42/52答案

B

A质点水平抛出后,只受重力,做平抛运动,在竖直方向有h=

g

。B质点水平抛出后,受重力和支持力,在斜面平面内所受协力为mg

sinθ,大小恒定且与初速度方向垂直,所以B质点做类平抛运动,在沿斜面

向下方向上有:

=

gsinθ·

。解得t2>t1,因为二者在水平方向上都做速度为v0匀速运动,显然x2>x1。43/525-2

(河北邯郸一模,24)在光滑水平面上有坐标系xOy,质量为1kg

质点静止在xOy平面上原点O处,如图所表示。某一时刻质点受到沿y

轴正方向恒力F1作用,F1大小为2N,若力F1作用一段时间t0后撤

去,撤去力F1后2s末质点恰好经过该平面上A点,A点坐标为x=2m,y

=5m。(1)为使质点按题设条件经过A点,在撤去力F1同时对质点施加一个沿

x轴正方向恒力F2,力F2应为多大?(2)力F1作用时间t0为多长?

44/52答案(1)F2=1N(2)t0=1s解析(1)撤去F1,在F2作用下,沿y轴正方向质点做匀速直线运动,沿x

轴正方向质点做匀加速直线运动。由运动学公式得:x=

a2t2由牛顿第二定律得:F2=ma2解得:F2=1N(2)F1作用下,由牛顿第二定律得:F1=ma1加速运动时,y1=

a1

vy=a1t0匀速运动时,y2=vyty1+y2=y解得:t0=1s45/52考点六斜抛问题

1.定义将物体以速度v0斜向上方或斜向下方抛出,物体只在①重力

作用下

运动。2.运动性质加速度为g②匀变速曲线

运动,轨迹为抛物线。46/52