高中物理 第一章 拋體運動 第3節(jié) 平拋運動 3 平拋運動的臨界問題剖析學(xué)案 教科版必修2.doc

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平拋運動的臨界問題剖析一、考點突破：考點課程目標(biāo)備注平拋運動的臨界問題求解方法1. 掌握平拋運動的規(guī)律及推論；2. 會根據(jù)極限法確定臨界軌跡高考重點，題型多為選擇題、計算題，考查重點是化曲為直的物理思想，本知識點既可單獨命題也可和圓周運動結(jié)合命題二、重難點提示：重點：利用平拋運動的規(guī)律解決臨界問題。難點：利用極限法確定臨界軌跡。一、平拋運動的臨界問題，解決這類問題有三點：1. 明確平拋運動的基本性質(zhì)公式；基本規(guī)律及公式：速度：，合速度 ，方向：tan；位移：xt ，y，合位移大?。簊，方向：tan時間：由y得t（由下落的高度y決定）；豎直方向自由落體運動，勻變速直線運動的一切規(guī)律在豎直方向上都成立。2. 確定臨界狀態(tài)；用極限分析法把初速度增大或減小，根據(jù)平拋軌跡尋找臨界狀態(tài)。3. 確定臨界軌跡在軌跡示意圖中尋找出幾何關(guān)系。解題過程中畫出運動軌跡示意圖，可以使抽象的物理情境變得直觀，也可以使隱藏于問題深處的條件顯露無遺，然后根據(jù)幾何關(guān)系列出水平和豎直方向的運動規(guī)律解題。二、平拋臨界模型1. 球類的臨界模型：乒乓球觸網(wǎng)、出界問題；排球、網(wǎng)球中的臨界問題。2. 斜面上的臨界問題：在斜面上平拋離斜面最遠(yuǎn)距離問題。3. 斜拋中的臨界問題：斜拋的最小速度、最大高度、最遠(yuǎn)射程等問題。注：1. 在拋體運動模型中要充分利用可逆思維進行解題。如：斜拋可以看成兩個平拋的對接；2. 速度的分解可以從兩個角度考慮：（1）與力垂直的方向和平行的方向；（2）根據(jù)運動效果分解。 例題1 如圖所示，水平屋頂高H5 m，圍墻高h(yuǎn)3.2 m，圍墻到房子的水平距離L3 m，圍墻外空地寬x10 m，為使小球從屋頂水平飛出落在圍墻外的空地上，g取10 m/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。思路分析：（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：Lxv01t1小球的豎直位移：H解以上兩式得v01（Lx）13 m/s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：Lv02t2小球的豎直位移Hh解以上兩式得v025 m/s小球拋出時的速度大小為5 m/sv013 m/s（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?。回Q直方向：2gH又有：vmin解得：vminm/s答案：（1）5 m/sv013 m/s（2）m/s例題2 憤怒的小鳥是一款時下非常流行的游戲，游戲中的故事也相當(dāng)有趣，如圖甲所示，為了報復(fù)偷走鳥蛋的肥豬們，鳥兒以自己的身體為武器，如炮彈般彈射出去攻擊肥豬們的堡壘。某班的同學(xué)們根據(jù)自己所學(xué)的物理知識進行假設(shè)：小鳥被彈弓沿水平方向彈出，如圖乙所示，若h10.8 m，l12 m，h22.4 m，l21 m，小鳥飛出后能否直接打中肥豬的堡壘？請用計算結(jié)果進行說明。（取重力加速度g10 m/s2）思路分析：設(shè)小鳥以v0彈出后能直接擊中堡壘，則ts0.8 s所以v0m/s3.75 m/s設(shè)在臺面的草地上的水平射程為x，則所以xv01.5 ml1可見小鳥不能直接擊中堡壘。【方法提煉】類平拋問題模型的分析方法類平拋運動在高考中出現(xiàn)頻率較高，常常與之后將學(xué)習(xí)的電學(xué)結(jié)合在一起考查。1. 類平拋運動的受力特點物體所受的合外力為恒力，且與初速度的方向垂直。2. 類平拋運動的運動特點在初速度v0方向上做勻速直線運動，在合外力方向上做初速度為零的勻加速直線運動，加速度a。3. 類平拋運動的求解方法（1）常規(guī)分解法：將類平拋運動分解為沿初速度方向的勻速直線運動和垂直于初速度方向（即沿合外力的方向）的勻加速直線運動，兩分運動彼此獨立，互不影響，且與合運動具有等時性。（2）特殊分解法：對于有些問題，可以過拋出點建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系，將加速度a分解為ax、ay，初速度v0分解為vx、vy，然后分別在x、y方向列方程求解。例題 如圖所示的光滑斜面長為l，寬為b，傾角為，一物塊（可看成質(zhì)點）沿斜面左上方頂點水平射入，恰好從底端Q點離開斜面，試求：（1）物塊由P運動到Q所用的時間t；（2）物塊由P點水平射入時的初速度v0；（3）物塊離開Q點時速度的大小v。思路分析：（1）沿斜面向下的方向有mgsin ma，lat2，聯(lián)立解得t；（2）沿水平方向有bv0t，v0；（3）物塊離開Q點時的速度大小v。答案：（1）（2） （3）