2020高考物理大一輪復習新課改省份專用講義第四章第22課時平拋運動規(guī)律的應用題型研究課含答案

1、第22課時平拋運動規(guī)律的應用(題型研究課)1(2015全國卷)一帶有乒乓球發(fā)射機的乒乓球臺如圖所示。水平臺面的長和寬分別為L1和L2，中間球網(wǎng)高度為h。發(fā)射機安裝于臺面左側(cè)邊緣的中點，能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球，發(fā)射點距臺面高度為3h。不計空氣的作用，重力加速度大小為g。若乒乓球的發(fā)射速率v在某范圍內(nèi)，通過選擇合適的方向，就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺面上，則v的最大取值范圍是()2LA.1g6hvL1g6h42v4vLB.1LC.1LD.1ghvg16h2g1h24L12L22g6h4L12L22g6h4L12L22g6h1解析：選D設(shè)以速率v1發(fā)射乒乓球，經(jīng)過時間t1剛好落到球網(wǎng)

2、正中間，則豎直方向上有3hh2gt12，水平LL方向上有21v1t1，解得v141gh；設(shè)以速率v2發(fā)射乒乓球，經(jīng)過時間t2剛好落到球網(wǎng)右側(cè)臺面的兩角處，在豎1直方向上有3h2gt22，在水平方向上有216hL22L12v2t2，解得v224L12L22g。則v的最大取值范圍為vvv，故選項D正確。122.(2017全國卷)如圖，半圓形光滑軌道固定在水平地面上，半圓的直塊以速度v從軌道下端滑入軌道，并從軌道上端水平飛出，小物塊落地點軌道半徑有關(guān)，此距離最大時對應的軌道半徑為(重力加速度大小為徑與地面垂直。一小物到軌道下端的距離與g)()16g8gA.v2B.v24g2gv2v2C.D.解析：選

3、B設(shè)軌道半徑為R，小物塊從軌道上端飛出時的速度為v1，由于軌道光滑，根據(jù)機械能守恒定律有111mg2R2mv22mv12，小物塊從軌道上端飛出后做平拋運動，在水平方向上有xv1t，在豎直方向上有2R2gt2，16R8g22，因此當R0，即R時，x取得最大值，B項正確，A、C、D項錯誤。8g8g解得xv2v4v2v24g備考視角平拋運動是日常生活中常見的運動類型，高考考查的題型多為選擇題，難度中等，如果作為一種運動形式在計算題中考查，難度較大，再甚至結(jié)合電磁學考查，則一般為壓軸題。解答平拋運動問題的關(guān)鍵是建立合理的坐標系，對速度、位移、加速度進行合成與分解。命題點一平拋運動的臨界、極值問題典例在

4、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的探測屏示，P是個微粒源，能AB豎直放置，離P點解析(1)由題意可知，微粒在空中飛行做平拋運動，打在探測屏AB中點的微粒滿足hgt2解得t3h初速度為v1，豎直方向有2hgt12的水平距離為L，上端A與P點的高度差也為h(不計空氣阻力)。(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)求能被探測屏探測到的微粒的初速度范圍。3122g。(2)當微粒打在探測屏B點時，L1t124g解得v1Lh同理，當微粒打在探測屏A點時，初速度為v2L所以能被屏探測到的微粒初速度范圍g2hLgvL2

5、hvL4h答案(1)g。3hg(2)Lg4hg2h規(guī)律方法平拋運動臨界問題求解的一般思路(1)找出臨界狀態(tài)對應的臨界條件。(2)分解速度或位移。(3)若有必要，畫出臨界軌跡。集訓沖關(guān)1.(多選)(2019石家莊模擬)如圖所示，一個電影替身演員準備跑過一后水平跳躍并離開屋頂，在另一個建筑物的屋頂上著地。如果演員在屋頂4.5m/s，那么下列關(guān)于演員能否安全跳到另一個屋頂?shù)恼f法正確的是(g氣阻力)()A演員安全跳到另一個屋頂是可能的個建筑物的屋頂，然跑動的最大速度是取9.8m/s2，不計空解析：選BC演員在跳躍過程中做平拋運動，在豎直方向有ygt2，當演員降落到另一個屋頂時，下落的高g24.9s1.

6、0s，最大水平位移xvmt4.51.0m4.5m6.2m，所以演度y4.9m，所用時間t2y員不能安全跳到另一個屋頂，要想安全跳過去，演員在屋頂跑動的最小速度應大于m/s，即6.2m/s，故B、C正B演員安全跳到另一個屋頂是不可能的C如果要安全跳到另一個屋頂，演員在屋頂跑動的最小速度應大于6.2m/sD如果要安全跳到另一個屋頂，演員在屋頂跑動的最小速度應大于4.5m/s129.86.21.0確。2(2019濟南模擬)如圖所示，排球場總長為18m，設(shè)球網(wǎng)高度為2m，運動員站在網(wǎng)前3m處正對球網(wǎng)跳起將球水平擊出，球大小不計，取重力加速度g10m/s2。(1)若擊球高度為2.5m，為使球既不觸網(wǎng)又不

7、出界，求水平擊球的速度范圍；(2)當擊球點的高度為何值時，無論水平擊球的速度多大，球不是觸網(wǎng)就是出界？解析：(1)球被水平擊出后，做平拋運動，如圖所示，若正好壓在底線上，則球在空中的飛行時間t12h01g2sv11122m/st2h0Hg10得球觸網(wǎng)的臨界速度v22310m/s由此得球出界的臨界速度xt1若球恰好觸網(wǎng)，則球在網(wǎng)上方運動的時間1sxt2要使球既不觸網(wǎng)又不出界，水平擊球速度v的取值范圍為310m/sv122m/s。(2)設(shè)擊球點的高度為h，當h較小時，擊球速度過大會出界，擊球速度過小又會觸網(wǎng)，臨界情況是球剛好擦網(wǎng)而過，落地時又恰好壓在底線上，則有x12hgx2hHgx22151x得

8、hH32m1即擊球高度為m時，球不是觸網(wǎng)就是出界。答案：(1)310m/sv122m/s(2)m32153215命題點二類平拋運動當物體受到與初速度垂直恒定的合外力時，其運動規(guī)律與平拋運動類似，簡稱類平拋運動。類平拋運動的解題方法是，將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(即合外力方向)的勻加速直線運動，求出等效加速度，再利用求解平拋運動的方法求解相關(guān)問題。典例(2019河北正定中學月考)風洞實驗室能產(chǎn)生大小和圖所示，在風洞實驗室中有足夠大的光滑水平面，在水平面上建m0.5kg的小球以初速度v00.40m/s從O點沿x軸正方向運方向均可改變的風力。如立xOy直角坐標系。質(zhì)量動

9、，在02.0s內(nèi)受到一個沿y軸正方向、大小F10.20N的風力作用；小球運動2.0s后風力方向變?yōu)檠貀軸負方向、大小變?yōu)镕20.10N(圖中未畫出)。求：(1)2.0s末小球在y軸方向的速度大小和2.0s內(nèi)運動的位移大?。?2)風力F2作用多長時間，小球的速度變?yōu)榕c初速度相同。解析(1)設(shè)在02.0s內(nèi)小球運動的加速度為a1，則F1ma120s末小球在y軸方向的速度v1a1t1代入數(shù)據(jù)解得v10.8m/s沿x軸方向運動的位移x1v0t11沿y軸方向運動的位移y12a1t1220s內(nèi)小球運動的位移大小s1x12y12代入數(shù)據(jù)解得s10.82m1.1m。(2)設(shè)2.0s后小球運動的加速度為a2，F(xiàn)

10、2的作用時間為t2時小球的速度變?yōu)榕c初速度相同，則F2ma20v1a2t2代入數(shù)據(jù)解得t24.0s。答案(1)0.8m/s1.1m(2)4.0s規(guī)律方法類平拋運動問題的解題技巧(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(即沿合力方向)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?shù)闹苯亲鴺讼?，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方向上列方程求解。集訓沖關(guān)解析：選C物塊在斜面上的加速度為：agsin，根據(jù)lat2，得：t1.如圖所示的光滑斜面長為l，

11、寬為b，傾角為，一物塊(可視為質(zhì)P水平射入，恰好從底端Q點離開斜面，則()2lAPQ所用的時間t2gsin2lBPQ所用的時間tggsinC初速度v0b2lgD初速度v0b2l122lgsin點)沿斜面左上方頂點，故A、B錯誤；物塊的初b速度為：v0tbgsin2l，故C正確，D錯誤。B球飛行的時間為2h2.(多選)如圖所示，某人從高出水平地面h的山坡上的P點水平夫球，球在飛行中持續(xù)受到恒定的水平風力的作用，恰好豎直落入距洞穴Q中。則()A球在飛行中做的是平拋運動g擊出一質(zhì)量為m的高爾擊球點水平距離為L的C球被擊出時的初速度大小為L2ghmghD球在飛行中受到的水平風力大小為L解析：選BC由于

12、球受到水平方向的風力，故球在飛行中做的不是平拋運動，A項錯誤；球在豎直方向只受到重力的作用做自由落體運動，由hgt2，解得t122hg，B項正確；球恰好豎直落入洞穴，說明球在水平方向做1勻減速直線運動，根據(jù)平均速度公式，有L2v0t，解得v0LmgL小Fh，D項錯誤。2gvh，C項正確；由at0，F(xiàn)ma，解得風力大命題點三斜拋運動1定義將物體以初速度v0斜向上方或斜向下方拋出，物體只在重力作用下的運動。2運動性質(zhì)加速度為g的勻變速曲線運動，軌跡為拋物線。3基本規(guī)律(以斜向上拋為例說明，如圖所示)vvcos，xvtcos。vvsin，yvtsingt2。(1)水平方向：做勻速直線運動，0 x00(2)豎直方向：做豎直上拋運動，10y0024平拋運動和斜拋運動的相同點(1)都只受到重力作用，加速度相同，相等時間內(nèi)速度的變化量相同。(2)都是勻變速曲線運動，軌跡都是拋物線。(3)都采用“化曲為直”的運動的合成與分解的方法分析問題。典例(多選)如圖所示，在水平地面上的A點以速度v1與地面成以速度v2垂直穿入墻壁上的小孔B，下列有關(guān)說法中正確的是()A在B點以跟v2