(課標(biāo)人教版)2020年《高考風(fēng)向標(biāo)》物理 第4章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力定律 第1講 運(yùn)動(dòng)的合成與分解拋體運(yùn)動(dòng)
《(課標(biāo)人教版)2020年《高考風(fēng)向標(biāo)》物理 第4章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力定律 第1講 運(yùn)動(dòng)的合成與分解拋體運(yùn)動(dòng)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(課標(biāo)人教版)2020年《高考風(fēng)向標(biāo)》物理 第4章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力定律 第1講 運(yùn)動(dòng)的合成與分解拋體運(yùn)動(dòng)(26頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力定律 一、考綱要求 內(nèi) 容 要求 說明 1.運(yùn)動(dòng)的合成與分解 2.拋體運(yùn)動(dòng) 3.勻速圓周運(yùn)動(dòng)、角速度、線速度、向心加速度 4.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 5.離心現(xiàn)象 6.萬有引力定律及其應(yīng)用 7.環(huán)繞速度 8.第二宇宙速度和第三宇宙速度 Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ 斜拋運(yùn)動(dòng)只作定性要求 二、知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 第1講 運(yùn)動(dòng)的合成與分解 拋體運(yùn)動(dòng) ★考情直播 1.考綱要求 考綱內(nèi)容 能力要求 考向定位 1.運(yùn)動(dòng)的合成與分解 2.拋體運(yùn)動(dòng) 1.知道什么是
2、拋體運(yùn)動(dòng),了解運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 2.知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及特點(diǎn),會(huì)用牛頓定律對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)條件做出分析。 3.了解合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)及其關(guān)系,特點(diǎn)。 4.知道運(yùn)動(dòng)的合成和分解,理解合成和分解遵循平行四邊形法則。會(huì)用作圖法和三角形法求解有關(guān)位移、速度的合成和分解問題 5.理解豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律。會(huì)將豎直上拋分解成向上的勻減速和自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng) 6.了解斜拋運(yùn)動(dòng)及其特點(diǎn) 7.理解平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和處規(guī)律,熟練掌握分析平拋運(yùn)動(dòng)的方法 考綱對(duì)本講知識(shí)點(diǎn)均為Ⅱ級(jí)要求.相對(duì)于舊考綱,變化的情況為考點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解要求提高,而斜拋運(yùn)動(dòng)的要求則下降,只作定性要求.在復(fù)習(xí)時(shí),要注意這一變化特
3、點(diǎn),要認(rèn)真把握合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及關(guān)系.而對(duì)于斜拋運(yùn)動(dòng),則不宜花過多的力氣. 平拋運(yùn)動(dòng)及類平拋運(yùn)動(dòng)是本章命題的重點(diǎn)和熱點(diǎn),同學(xué)們務(wù)必對(duì)該運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及處理方法熟練掌握。本講內(nèi)容刪除了平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn),考生無需再理會(huì)此實(shí)驗(yàn). 2.考點(diǎn)整合 考點(diǎn)1 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件、速度方向 1.曲線運(yùn)動(dòng):曲線運(yùn)動(dòng)是一種運(yùn)動(dòng)軌跡為 的運(yùn)動(dòng)。 2.曲線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的條件:質(zhì)點(diǎn)所受 的方向和物體運(yùn)動(dòng)的 方向不在一條直線上。具體地講有三點(diǎn):物體具有初速度,即V0≠0;物體所受合外力不為零,即∑F≠0;合外力方向與V0的方向的夾角. 3.曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn): (1)做曲
4、線運(yùn)動(dòng)的物體,某一時(shí)刻瞬時(shí)速度方向即軌跡上這一點(diǎn)的 。若物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),物體所受 突然消失,那么物體將沿軌跡上該點(diǎn)的 拋出。 (2)曲線運(yùn)動(dòng)中速度的 時(shí)刻改變,所以曲線運(yùn)動(dòng)是一種 運(yùn)動(dòng),物體在運(yùn)動(dòng)過程中具有 [特別提醒]:物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合外力的方向與初速度方向不在同一直線上.但是要注意的是,由于某些力具有隨外部條件變化而變化的特點(diǎn),因此,撤去共點(diǎn)平衡力中的某一個(gè)時(shí),其余力的合力大小可能為零,即物體不一定做曲線運(yùn)動(dòng). [例1] 質(zhì)點(diǎn)在一平面內(nèi)沿曲線由P運(yùn)動(dòng)到Q,如果v、a、F分別表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中的速度
5、、加速度和受到的合外力,下列圖象可能正確的是( ) [解析] 曲線運(yùn)動(dòng)軌跡上任意一點(diǎn)的速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向,故A不正確。而物體所受合外力提供向心力,故合外力及所產(chǎn)生的加速度必指向運(yùn)動(dòng)軌跡的內(nèi)側(cè),則B、C不正確。 【答案】D [規(guī)律總結(jié)] 作曲線運(yùn)動(dòng)物體所受的合力總是指向物體運(yùn)動(dòng)軌跡曲線的凹側(cè)(提供向心力),物體的加速度也指向曲線的凹側(cè). 當(dāng)合力方向與物體運(yùn)動(dòng)即時(shí)速度方向的夾角小于900時(shí),物體運(yùn)動(dòng)速度增加;當(dāng)合力方向與物體運(yùn)動(dòng)即時(shí)速度方向的夾角等于900時(shí),物體運(yùn)動(dòng)速度不變;當(dāng)合力方向與即時(shí)速度方向的夾角大于900時(shí),物體運(yùn)動(dòng)的速度就減?。? 考點(diǎn)2 運(yùn)動(dòng)的
6、合成與分解 1.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng):物體實(shí)際發(fā)生的復(fù)雜運(yùn)動(dòng),常可以看成是由幾個(gè)運(yùn)動(dòng)所組成的.我們把這幾個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做 ,而實(shí)際發(fā)生的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)叫做 . 2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解: (1)已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)叫 ;已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)叫做 . (2)運(yùn)動(dòng)的合成和分解遵循 . (3)運(yùn)動(dòng)的合成和分解必須按 進(jìn)行. 3.合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性. 4.分運(yùn)動(dòng)具有相對(duì)獨(dú)立性. [特別提醒]:從理論上來看,一個(gè)運(yùn)動(dòng)可以按平行四邊形法則分解成任意的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng).但是,速度分解若只按矢量分解進(jìn)行,數(shù)量關(guān)
7、系無誤,然而與實(shí)際不符,則所得分速度沒有任何意義.因此,速度分解的基本原則是按照實(shí)際效果來進(jìn)行.在實(shí)際情況中,只能夠?qū)⑽矬w相對(duì)于參考系的實(shí)際運(yùn)動(dòng)分解,即運(yùn)動(dòng)分解的原則是按運(yùn)動(dòng)效果進(jìn)行. [例2] 在抗洪搶險(xiǎn)中,戰(zhàn)士駕駛沖鋒舟救人,假設(shè)江岸是平直的,洪水沿江而下,水的流速為5m/s,舟在靜水中的航速為l0m/s,戰(zhàn)士救人的地點(diǎn)A離岸邊最近點(diǎn)0的距離為50m如圖,問: (1)戰(zhàn)士要想通過最短的時(shí)間將人送上岸,求最短時(shí)間為多長(zhǎng)? (2)戰(zhàn)士要想通過最短的航程將人送上岸,沖鋒舟的駕駛員應(yīng)將舟頭與河岸成多少度角開? (3)如果水的流速是10m/s,而舟的航速(靜水中)為5m/s,戰(zhàn)士想通
8、過最短的距離將人送上岸,求這個(gè)最短的距離. [解析] (1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性可知,沖鋒舟到達(dá)江岸的時(shí)間是由垂直于江岸的分速度決定,該分速度越大,則時(shí)間越短,故當(dāng)沖鋒舟垂直于江岸時(shí),時(shí)間最短,設(shè)船在靜水中的速度為v2,水速為v1,最短的時(shí)間為t=d/v2=5s (2)戰(zhàn)士要想到達(dá)江岸的過程中航程最短,則要求合速度的方向垂直于江岸,舟頭必須斜向上,設(shè)與江岸的夾角為θ (如圖2所示),則cosθ=v1/v2=0.5,θ=600 (3)在v1>v2的條件下,舟只能斜向下游到江岸,此時(shí)v2所有可能的方向如圖所示,v合與v2垂直時(shí)θ角最大,位移最短,此時(shí)sinθ=v2/v1=0.5,則θ=3
9、00,最短位移為s=50/sin300=100m
[答案] (1) t=5s (2) θ=600 (3) s=100m
[規(guī)律總結(jié)] 1.渡河問題的特點(diǎn): (1)不論水流速度多大,總是船身垂直于河岸開動(dòng)時(shí),渡河時(shí)間最短,t=d/sinθ,且這個(gè)時(shí)間與水流速度大小無關(guān).(2)當(dāng)v1 10、滑輪用繩子吊起一個(gè)物體,若小車和被吊的物體在同一時(shí)刻速度分別為v1和v2,繩子對(duì)物體的拉力為T,物體所受重力為G,則下面說法正確的是( )
A.物體做勻速運(yùn)動(dòng),且v1=v2
B.物體做加速運(yùn)動(dòng),且v2>v1
C.物體做加速運(yùn)動(dòng),且T>G
D.物體做勻速運(yùn)動(dòng),且T=G
[解析] 小車在運(yùn)動(dòng)的過程中,其速度產(chǎn)生兩個(gè)效果,故將小車的速度按照沿繩子方向與垂直繩子的方向進(jìn)行分解,如右圖所示,則由圖可以看出,則。隨著小車向前移動(dòng),將不斷減小,將逐漸增大,則逐漸增大,即物體做加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律可知,T>G。
[答案] C
[規(guī)律總結(jié)] 極易犯的錯(cuò)誤就是將繩子的速度按水平與豎直兩個(gè) 11、方向正交分解.正確的解方法是將物體(小車)實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度分解到沿繩子的方向與垂直與繩子的方向上去.
考點(diǎn)3 豎直方向的拋體運(yùn)動(dòng)、斜拋運(yùn)動(dòng)
1.豎直下拋運(yùn)動(dòng):
(1)定義:將物體以一定的初速度 豎直拋出,物體只在重力作用下運(yùn)動(dòng)。
(2)規(guī)律:①速度公式: ②位移公式:
2.豎直上拋運(yùn)動(dòng):
(1)定義:將物體以一定的初速度 豎直拋出,物體只在重力作用下運(yùn)動(dòng)。
(2)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):是一種 直線運(yùn)動(dòng),上升過程與下降過程,運(yùn)動(dòng)具有 。
(3)常用研究方法——分段法:豎直上拋運(yùn)動(dòng)可分為上升和下降 12、兩個(gè)階段,上升階段是 直線運(yùn)動(dòng),下降階段是 直線運(yùn)動(dòng)
(4)規(guī)律:①速度公式: ②位移公式: ③上升至最高點(diǎn)的時(shí)間: ④上升能達(dá)到的最大高度 。
3.斜拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):可看成是豎直方向的 運(yùn)動(dòng)和水平方向的 運(yùn)動(dòng).
[特別提醒]:除了經(jīng)常用分段的方法處理豎直上拋運(yùn)動(dòng),也可直接用整體法來處理,將運(yùn)動(dòng)的全過程看作是初速度為,加速度為的勻變速直線運(yùn)動(dòng),這樣往往較為簡(jiǎn)便.但必須要注意的是各物理量的矢量性,即時(shí)物體上升、時(shí)物體下降,物體位于拋出點(diǎn)上方時(shí)高度h為正 13、,位于拋出點(diǎn)下方時(shí)高度h取負(fù).
[例4] 一跳水運(yùn)動(dòng)員從離水面10m高的平臺(tái)上向上躍起,舉雙臂直體離開臺(tái)面,此時(shí)其重心位于從手到腳全長(zhǎng)的中點(diǎn),躍起后重心升高0.45m達(dá)到最高點(diǎn)。落水時(shí)身體豎直,手先入水(在此過程中運(yùn)動(dòng)員水平方向的運(yùn)動(dòng)忽略不計(jì)),從離開跳臺(tái)到手觸水面,他可用于完成空中動(dòng)作的時(shí)間是多少?(計(jì)算時(shí),可以把運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn),取g =10m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
[解析] 上升過程達(dá)到的最大高度,可得,則從躍起到最高點(diǎn)的時(shí)間。從最高點(diǎn)到手觸水面下落的高度,根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,可得下落所用時(shí)間,則運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為
[答案]
考點(diǎn)4 平拋運(yùn)動(dòng)及其規(guī)律
1.平拋運(yùn) 14、動(dòng):將物體用一定的初速度沿 方向拋出,不考慮空氣阻力,物體只在 作用下的運(yùn)動(dòng).
2.平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法:可分解成水平方向的 運(yùn)動(dòng)和豎直方向的 運(yùn)動(dòng)兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng).
3.平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:
水平方向:勻速直線運(yùn)動(dòng) , ,
豎直方向:自由落體運(yùn)動(dòng) ,,
合運(yùn)動(dòng)(實(shí)際運(yùn)動(dòng)): ,,a=g
4.平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì):做平拋運(yùn)動(dòng)的物體僅受重力的作用,故平拋運(yùn)動(dòng)是 曲線運(yùn)動(dòng).
5.平拋運(yùn)動(dòng)的常用推論:①做平拋運(yùn)動(dòng)的物體任意時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線與初速度方向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)到拋出點(diǎn)的距離都等于水平位移的一半.
15、
②平拋運(yùn)動(dòng)中以拋點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)系中任一點(diǎn)A(x,y)的速度方向與豎直方向的夾角為,如右圖,則
[特別提醒]:平拋運(yùn)動(dòng)與斜面相結(jié)合的問題,極容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。要注意拋出的物體是否與斜面相碰撞,還要注意物理量間的夾角與斜面傾角之間的關(guān)系。
[例5]如圖所示,在傾角為θ的斜面頂端A處以速度v0水平拋出一小球,落在斜面上的某一點(diǎn)B處,設(shè)空氣阻力不計(jì),求:
(1)小球從A運(yùn)動(dòng)到B處所需的時(shí)間、落到B點(diǎn)的速度及A、B間的距離.
(2)從拋出開始計(jì)時(shí),經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間小球離斜面的距離達(dá)到最大?這個(gè)最大距離是多少?
[解析](1)小球做平拋運(yùn)動(dòng),同時(shí)受到斜面體的限制,設(shè)從小球從A運(yùn)動(dòng)到B處 16、所需的時(shí)間為t,則:水平位移為x=v0t ,豎直位移為y=
由幾何關(guān)系得到:
由以上三式可得,小球從A運(yùn)動(dòng)到B處所需的時(shí)間為:
小球落到B點(diǎn)的速度為:
A、B間的距離為:
(2)從拋出開始計(jì)時(shí),設(shè)經(jīng)過t1時(shí)間小球離斜面的距離達(dá)到最大,當(dāng)小球的速度與斜面平行時(shí),小球離斜面的距離達(dá)到最大,最大距離為H.
此時(shí)物體在豎直方向的分速度vy1=gt1=v0tanθ,所以
水平位移,豎直位移
根據(jù)幾何關(guān)系可知+y=xtanθ
解得最大距離為:
【答案】(1)、(2)、
【規(guī)律總結(jié)】 處理平拋運(yùn)動(dòng)的基本思路是“化曲為直”,即將軌跡曲線轉(zhuǎn)化成兩個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng)來處理。若平拋運(yùn)動(dòng)受 17、斜面的限制,則要注意分析斜面的夾角與兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的夾角(分速度夾角、分位移夾角)之間的關(guān)系。
本題中要抓住題目的隱含條件,小球瞬時(shí)速度v與斜面平行時(shí)小球離斜面最遠(yuǎn),再應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解求解.
★ 高考重點(diǎn)熱點(diǎn)題型探究
熱點(diǎn)1 拋體運(yùn)動(dòng)
[真題1] (2020年廣東高考)某同學(xué)對(duì)著墻壁練習(xí)打網(wǎng)球,假定球在墻面上以25m/s的速度沿水平方向反彈,落地點(diǎn)到墻面的距離在10m至15m之間,忽略空氣阻力,取g=10m/s2,球在墻面上反彈點(diǎn)的高度范圍是( ?。?
A.8m至1.8m B.0.8m至1.6m
C.1.0m至1.6m D.1.0m至1.8m
【解析】 根據(jù)平拋 18、運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,水平方向有,豎直方向,已知,由以上三式可得。
【答案】 A
[真題2](2020年江蘇高考)拋體運(yùn)動(dòng)在各類體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中很常見,如乒乓球運(yùn)動(dòng).現(xiàn)討論乒乓球發(fā)球問題,設(shè)球臺(tái)長(zhǎng)2L、網(wǎng)高h(yuǎn),乒乓球反彈前后水平分速度不變,豎直分速度大小不變、方向相反,且不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力.(設(shè)重力加速度為g)
(1)若球在球臺(tái)邊緣O點(diǎn)正上方高度為h1處以速度水平發(fā)出,落在球臺(tái)的P1點(diǎn)(如圖實(shí)線所示),求P1點(diǎn)距O點(diǎn)的距離x1.
(2)若球在O點(diǎn)正上方以速度水平發(fā)出,恰好在最高點(diǎn)時(shí)越過球網(wǎng)落在球臺(tái)的P2(如圖虛線所示),求的大?。?
(3)若球在O正上方水平發(fā)出后,球經(jīng)反彈恰好越過球網(wǎng)且 19、剛好落在對(duì)方球臺(tái)邊緣P3,求發(fā)球點(diǎn)距O點(diǎn)的高度h3.
[解析](1)設(shè)球飛行時(shí)間為t1,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:①, ②
解得③
(2)設(shè)發(fā)球高度為h2,飛行時(shí)間為t2,同理根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,有④,⑤,且⑥,⑦ 由以上各式得⑧
(3)如圖所示,發(fā)球高度為h3,飛行時(shí)間為t3,同理根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,得⑨,⑩,且⑾,設(shè)球從恰好越過球網(wǎng)到最高點(diǎn)的時(shí)間為t,水平距離為s,有⑿,⒀,由幾何關(guān)系知⒁,聯(lián)列⑨~⒁式,解得
【答案】 (1) (2) (3)
[名師指引] 上述兩題聯(lián)系實(shí)際考查了平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。近年高考聯(lián)系生活實(shí)際的命題顯著增多,考生在處理問題時(shí),要善于將實(shí)際問題抽象成平 20、時(shí)所熟悉的物理模型,再根據(jù)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律進(jìn)行分析處理。
[新題導(dǎo)練]1.(2020北京西城區(qū)二模) “拋石機(jī)”是古代戰(zhàn)爭(zhēng)中常用的一種設(shè)備,它實(shí)際上是一個(gè)費(fèi)力杠桿。如圖所示,某研學(xué)小組用自制的拋石機(jī)演練拋石過程。所用拋石機(jī)長(zhǎng)臂的長(zhǎng)度L = 4.8m,質(zhì)量m = 10.0㎏的石塊裝在長(zhǎng)臂末端的口袋中。開始時(shí)長(zhǎng)臂與水平面間的夾角α = 30°,對(duì)短臂施力,使石塊經(jīng)較長(zhǎng)路徑獲得較大的速度,當(dāng)長(zhǎng)臂轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng),石塊被水平拋出,石塊落地位置與拋出位置間的水平距離s = 19.2m。不計(jì)空氣阻力,重力加速度取g =10m/s2。求:
α
L
α
(1)石塊剛被拋出時(shí)的速度大小v 21、0;
(2)石塊剛落地時(shí)的速度vt的大小和方向;
(3)拋石機(jī)對(duì)石塊所做的功W.
熱點(diǎn)2 平拋運(yùn)動(dòng)與其它知識(shí)的綜合
[真題3] (2020廣東高考)如圖所示,在同一豎直面上,質(zhì)量為2m的小球A靜止在光滑斜面的底部,斜面高度為H=2L.小球受到彈簧的彈性力作用后,沿斜面向上運(yùn)動(dòng).離開斜面后,達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)與靜止懸掛在此處的小球B發(fā)生彈性碰撞,碰撞后球B剛好能擺到與懸點(diǎn)O同一高度,球A沿水平方向拋射落在水平面C上的P點(diǎn),O點(diǎn)的投影O/與P的距離為L(zhǎng)/2.已知球B質(zhì)量為m,懸繩長(zhǎng)L,視兩球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn),重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,求:
⑴球B在兩球碰撞后一瞬間的速度大??;
⑵球A在兩球碰 22、撞前一瞬間的速度大??;
⑶彈簧的彈性力對(duì)球A所做的功.
[解析](1)設(shè)碰撞后的一瞬間,球B的速度為vB/,由于球B恰好與懸點(diǎn)O同一高度,根據(jù)動(dòng)能定理:① ②
(2)球A達(dá)到最高點(diǎn)時(shí),只有水平方向速度,與球B發(fā)生彈性碰撞.設(shè)碰撞前的一瞬間,球A水平方向速度為vx.碰撞后的一瞬間,球A速度為vx/.球A、B系統(tǒng)碰撞過程中動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒: ③ ④ 由②③④解得:⑤,及球A在碰撞前的一瞬間的速度大小 ⑥
(3)碰后球A作平拋運(yùn)動(dòng).設(shè)從拋出到落地時(shí)間為t,平拋高度為y,則: ⑦
⑧ 由⑤⑦⑧得:y=L,以球A為研究對(duì)象,彈簧的彈性力所做的功為W,從靜止位置運(yùn) 23、動(dòng)到最高點(diǎn):⑨,由⑤⑥⑦得: ⑩
【答案】 (1) (2) (3)
[名師指引] 本題考查了能量、動(dòng)量守恒定律,以及平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.牽涉到單擺、碰撞、平拋三個(gè)運(yùn)動(dòng)模型,有機(jī)組合的痕跡清晰,這恰好是近年廣東高考命題的新趨勢(shì).要求考生在熟練掌握經(jīng)典模型的基礎(chǔ)上提高綜合分析問題的能力.
[新題導(dǎo)練] 2.(2020廣州二模)如圖所示,離地面高5.45m的O處用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線掛一質(zhì)量為0.4kg的爆竹(火藥質(zhì)量忽略不計(jì)),線長(zhǎng)0.45m.把爆竹拉起使細(xì)線水平,點(diǎn)燃導(dǎo)火線后將爆竹無初速度釋放,爆竹剛好到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)炸成質(zhì)量相等的兩塊,一塊朝相反方向水平拋出,落到地面A處,拋出的水平距離為x= 24、5m.另一塊仍系在細(xì)線上繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)通過最高點(diǎn)C.
空氣阻力忽略不計(jì),取g=10m/s2.求:
(1)爆炸瞬間反向拋出那一塊的水平速度v1.
(2)繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)的那一塊通過最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線的拉力T
★搶分頻道
限時(shí)基礎(chǔ)訓(xùn)練卷
1.在地面上觀察下列物體的運(yùn)動(dòng),其中物體做曲線運(yùn)動(dòng)的是( )
A.向東運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受到一個(gè)向西的力的作用
B.正在豎直上升的氣球突然遭遇一陣北風(fēng)
C.河水勻速流動(dòng),正在河里勻速駛向?qū)Π兜钠?
D.在以速度v行駛的列車上,以相對(duì)列車的速度v水平向前拋出的一個(gè)小球
2.(2020汕頭模擬)在抗洪搶險(xiǎn)中,戰(zhàn)士駕駛摩托艇救人。假設(shè)江岸是平直的,洪 25、水沿江向下游流去,水流速度為v1,摩托艇在靜水中的航速為v2,戰(zhàn)士救人的地點(diǎn)A離岸邊最近處O的距離為d。如戰(zhàn)士想在最短時(shí)間內(nèi)將人送上岸,則摩托艇登陸的地點(diǎn)離O點(diǎn)的距離為( )
A. B.0 C. D.
3.(2020山東煙臺(tái))從地面上豎直上拋一物體A,同時(shí)在離地面某一高度處有另一物體B自由下落,兩物體在空中同時(shí)到達(dá)同一高度時(shí)的速度大小都為v,則下列說法正確的是( )
A.物體A上拋的初速度與物體B落地時(shí)的速度大小相等,都是2v
B.物體A、B在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等
C.物體A上升的最大高度與物體B下落的高度相同
D.兩物體在 26、空中相遇處一定是B下落高度的中點(diǎn)
4.(2020肇慶二模)作平拋運(yùn)動(dòng)的物體,在水平方向通過的最大距離取決于( )
A.物體所受的重力和拋出點(diǎn)的高度 B.物體所受的重力和初速度
C. 物體所受的重力、高度和初速度 D.物體的初速度和拋出點(diǎn)的高度
5. (2020佛山質(zhì)檢一)從某一高度以相同速度相隔1s先后水平拋出甲、乙兩個(gè)小球,不計(jì)空氣阻力,在乙球拋出后兩球在空中運(yùn)動(dòng)的過程中,下列說法正確的是( )
A.兩球水平方向的距離越來越大
B.兩球豎直高度差越來越大
C.兩球水平方向的速度差越來越大
D.兩球兩秒內(nèi)的速度變化量相同,與其質(zhì)量無關(guān)
6.(2020上 27、海奉賢區(qū)調(diào)研) 如圖所示,從傾角θ的斜面上的M點(diǎn)水平拋出一個(gè)小球,小球的初速度為V0,最后小球落在斜面上的N點(diǎn),在已知θ和V0的條件下(重力加速度g已知),空氣阻力不計(jì),則( )
A.可求出M、N之間的距離
B.可求出小球落到N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能
C.可求出小球落到N點(diǎn)時(shí)的速度的大小和方向
D.可求出小球從M點(diǎn)到達(dá)N點(diǎn)的過程中重力所做的功
v0
7.(2020北京西城區(qū))如圖,從地面上方某點(diǎn),將一小球以5m/s的初速度沿水平方向拋出。小球經(jīng)過1s落地。不計(jì)空氣阻力,g =10m/s2。則可求出( )
A.小球拋出時(shí)離地面的高度是5 m
B.小球從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平位 28、移大小是5m
C.小球落地時(shí)的速度大小是15m/s
D.小球落地時(shí)的速度方向與水平地面成300角
8.(2020韶關(guān)一調(diào))如圖所示,小物體A沿高為h、傾角為θ的光滑斜面以初速度v從頂端滑到底端,而相同的物體B以同樣大小的初速度從同等高度豎直上拋,則( )
A.兩物體落地時(shí)速率相同
B.從開始運(yùn)動(dòng)至落地過程中,重力對(duì)它們做功相同
C.從開始運(yùn)動(dòng)至落地過程中,重力對(duì)它們做功的平均功率相同
D.兩物體落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率相同
9.熱氣球下懸掛一重物,以的速度勻速上升,當(dāng)達(dá)到離地面高處時(shí)懸掛重物的繩子突然斷裂,那么重物經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間落到地面?落地時(shí)的速度多大?(取g=10m 29、/s2)
10.A、B兩小球同時(shí)從距地面高為h=15m處的同一點(diǎn)拋出,初速度大小均為10m/s。A球豎直向下拋出,B球水平拋出,空氣阻力不計(jì),重力加速度g=10m/s2。求:
(1)A球經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間落地?
(2)A球落地時(shí),A、B兩球相距多遠(yuǎn)?
基礎(chǔ)提升訓(xùn)練
1.(2020揭陽)如圖2-7所示,水平地面附近,小球B以初速度v斜向上瞄準(zhǔn)另一小球A射出,恰巧在B球射出的同時(shí),A球由靜止開始下落,不計(jì)空氣阻力。則兩球在空中運(yùn)動(dòng)的過程中( )
A.A做勻變速直線運(yùn)動(dòng),B做變加速曲線運(yùn)動(dòng)
B.相同時(shí)間內(nèi)B速度變化一定比A的速度變化大
C.兩球的動(dòng)能都隨離地面豎直高 30、度均勻變化
D.A、B兩球一定會(huì)相碰
2.(2020肇慶模擬)河水的流速隨離河岸的距離的變化關(guān)系如圖甲所示,船在靜水中的速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示,若要使船以最短時(shí)間渡河,則( )
A.船渡河的最短時(shí)間是60s
B.船在行駛過程中,船頭始終與河岸垂直
C.船在河水中航行的軌跡是一條直線 D.船在河水中的最大速度是5m/s
D.船在河水中的最大速度是5m/s
m1
m2
v
3.(2020廣州調(diào)研)如圖所示,m1和m2兩木塊上下疊放在一起,以初速度v斜向上拋出,不考慮空氣阻力,拋出后m2的受力情況是( )
A.只受重力
B.受重力、拋力和m1 31、給的支持力
C.受重力、m1給的壓力和摩擦力
D.所受合力的方向與初速度方向在同一直線上
4.(2020陽江調(diào)研)一個(gè)物體從某一確定的高度以V0的初速度水平拋出,已知它下落h后時(shí)速度為V,那么它的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是( )
5.(2020廣東省實(shí)驗(yàn)中學(xué))從地面豎直上拋一物體A,同時(shí)在離地面某一高度處另有一物體B自由落下,經(jīng)過時(shí)間t兩物體在空中到達(dá)同一高度時(shí)速率都為v,則下列說法中正確的是( )
A.物體A上拋的初速度與物體B落地時(shí)速度的大小相等,都是2v
B.物體A下落時(shí)離地高度為2vt
C.物體A上升的時(shí)間和B下落的時(shí)間相同 32、
D.物體A上升的最大高度是B下落高度的四分之三。.
6.(2020廣東廣雅中學(xué))如圖所示,某一小球以v0 = 10m/s的速度水平拋出,在落地之前經(jīng)過空中A、B兩點(diǎn),在A點(diǎn)小球速度方向與水平方向的夾角為,在B點(diǎn)小球速度方向與水平方向的夾角為(空氣阻力忽略不計(jì),g取10m/s2).以下判斷中正確的是( )
A.小球經(jīng)過A、B兩點(diǎn)間的時(shí)間s
B.小球經(jīng)過A、B兩點(diǎn)間的時(shí)間s
C.A、B兩點(diǎn)間的高度差h = 10m
D.A、B兩點(diǎn)間的高度差h = 15m
7.(2020廣東省實(shí)驗(yàn)中學(xué))小球以水平初速v0拋出,飛行一段時(shí)間后,垂直撞在傾角為θ的斜面上,則可知小球的飛行時(shí)間是( )
33、
A. B.
C. D.
8.(2020惠州三調(diào))跳高是體育課常進(jìn)行的一項(xiàng)運(yùn)動(dòng),小明同學(xué)身高1.70m,質(zhì)量為60Kg,在一次跳高測(cè)試中,他先彎曲兩腿向下蹲,再用力蹬地起跳,從蹬地開始經(jīng)0.40s豎直跳離地面.假設(shè)他蹬地的力恒為1050N,其重心上升可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng).求小明從蹬地開始到最大高度過程中機(jī)械能的增加量(不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2)某同學(xué)進(jìn)行如下計(jì)算:
小明起跳蹬地過程中,受到地的彈力F作用,向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),因?yàn)榈孛娴膹椓εc蹬地的力F′是作用力和反作用力,因此有F=F′=1050N ① 根據(jù)牛頓第二定律 F=ma ② 34、
經(jīng)0.40s跳離地面時(shí)的速度v =at ③ 起跳后人做豎直上拋運(yùn)動(dòng),設(shè)上升的最大高度為h,則v2=2gh ④ 在最高點(diǎn),動(dòng)能為零,機(jī)械能的增加量為 E=Ep=mgh 聯(lián)立以上各式即可求解.你認(rèn)為該同學(xué)的解答是否正確?如果認(rèn)為正確,請(qǐng)求出結(jié)果;如果認(rèn)為不正確,請(qǐng)說明理由,并作出正確解答.
9.θ
B
A
h
圖14
如圖14所示,一高度為h=0.2m的水平面在A點(diǎn)處與一傾角為θ=30°的斜面連接,一小球以V0=5m/s的速度在平面上向右運(yùn)動(dòng).求小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到地面所需的時(shí)間(平面與斜面均光滑,取g=10m/s2).某同學(xué)對(duì)此題的解法為:小球沿斜面運(yùn)動(dòng), 35、則由此可求得落地的時(shí)間t.問:你同意上述解法嗎?若同意,求出所需的時(shí)間;若不同意,則說明理由并求出你認(rèn)為正確的結(jié)果.
10.兩質(zhì)點(diǎn)在空間同一點(diǎn)處,同時(shí)水平拋出,速度分別是向左和向右,當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)速度互相垂直時(shí),它們之間的距離為多大?當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)的位移相互垂直時(shí),它們之間的距離為多大?
能力提高訓(xùn)練
1.(2020深圳一調(diào))農(nóng)民在精選谷種時(shí),常用一種叫“風(fēng)車”的農(nóng)具進(jìn)行分選.在同一風(fēng)力作用下,谷種和癟谷(空殼)谷粒都從洞口水平飛出,結(jié)果谷種和癟谷落地點(diǎn)不同,自然分開,如圖所示.若不計(jì)空氣阻力,對(duì)這一現(xiàn)象,下列分析正確的是 ( )
A.谷種飛出洞口時(shí)的速度比癟谷飛出洞口 36、時(shí)的速度大些
B.谷種和癟谷飛出洞口后都做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
C.谷種和癟谷從飛出洞口到落地的時(shí)間不相同
D.M處是谷種,N處為癟谷
2.(2020廣東省實(shí)驗(yàn)中學(xué))某人游珠江,他以一定速度面部始終垂直河岸向?qū)Π队稳ァ=懈魈幩魉俣认嗟?,他游過的路程、過河所用的時(shí)間與水速的關(guān)系是 ( )
A.水速大時(shí),路程長(zhǎng),時(shí)間長(zhǎng)
B.水速大時(shí),路程長(zhǎng),時(shí)間短
C.水速大時(shí),路程長(zhǎng),時(shí)間不變
D.路程、時(shí)間與水速無關(guān)
3.(2020~2020廣州市重點(diǎn)中學(xué)質(zhì)檢三)民族運(yùn)動(dòng)會(huì)上有一個(gè)騎射項(xiàng)目,運(yùn)動(dòng)員騎在奔駛的馬背上,彎弓放箭射擊側(cè)向的固定目標(biāo).假設(shè)運(yùn)動(dòng)員騎馬奔馳的速度為v1,運(yùn)動(dòng)員 37、靜止時(shí)射出的弓箭速度為v2.跑道離固定目標(biāo)的最近距離為d.要想命中目標(biāo)且射出的箭在空中飛行時(shí)間最短,則( )
A..運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為
B.運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為
C.箭射到靶的最短時(shí)間為
D.箭射到靶的最短時(shí)間為
4.如圖所示,在一次救災(zāi)工作中,一架沿水平直線飛行的直升飛機(jī)A,用懸索(重力可忽略不計(jì))救護(hù)困在湖水中的傷員B.在直升飛機(jī)A和傷員B以相同的水平速度勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí),懸索將傷員提起,在某一段時(shí)間內(nèi),A、B之間的距離以(式中H為直升飛機(jī)A離地面的高度,各物理量的單位均為國際單位制單位)規(guī)律變化,則在這段時(shí)間內(nèi),下面判斷中正確的是(不計(jì)空氣作用力)( )
A. 38、懸索的拉力小于傷員的重力
B.懸索成傾斜直線
C.傷員做速度減小的曲線運(yùn)動(dòng)
D.傷員做加速度大小、方向均不變的曲線運(yùn)動(dòng)
5.(2020揭陽)如圖2-4所示,一物體自傾角為θ的固定斜面頂端沿水平方向拋出后落在斜面上。物體與斜面接觸時(shí)速度與水平方向的夾角φ滿足( )
φ
θ
A.tanφ=sinθ
B. tanφ=cosθ
C. tanφ=tanθ
D. tanφ=2tanθ
6.(2020武漢調(diào)研)如圖所示,離地面高h(yuǎn)處有甲、乙兩個(gè)物體,甲以初速度v0水平射出,同時(shí)乙以初速度v0沿傾角為45°的光滑斜面滑下.若甲、乙同時(shí)到達(dá)地 39、面,則 v0的大小是( )
圖 2
A. B.
C. D.
7.(2020山東煙臺(tái))將一物體以初速度v0水平拋出,從拋出某時(shí)刻物體的水平分運(yùn)動(dòng)的位移大小與豎直分運(yùn)動(dòng)的位移大小相等,下列說法中正確的是 ( )
A.該時(shí)刻物體水平分運(yùn)動(dòng)的速度大小與豎直分運(yùn)動(dòng)的速度大小相等
B.該時(shí)刻物體的速度大小等于
C.從拋出到該時(shí)刻物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
D.從拋出到該時(shí)刻物體位移大小等于
8.(2020江蘇東臺(tái))如圖甲所示,在一端封閉、長(zhǎng)約lm的玻璃管內(nèi)注滿清水,水中放一個(gè)蠟燭做的蠟塊,將玻璃管的開口端用膠塞塞緊.然后將這個(gè)玻璃管倒置, 40、在蠟塊沿玻璃管上升的同時(shí),將玻璃管水平向右移動(dòng).假設(shè)從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí),蠟塊在玻璃管內(nèi)每1s上升的距離都是10cm,玻璃管向右勻加速平移,每1s通過的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm.圖乙中,y表示蠟塊豎直方向的位移,x表示蠟塊隨玻璃管通過的水平位移,t=0時(shí)蠟塊位于坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出蠟塊4s內(nèi)的軌跡;
(2)求出玻璃管向右平移的加速度;
(3)求t=2s時(shí)蠟塊的速度v.
9.排球場(chǎng)地長(zhǎng)為L(zhǎng),網(wǎng)球高為H,前排線到網(wǎng)的距離為d,如圖20所示,若隊(duì)員站在前排線上豎直跳起水平擊球時(shí),不論以多大的速度擊球,都能把球擊在對(duì)方場(chǎng)地之內(nèi),則該隊(duì)員應(yīng)跳多 41、高?
A
C
D
B
10.(2020深圳外國語學(xué)校)一小球作平拋運(yùn)動(dòng),在下落過程中剛好能通過寬為L,高為H的長(zhǎng)方形窗戶ABCD的對(duì)角A和C,所用時(shí)間為T,重力加速度為g。求①小球從拋出到經(jīng)過窗戶的上邊緣所用的時(shí)間。②小球通過C點(diǎn)的速度大小。
參考答案
◇考情直播
考點(diǎn)整合
考點(diǎn)1
1.曲線 2.合外力、速度 3.(1)切線方向、合外力、切線方向(2)方向、變速、加速度
考點(diǎn)2
1.分運(yùn)動(dòng)、合運(yùn)動(dòng)
2.(1)運(yùn)動(dòng)的合成、運(yùn)動(dòng)的分解(2)平行四邊形法則(3)實(shí)際效果
考點(diǎn)3
1.(1)向下 (2)① ②
2.(1)向上 (2)勻變 42、速、對(duì)稱性(3)勻減速、勻加速(4)①、②③ ④
3.豎直上拋、勻速直線
考點(diǎn)4 1.水平、重力 2.勻速直線、自由落體 4.勻變速
★ 高考重點(diǎn)熱點(diǎn)題型探究
[新題導(dǎo)練]1.(1)石塊被拋出后做平拋運(yùn)動(dòng), 水平方向 s = v0t , 豎直方向 , 又h = L + 求出 v0 = 16m/s
v0
vy
vt
θ
(2)落地時(shí),石塊豎直方向的速度 vy = gt = 12m/s
則落地速度 20m/s
設(shè)落地速度與水平方向間 43、的夾角為θ,如右圖
tanθ = = , θ = 37 o 或θ = arctan
(3)長(zhǎng)臂從初始位置轉(zhuǎn)到豎直位置,根據(jù)動(dòng)能定理
求出 W = 2000J
[新題導(dǎo)練]2.設(shè)爆竹總質(zhì)量為2m,剛好到達(dá)B時(shí)的速度為v,爆炸后拋出那一塊的水平速度為v1,做圓周運(yùn)動(dòng)的那一塊初速度為v2:
(1)平拋運(yùn)動(dòng)的那一塊:
…①…(2分)
…② …(2分)
由①②及H=5m,x=5m 得:v1=5m/s …③…(1分)
(2)D到B機(jī)械能守恒:
…④…(2分)
44、
爆竹爆炸,動(dòng)量守恒:
…⑤…(2分)
由③④⑤及L=0.45m得:v2=11m/s…⑥…(1分)
設(shè)向上做圓周運(yùn)動(dòng)的那一塊通過最高點(diǎn)時(shí)速度為vC,由機(jī)械能守恒可得:
…⑦…(2分)
設(shè)最高點(diǎn)時(shí)線的拉力為T,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得:…⑧…(2分)
由⑥⑦⑧得:T=43.78N…⑨…(2分)
★搶分頻道
限時(shí)基礎(chǔ)訓(xùn)練卷
1.B、D.[當(dāng)力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí),物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),A錯(cuò).河水勻速流動(dòng),汽艇勻速行駛,合外力均為零,則最終合外力亦為零,汽艇實(shí)際上還是做勻速直線運(yùn)動(dòng),C錯(cuò).而B、D兩種情況下,物體所受合外 45、力的方向與運(yùn)動(dòng)方向不在同一直線上,則能做曲線運(yùn)動(dòng).]
2.C [船過河的時(shí)間,登陸的地點(diǎn)離O點(diǎn)的距離即船在沿河岸方向的位移]
3.A、C[根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性分析]
4.D[根據(jù)水平位移公式可知水平位移與初速度及運(yùn)動(dòng)時(shí)間有關(guān),而根據(jù)知時(shí)間又是由豎直高度決定]
5. B、D [根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律分析]
6.ABCD[水平位移、豎直位移及合位移所構(gòu)成的矢量三角形,水平位移與合位移間的夾角與斜面傾角θ相同]
7.AB [根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律分析]
8.A、B [根據(jù)機(jī)械能守恒可知A正確,再根據(jù)P=FV可判斷B正確]
9.,.[繩子斷裂后重物可繼續(xù)上升的時(shí)間,上升的高度, 46、故重物上升的最大高度為.重物從最高處自由下落,有,,解得,.則重物從繩子斷裂至落回地面所需時(shí)間]
10.(1)對(duì)A球有 ① 解得 ②
(2)B球做平拋運(yùn)動(dòng),當(dāng)A落地時(shí), B球下降的高度 ③
水平位移 ④
則 ⑤
基礎(chǔ)提升訓(xùn)練
1.C [A、B在運(yùn)動(dòng)過程中均只受重力作用,都是勻變速運(yùn)動(dòng),且在相等時(shí)間內(nèi)速度變化相同,能否相碰與B球的初速度大小有關(guān)]
2.B、D[當(dāng)船頭垂直河岸時(shí)過河時(shí)間最短,由圖可看出河寬300m,船速3m/s,計(jì)算可知最短時(shí)間為100s,由于水速變化,故航行的軌跡是一條曲線]
3. 47、A [兩物體均處于完全失重狀態(tài),相互之間沒有擠壓]
4.CD [,在豎直方向的分速度]
5. ABC [根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性分析]
6. AC [將速度進(jìn)行分解,根據(jù)兩分速度與速度的夾角,再利用三角函數(shù)求解]
7.A [速度方向垂直斜面,則豎直方向的分速度與速度的夾角為θ,再利用三角函數(shù)求解]
8.不正確,小明起跳時(shí)的加速度計(jì)算錯(cuò)了. a=(F-mg)/m=7.5 m/s2 ,機(jī)械能的增加量△E=Fh=630J
9.不同意.小球應(yīng)在A點(diǎn)離開平面做平拋運(yùn)動(dòng),而不是沿斜面下滑.
[解析]小球有水平的初速度,因而作平拋運(yùn)動(dòng),要用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解.所以不同意 48、上述做法;落地點(diǎn)與A點(diǎn)的水平距離s=v0t==1m,
斜面底寬L=hctgθ=0.2=0.35m,小球離開A點(diǎn)后不會(huì)落到斜面,
因此落地時(shí)間即為平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間所以
圖4-1-7
10.2.4m, 4.8m [解析]由于在同一高度平拋,在相等時(shí)間內(nèi)下落高度相等,因此兩質(zhì)點(diǎn)在相等時(shí)間內(nèi)位置在同一水平面上.兩質(zhì)點(diǎn)速度相垂直時(shí)如圖4-1-7所示.設(shè)豎直下落速度為vy,由題意可知
vy/v1=v2/vy (α+β=900),
即 vy2=v1v2,vy=gt,s1=(v1+v2)t,
解之得s1=2.4m
圖4-1-8
兩質(zhì)點(diǎn)位移相垂直時(shí)如圖4-1-8所示,設(shè)此時(shí)下落高度 49、為h,由題意可知
h/v1t=v2t/h (α+β=900),
h2=v1v2t2,h=gt2/2
s2=(v1+v2)t
解之得:S2=4.8米.
能力提高訓(xùn)練
1.B [由動(dòng)能定理可知A不正確,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知C、D不正確]
2.C [根據(jù)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)獨(dú)立性可知水速變大時(shí),運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變,因此路程增大]
3.B、C [當(dāng)箭實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度即合速度垂直靶心時(shí)所用時(shí)間最短]
4.D 5.D 6.A 7.B、C、D
8.(1)如圖
(2)Δx=at2,
(3)vy=,vx=at=0.1m/s
9. [若恰好觸網(wǎng),則球在觸網(wǎng)前做平拋運(yùn)動(dòng);若剛好壓線,則對(duì)球從被運(yùn)動(dòng)員擊打到落地做的是平拋運(yùn)動(dòng)]
10.①解:由平均速度公式得在豎直方向T內(nèi)中間時(shí)刻的即時(shí)速度為:
V中=H/T
在豎直方向由V中=gt得小球從開始下落到該中間時(shí)刻共用時(shí):
t=H/Tg
從拋出點(diǎn)到窗戶上邊緣所用時(shí)間為:tA=t-T/2=H/Tg-T/2
②從拋出到C點(diǎn)用時(shí)為:tC=t+T/2=H/Tg+T/2
在C點(diǎn)豎直方向的速度為:VCy=gtC 水平方向速度為:Vx=L/T
小球在C點(diǎn)速度大小為:
VC=(VCy2+Vx2)1/2=
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