高考物理復(fù)習(xí) 高效學(xué)習(xí)方略 42 拋體運動的規(guī)律及應(yīng)用課件.ppt

一 平拋運動1 定義 物體的運動叫做拋體運動 如果拋體運動的初速度是 這個運動叫做平拋運動 2 平拋運動的特點 1 具有方向的初速度 2 只受作用 3 性質(zhì) 平拋運動是加速度為曲線運動 軌跡為 只受重力 沿水平方向的 水平 重力 重力加速度的勻變速 拋物線 二 平拋運動的規(guī)律以拋出點為原點 以水平方向 初速度v0方向 為x軸 以豎直向下的方向為y軸建立平面直角坐標(biāo)系 則平拋運動可以分解為 1 水平方向 做運動 速度vx 位移x 2 豎直方向 做運動 加速度為g 速度vy 位移y 勻速直線 v0 v0t 勻加速直線 gt 三 斜拋運動1 定義 將物體以一定的初速度v0或拋出 物體只在作用下的運動 2 斜拋運動的基本規(guī)律 1 水平方向速度vx 位移x 2 豎直方向速度vy 位移y 為初速度與水平方向的夾角 斜向上方 斜向下方 重力 v0cos v0tcos v0sin gt 1 一架飛機(jī)水平勻速飛行 從飛機(jī)上每隔1s釋放一個鐵球 先后共釋放4個 若不計空氣阻力 從地面上觀察4個球 a 在空中任何時刻總是排成拋物線 它們的落地點是等間距的b 在空中任何時刻總是排成拋物線 它們的落地點是不等間距的 c 在空中任何時刻總在飛機(jī)正下方 排成豎直的直線 它們的落地點是等間距的d 在空中任何時刻總在飛機(jī)正下方 排成豎直的直線 它們的落地點是不等間距的 解析c因為鐵球從飛機(jī)上釋放后做平拋運動 在水平方向上具有與飛機(jī)相同的速度 不論鐵球何時從飛機(jī)上釋放 鐵球與飛機(jī)在水平方向上都無相對運動 鐵球同時還做自由落體運動 它在豎直方向?qū)㈦x飛機(jī)越來越遠(yuǎn) 所以4個球在落地前始終處于飛機(jī)的正下方 并排成一條豎直的直線 又因為從飛機(jī)上每隔1s釋放一個球 而每個球在空中運動的時間又是相等的 所以這4個球落地的時間也依次相差1s 而4個鐵球在水平方向上的速度都相同 它們的落地點必然是等間距的 若以飛機(jī)為參考系觀察 四個鐵球都做自由落體運動 2 一個人水平拋出一小球 球離手時的初速度為v0 落地時的速度為vt 空氣阻力忽略不計 下圖中正確表示了速度矢量變化過程的圖象是 解析b由于做平拋運動的小球只受重力作用 其加速度恒為g 則由 v g t 在任意相等時間內(nèi) v均大小相等 方向均豎直向下 故選項b正確 3 質(zhì)點從同一高度水平拋出 不計空氣阻力 下列說法正確的是 a 質(zhì)量越大 水平位移越大b 初速度越大 落地時豎直方向速度越大c 初速度越大 空中運動時間越長d 初速度越大 落地速度越大 4 關(guān)于斜拋運動 下列說法中正確的是 a 物體拋出后 速度增大 加速度減小b 物體拋出后 速度先減小 再增大c 物體拋出后 沿著軌跡的切線方向 先做減速運動 再做加速運動 加速度始終沿著切線方向d 斜拋物體的運動是勻變速曲線運動 解析d斜拋物體在水平方向做勻速直線運動 在豎直方向做豎直上拋或豎直下拋運動 拋出后只受重力 故加速度恒定 若是斜上拋則豎直方向的分速度先減小后增大 若是斜下拋則豎直方向的分速度一直增大 其軌跡為拋物線 故選項d正確 5 2012 常州模擬 如圖所示 在距地面高為h 45m處 有一小球a以初速度v0 10m s水平拋出 與此同時 在a的正下方有一物塊b也以相同的初速度v0同方向滑出 b與地面間的動摩擦因數(shù)為 0 5 a b均可看做質(zhì)點 空氣阻力不計 重力加速度g取10m s2 求 1 a球從拋出到落地的時間和這段時間內(nèi)的水平位移 2 a球落地時 a b之間的距離 答案 1 3s30m 2 20m 要點一對平拋運動的進(jìn)一步理解1 平拋運動在水平方向做勻速直線運動 在豎直方向做勻加速直線運動 兩個運動同時進(jìn)行 同時性是聯(lián)結(jié)兩分運動的 橋梁 3 位移變化 1 任意相等時間間隔內(nèi)水平位移相等 x v0 t 2 連續(xù)相等的時間間隔 t內(nèi)豎直方向位移差相同 即 y2 y1 g t2 4 平拋運動的兩個重要推論推論 做平拋 或類平拋 運動的物體在任一時刻任一位置處 設(shè)其末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 推論 做平拋 或類平拋 運動的物體 任意時刻的瞬時速度方向的反向延長線一定通過此時水平位移的中點 證明 如圖所示 設(shè)平拋物體的初速度為v0 從原點o到a點的時間為t a點坐標(biāo)為 x y b點坐標(biāo)為 x 0 則 例1 如圖所示 一小球自平臺上水平拋出 恰好落在臨近平臺的一傾角為 53 的光滑斜面頂端 并剛好沿光滑斜面下滑 已知斜面頂端與平臺的高度差h 0 8m 重力加速度g 10m s2 sin53 0 8 cos53 0 6 求 1 小球水平拋出的初速度v0是多少 2 斜面頂端與平臺邊緣的水平距離x是多少 3 若斜面頂端高h(yuǎn) 20 8m 則小球離開平臺后經(jīng)多長時間到達(dá)斜面底端 思路點撥 解答本題時應(yīng)注意以下三個方面 1 小球到達(dá)斜面前做平拋運動 2 小球到斜面頂端的合速度沿斜面向下 3 小球沿斜面做勻加速直線運動 解析 1 由題意可知 小球落到斜面上并沿斜面下滑 說明此時小球速度方向與斜面平行 否則小球會彈起 所以vy v0tan53 v 2gh 代入數(shù)據(jù) 得vy 4m s v0 3m s 2 由vy gt1得t1 0 4s x v0t1 3 0 4m 1 2m 答案 1 3m s 2 1 2m 3 2 4s 規(guī)律方法 1 分析平拋運動要注意根據(jù)不同情況建立不同的坐標(biāo)系 甚至同一題目中也要建立幾個坐標(biāo)系以方便解題 2 對于速度的方向和位移的方向要分析清楚 首先這兩個方向并不都相同 其次要弄清題目中應(yīng)用到的究竟是哪一個方向 在490m的高空 以240m s的速度水平飛行的轟炸機(jī)追擊一魚雷艇 該艇正以25m s的速度與飛機(jī)同方向行駛 飛機(jī)應(yīng)在魚雷艇后面多遠(yuǎn)處投下炸彈 才能擊中該艇 在這段時間內(nèi) 炸彈在水平方向上做勻速直線運動 飛行的水平距離為x v0t 240 10m 2400m 在這段時間內(nèi) 魚雷艇行駛的距離為x v t 25 10m 250m 因為飛機(jī)與魚雷艇運動的方向相同 所以投下的炸彈要擊中魚雷艇 飛機(jī)投彈處應(yīng)在魚雷艇后面 與魚雷艇之間的水平距離為 x x x 2400m 250m 2150m 答案 2150m 要點二斜面上的平拋運動解斜面上的平拋運動類問題可以有兩種不同的方式 根據(jù)個人的不同習(xí)慣采取不同的方式會比較方便易理解 1 常規(guī)方法斜面上的平拋問題是一種常見的題型 在解答這類問題時除要運用平拋運動的位移和速度規(guī)律 還要充分運用斜面傾角 找出斜面傾角同位移和速度與水平方向夾角的關(guān)系 從而使問題得到順利解決 2 分解加速度在斜面上的平拋運動問題中可以將重力加速度分解為沿斜面方向和垂直于斜面方向 由此將問題轉(zhuǎn)化為沿斜面方向的勻加速直線運動和垂直于斜面的豎直上拋運動 利用這兩種運動規(guī)律可以方便的解決問題 例2 如圖所示 從傾角為 的斜面上的a點 以初速度v0 沿水平方向拋出一個小球 落在斜面上b點 求小球落到b點的速度及a b間的距離 思路點撥 解答此類問題應(yīng)注意以下幾點 1 水平方向和豎直方向的運動是獨立的 而聯(lián)系它們的關(guān)鍵是時間 2 水平位移和豎直位移有一定的比例關(guān)系 3 將加速度分解便于求運動時間 有了時間便可方便的得到速度的豎直分量 方法二 分別將v0 g沿斜面方向和垂直于斜面方向分解 并建立如圖所示的坐標(biāo)系 則 vy v20 g2t v20 v0sin g2 gcos vx v10 g1t v10 v0cos g1 gsin 規(guī)律方法 對于斜面上平拋運動的兩種方法 其實是兩種不同的思維方式 一種是 利用位移的既定關(guān)系來求解 另一種是利用運動規(guī)律來求解 練習(xí)使用不同方法對于培養(yǎng)多種思維很有益處 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的速度在斜面上沿水平方向拋出 g取10m s2 求 1 小球沿斜面滑到底端時的水平位移x 2 小球到達(dá)斜面底端時的速度大小 答案 1 20m 2 14 1m s 要點三斜拋運動如果物體被拋出時的初速度v0不沿水平方向 而是斜向上方或斜向下方 這種情況常稱為斜拋 它的受力情況與平拋運動完全相同 水平方向不受力 加速度為零 在豎直方向只受重力 加速度為g 斜拋運動有斜上拋和斜下拋運動之分 斜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勻加速 下拋 或勻減速 上拋 運動 斜拋運動的軌跡是拋物線 如圖所示為斜上拋物體運動的軌跡 例3 從某高處以6m s的初速度 以30 拋射角斜向上方拋出一石子 落地時石子的速度方向和水平線的夾角為60 求石子在空中運動的時間和拋出點離地面的高度 g取10m s2 思路點撥 對于斜拋運動要熟練掌握其在水平方向和豎直方向的速度 位移的表達(dá)式 答案 1 2s3 6m 關(guān)于斜拋運動 下列說法正確的是 a 任何斜拋運動都不可以看成是兩個方向上的直線運動的合運動b 若忽略空氣阻力 斜拋運動可以看成是水平方向的勻速直線運動和豎直方向上的勻變速直線運動的合運動c 斜拋運動一定是變加速運動d 斜拋運動可能是勻變速運動 解析bd斜拋運動可以分解成任意兩個方向上的分運動 a錯 不考慮空氣阻力斜拋運動的初速度在水平方向上的分量始終保持不變 豎直方向上只有重力加速度 c錯 b d對 易錯點平拋運動中生搬硬套公式導(dǎo)致錯誤 例 質(zhì)量為m的飛機(jī)以水平速度v0飛離跑道后逐漸上升 若飛機(jī)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作用 該升力由除重力以外的其他合力提供 已知飛機(jī)從離地開始其豎直位移與水平位移之間的關(guān)系圖象如圖所示 今測得當(dāng)飛機(jī)在水平方向的位移為l時 它的上升高度為h 求飛機(jī)受到的升力大小 錯因剖析 在解答本題時易犯錯誤具體分析如下 1 2010 全國新課標(biāo)理綜 一水平拋出的小球落到一傾角為 的斜面上時 其速度方向與斜面垂直 運動軌跡如圖中虛線所示 小球在豎直方向下落的距離與在水平方向通過的距離之比為 2 如圖所示 在網(wǎng)球的網(wǎng)前截?fù)艟毩?xí)中 若練習(xí)者在球網(wǎng)正上方距地面h處 將球以速率v沿垂直球網(wǎng)的方向擊出 球剛好落在底線上 已知底線到網(wǎng)的距離為l 重力加速度取g 將球的運動視做平拋運動 下列表述正確的是 3 在平坦的壘球運動場上 擊球手揮動球棒將壘球水平擊出 壘球飛行一段時間后落地 若不計空氣阻力 則 a 壘球落地時瞬時速度的大小僅由初速度決定b 壘球落地時瞬時速度的方向僅由擊球點離地面的高度決定c 壘球在空中運動的水平位移僅由初