2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運動 萬有引力與航天 第2節(jié) 平拋運動課件 新人教版.ppt

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第2節(jié)平拋運動 知識梳理 考點自診 一 平拋運動1 定義將物體以一定的初速度沿水平方向拋出 物體只在重力作用下所做的運動 2 性質(zhì)加速度為重力加速度的勻變速曲線運動 軌跡是拋物線 3 研究方法平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動 知識梳理 考點自診 4 基本規(guī)律 如圖所示 知識梳理 考點自診 知識梳理 考點自診 二 斜拋運動1 定義將物體以v沿斜向上方或斜向下方拋出 物體只在重力作用下的運動 2 性質(zhì)加速度為重力加速度的勻變速曲線運動 軌跡是拋物線 3 研究方法斜拋運動可以看作水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋 或豎直下拋 運動的合運動 知識梳理 考點自診 4 基本規(guī)律 以斜上拋運動為例 如圖所示 知識梳理 考點自診 1 一個物體以初速度v0水平拋出 落地時速度為v 則運動時間為 答案 解析 知識梳理 考點自診 2 多選 為了驗證做平拋運動的小球在豎直方向上的運動是自由落體運動 某同學(xué)用如圖所示的裝置進行實驗 小錘打擊彈性金屬片 A球水平拋出 同時B球被松開 自由下落 關(guān)于該實驗 下列說法中正確的有 A 兩球的質(zhì)量應(yīng)相等B 兩球應(yīng)同時落地C 應(yīng)改變裝置的高度 多次實驗D 實驗也能說明A球在水平方向上做勻速直線運動 答案 解析 知識梳理 考點自診 3 多選 2017 安徽巢湖期中 某人向放在水平地面上正前方的小桶中水平拋球 結(jié)果球劃著一條弧線飛到小桶的前方 如圖所示 不計空氣阻力 為了能把小球拋進小桶中 則下次再水平拋球時 可能做出的調(diào)整為 A 減小初速度 拋出點高度不變B 增大初速度 拋出點高度不變C 初速度大小不變 降低拋出點高度D 初速度大小不變 提高拋出點高度 答案 解析 知識梳理 考點自診 4 多選 2017 廣西北流市期末 如圖所示 x軸在水平地面上 y軸沿豎直方向 圖中畫出了從y軸上沿x軸正向拋出的三個小球a b和c的運動軌跡 其中b和c是從同一點拋出的 不計空氣阻力 則 A a的飛行時間比b的長B b和c的飛行時間相同C a的水平速度比b的小D b的初速度比c的大 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 平拋運動規(guī)律的應(yīng)用 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 兩個重要推論 1 做平拋運動的物體在任意時刻的瞬時速度的反向延長線一定通過此時水平位移的中點 如圖所示 即xB 推導(dǎo) 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 2 做平拋 或類平拋 運動的物體在任一時刻 設(shè)其速度方向與水平方向的夾角為 位移與水平方向的夾角為 則tan 2tan 推導(dǎo) 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 例1 2017 全國卷 發(fā)球機從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球 忽略空氣的影響 速度較大的球越過球網(wǎng) 速度較小的球沒有越過球網(wǎng) 其原因是 A 速度較小的球下降相同距離所用的時間較多B 速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大C 速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少D 速度較大的球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離較大 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 思維點撥平拋運動在水平方向上做勻速直線運動 在豎直方向上做自由落體運動 結(jié)合平拋運動的規(guī)律 抓住水平位移相等時 通過時間關(guān)系得出下降的高度 從而分析判斷 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 即學(xué)即練1 如圖所示 P是水平面上的圓弧凹槽 從高臺邊B點以某速度v0水平飛出的小球 恰能從固定在某位置的凹槽的圓弧軌道的左端A點沿圓弧切線方向進入軌道 O是圓弧的圓心 1是OA與豎直方向的夾角 2是BA與豎直方向的夾角 則 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 2 多選 2017 山東濰坊模擬 從豎直墻的前方A處 沿AO方向水平發(fā)射三顆彈丸a b c 在墻上留下的彈痕如圖所示 已知Oa ab bc 則a b c三顆彈丸 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 與斜面相關(guān)的平拋運動問題 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 例2 2017 河南信陽一模 如圖所示 一名跳臺滑雪運動員經(jīng)過一段時間的加速滑行后從O點水平飛出 經(jīng)過3s落到斜坡上的A點 已知O點是斜坡的起點 斜坡與水平面的夾角 37 不計空氣阻力 sin37 0 6 cos37 0 8 g取10m s2 則運動員落到斜坡上時速度方向與水平方向的夾角 滿足 A tan 1 33B tan 1 44C tan 1 50D tan 2 00 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 拓展延伸在例2中 若運動員從O點飛出的初速度為20m s 則運動員離開O點后離斜坡的最遠距離為 A 30mB 15mC 18mD 9m 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 例3 多選 如圖 小球在傾角為 的斜面上方O點處以速度v0水平拋出 落在斜面上的A點時速度的方向與斜面垂直 重力加速度為g 根據(jù)上述條件可以求出 A 小球O點到A點的時間B O點距離地面的高度C 小球在A點速度的大小D 小球從O點到A點的水平距離 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 思維點撥抓住小球與斜面垂直相撞 根據(jù)平行四邊形定則求出小球豎直分速度和小球在A點的速度 結(jié)合速度時間公式求出運動的時間 根據(jù)初速度和時間求出水平距離 平拋運動的分解方法與技巧 1 如果知道速度的大小或方向 應(yīng)首先考慮分解速度 2 如果知道位移的大小或方向 應(yīng)首先考慮分解位移 3 兩種分解方法 沿水平方向的勻速運動和豎直方向的自由落體運動 沿斜面方向的勻加速運動和垂直斜面方向的勻減速運動 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 即學(xué)即練3 2017 遼寧沈陽質(zhì)檢 如圖所示 斜面固定在水平面上 兩個小球分別從斜面底端O點正上方A B兩點向右水平拋出 B為AO連線的中點 最后兩球都垂直落在斜面上 A B兩球擊中斜面位置到O點的距離之比為 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 4 2017 黑龍江哈爾濱期中 如圖所示 斜面AC與水平方向的夾角為 在A點正上方與C等高處水平拋出一小球 其速度垂直落到斜面上D點 則CD與DA的比值為 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 5 多選 2018 重慶巴蜀中學(xué)月考 如圖 斜面傾角 37 小球從斜面上的頂點P處以初速度v0水平拋出 剛好落在斜面中點處 現(xiàn)將小球以初速度2v0水平拋出 不計運動過程中的空氣阻力 小球下落后均不彈起 已知重力加速度為g sin37 0 6 cos37 0 8 則小球兩次在空中運動過程中 A 時間之比為1 2B 時間之比為1 C 水平位移之比為1 4 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 平拋運動中的臨界問題常見的 臨界術(shù)語 1 題目中有 剛好 恰好 正好 取值范圍 多長時間 多大距離 等詞語 表明題述的過程中存在臨界點 2 題目中有 最大 最小 至多 至少 等字眼 表明題述的過程中存在著極值 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 例4 2016 浙江卷 在真空環(huán)境內(nèi)探測微粒在重力場中能量的簡化裝置如圖所示 P是一個微粒源 能持續(xù)水平向右發(fā)射質(zhì)量相同 初速度不同的微粒 高度為h的探測屏AB豎直放置 離P點的水平距離為L 上端A與P點的高度差也為h 1 若微粒打在探測屏AB的中點 求微粒在空中飛行的時間 2 求能被屏探測到的微粒的初速度范圍 3 若打在探測屏A B兩點的微粒的動能相等 求L與h的關(guān)系 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 思維點撥 1 粒子水平方向做勻速直線運動 豎直方向做自由落體運動 根據(jù)幾何關(guān)系可明確粒子下降的高度 再由豎直方向的自由落體運動可求得飛行時間 2 能被探測到的粒子高度范圍為h至2h 水平位移相同 根據(jù)平拋運動規(guī)律可知速度范圍 3 粒子在運動中機械能守恒 根據(jù)A B兩點的速度關(guān)系以及機械能守恒列式 聯(lián)立即可求得L與h的關(guān)系 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 平拋運動臨界極值問題的分析方法 1 確定研究對象的運動性質(zhì) 2 根據(jù)題意確定臨界狀態(tài) 3 確定臨界軌跡 畫出軌跡示意圖 4 應(yīng)用平拋運動的規(guī)律結(jié)合臨界條件列方程求解 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 即學(xué)即練6 多選 如圖所示 套圈游戲是一項很受群眾歡迎的活動 要求每次從同一位置水平拋出圓環(huán) 套住與圓環(huán)前端水平距離為3m 高為20cm的豎直細桿 即為獲勝 一身高1 4m的兒童從距地面1m高度水平拋出圓環(huán) 圓環(huán)半徑為10cm 要想套住細桿 他水平拋出的速度可能為 g取10m s2 A 7 4m sB 7 6m sC 7 8m sD 8 2m s 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 7 如圖所示 水平屋頂高h0 5m 圍墻高h 3 2m 圍墻到房子的水平距離l 3m 圍墻外空地寬x 10m 為使小球從屋頂水平飛出落在圍墻外的空地上 g取10m s2 求 1 小球離開屋頂時的速度v0的大小范圍 2 小球落在空地上的最小速度 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 解析 1 設(shè)小球恰好落到空地的右側(cè)邊緣時的水平初速度為v01 則小球的水平位移為l x v01t 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 設(shè)小球恰好越過圍墻的邊緣時的水平初速度為v02 則此過程中小球的水平位移為l v02t2 小球離開屋頂時的速度大小為5m s v0 13m s 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 2 小球落在空地上 下落高度一定 落地時的豎直分速度一定 當(dāng)小球恰好越過圍墻的邊緣落在空地上時 落地速度最小 豎直方向 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 平拋運動的追擊問題平拋運動的追擊問題 判斷兩球運動的時間是否相同 h是否相同 類比直線運動追擊問題 利用撞上時水平位移 豎直位移的關(guān)系進行解決 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 例5 多選 2016年里約奧運會 中國女排姑娘們的頑強拼搏精神與完美配合給人留下了深刻的印象 某次比賽中 球員甲接隊友的一個傳球 在網(wǎng)前L 3 60m處起跳 在離地面高H 3 20m處將球以v0 12m s的速度正對球網(wǎng)水平擊出 對方球員乙剛好在進攻路線的網(wǎng)前 她可利用身體任何部位進行攔網(wǎng)阻擊 假設(shè)球員乙的直立和起跳攔網(wǎng)高度分別為h1 2 50m和h2 2 95m g取10m s2 下列情景中 球員乙可能攔網(wǎng)成功的是 A 乙在網(wǎng)前直立不動B 乙在甲擊球時同時起跳離地C 乙在甲擊球后0 2s起跳離地D 乙在甲擊球前0 3s起跳離地 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 思維點撥攔網(wǎng)成功的條件是在同一時刻同一位置觸到球 因此分析在所給定的條件下 球員與球能不能在豎直方向相遇 是解決問題的關(guān)鍵 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 即學(xué)即練8 2017 江蘇卷 如圖所示 A B兩小球從相同高度同時水平拋出 經(jīng)過時間t在空中相遇 若兩球的拋出速度都變?yōu)樵瓉淼?倍 則兩球從拋出到相遇經(jīng)過的時間為 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 9 如圖所示 在一次空地聯(lián)合軍事演習(xí)中 從離地面h0高處的飛機上以對地速度v1水平發(fā)射一顆炸彈轟炸地面目標P 反應(yīng)靈敏的地面攔截系統(tǒng)同時以初速度v2豎直向上發(fā)射一顆炮彈進行攔截 炮彈運動過程視為豎直上拋 設(shè)此時攔截系統(tǒng)與飛機的水平距離為x 若炮彈與炸彈恰好相碰 不計空氣阻力 則v1 v2的關(guān)系應(yīng)滿足 答案 解析 命題點一 命題點二 命題點三 命題點四 10 2017 江西重點中學(xué)聯(lián)考 如圖所示 將a b兩小球以大小為20m s的初速度分別從A B兩點相差1s先后水平相向拋出 a小球從A點拋出后 經(jīng)過時間t a b兩小球恰好在空中相遇 且速度方向相互垂直 不計空氣阻力 g取10m s2 則拋出點A B間的水平距離是 答案 解析 模型建立 典例示范 變式訓(xùn)練 類平拋運動的處理方法當(dāng)物體初速度水平且僅受重力作用時的運動 被稱為平拋運動 其軌跡為拋物線 性質(zhì)為勻變速曲線運動 平拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動這兩個分運動 廣義地說 當(dāng)物體所受的合外力恒定且與初速度垂直時 做類平拋運動 模型建立 典例示范 變式訓(xùn)練 例題如圖所示 有一傾角為30 的光滑斜面 斜面長l為10m 一小球從斜面頂端以10m s的速度沿水平方向拋出 g取10m s2 求 1 小球沿斜面滑到底端的時間t和沿v0方向水平位移x大小 2 小球到達斜面底端時的速度v的大小 模型建立 典例示范 變式訓(xùn)練 答案 1 2s20m 2 14 1m s 解析 1 在斜面上小球沿v0方向做勻速直線運動 在沿斜面向下方向做初速度為零 加速度為a的勻加速運動 由牛頓第二定律得ma mgsin30 小球的加速度a gsin30 沿v0方向水平位移x v0t 所以沿v0方向水平位移x v0t 20m 2 小球到達斜面底端時 速度 模型建立 典例示范 變式訓(xùn)練 思維點撥 1 小球沿水平方向做什么運動 沿斜面向下的方向做什么運動 2 小球運動的加速度是多大 提示 勻速直線運動勻加速直線運動 模型建立 典例示范 變式訓(xùn)練 命題分析平拋運動是日常生活中常見的運動 并且這部分知識還常與電學(xué)知識相聯(lián)系 以解決帶電粒子在電場中的運動問題 因此 多年來 平拋運動一直是高考的熱點 今后 將仍然是高考的熱點 用分解平拋運動的方法解決帶電粒子在電場中的運動 以及將實際物體的運動抽象成平拋運動模型并做相應(yīng)求解 仍將是高考的熱點 總結(jié)提升類平拋問題特點及求解思路 模型建立 典例示范 變式訓(xùn)練 1 質(zhì)量為m的飛機以水平初速度v0飛離跑道后逐漸上升 若飛機在此過程中水平速度保持不變 同時受到重力和豎直向上的恒定升力 該升力由其他力的合力提供 不含重力 今測得當(dāng)飛機在水平方向的位移為l時 它的上升高度為h 如圖所示 求 1 飛機受到的升力大小 2 上升至h高度時飛機的速度 模型建立 典例示范 變式訓(xùn)練 解析 1 飛機水平方向速度不變 則有l(wèi) v0t 模型建立 典例示范 變式訓(xùn)練 2 由題意將此運動分解為水平方向速度為v0的勻速直線運動 模型建立 典例示范 變式訓(xùn)練 2 2017 湖北棗陽期中 在光滑的水平面上 一質(zhì)量m 1kg的質(zhì)點以速度v0 10m s沿x軸正方向運動 經(jīng)過原點后受一沿y軸正方向向上的水平恒力F 15N作用 直線OA與x軸成 37 如圖所示 曲線為質(zhì)點的軌跡圖 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 如果質(zhì)點的運動軌跡與直線OA相交于P點 那么質(zhì)點從O點到P點所經(jīng)歷的時間以及P點的坐標 2 質(zhì)點經(jīng)過P點的速度大小 模型建立 典例示范 變式訓(xùn)練 解析 1 質(zhì)點在x軸方向無外力作用 做勻速直線運動 在y軸方向受恒力F作用做勻加速直線運動