高三物理復習第四章曲線運動萬有引力與航天第2講平拋運動的規(guī)律及應(yīng)用省公開課一等獎新名師獲獎PP

第2講平拋運動規(guī)律及應(yīng)用1/782/78【知識梳理】知識點1平拋運動1.定義:將物體以一定初速度沿_________拋出,物體只在_____作用下(不考慮空氣阻力)運動。2.性質(zhì):平拋運動是______________________運動,運動軌跡是_______。水平方向重力加速度為g勻變速曲線拋物線3/783.研究方法:用運動合成與分解方法研究平拋運動。(1)水平方向:_____________。(2)豎直方向:_____________。勻速直線運動自由落體運動4/784.基本規(guī)律:

5/78(1)速度關(guān)系:

vy=gt6/78(2)位移關(guān)系:

7/78(3)軌跡方程:_______。8/78知識點2斜拋運動1.定義:將物體以初速度v0_______________________,物體只在_____作用下運動。2.性質(zhì):斜拋運動是______________________運動,運動軌跡是_______。3.研究方法:用運動合成與分解方法研究斜拋運動。(1)水平方向:_____________。(2)豎直方向:_______________。斜向上方或斜向下方拋出重力加速度為g勻變速曲線拋物線勻速直線運動勻變速直線運動9/78【易錯辨析】(1)以一定初速度水平拋出物體運動是平拋運動。()(2)做平拋運動物體速度方向時刻改變,加速度方向也可能時刻改變。()(3)平拋運動物體初速度越大,水平位移越大。()10/78(4)平拋運動物體初速度越大,落地時豎直方向速度越大。()(5)做平拋運動物體,在任意相等時間內(nèi)速度改變是相同。()(6)不論平拋運動還是斜拋運動,都是勻變速曲線運動。()11/78提醒:(1)×。只有在不計空氣阻力,物體只受重力作用條件下才是平拋運動。(2)×。做平拋運動物體加速度恒為重力加速度,其大小、方向保持不變。(3)×。平拋運動水平位移是由平拋運動初速度和高度兩個原因共同決定。12/78(4)×。平拋運動落地時豎直方向速度是由下落高度決定,與平拋運動初速度無關(guān)。(5)√。平拋運動物體在任意相等時間Δt內(nèi)速度改變方向豎直向下,大小Δv=gΔt。(6)√。平拋運動和斜拋運動都是只受重力作用,加速度為重力加速度,所以平拋運動和斜拋運動都是勻變速曲線運動。13/78考點1平拋運動基本規(guī)律

【關(guān)鍵要素精講】1.飛行時間:由t=知,飛行時間取決于下落高度h,與初速度v0無關(guān)。2.水平射程:x=v0t=v0,即水平射程由初速度v0和下落高度h共同決定。14/783.落地速度:v=落地時速度與水平方向夾角為θ,有tanθ故落地速度只與初速度v0和下落高度h相關(guān)。15/784.速度改變量:做平拋運動物體在任意相等時間間隔Δt內(nèi)速度改變量Δv=gΔt相同,方向恒為豎直向下,如圖所表示。16/785.兩個主要推論:(1)做平拋(或類平拋)運動物體任一時刻瞬時速度反向延長線一定經(jīng)過此時水平位移中點,如圖甲所表示,B是OC中點。

17/78

甲乙

18/78(2)做平拋(或類平拋)運動物體在任一時刻任一位置處,設(shè)其速度方向與水平方向夾角為θ,位移與水平方向夾角為α,則tanθ=2tanα。

19/78【高考命題探究】【典例1】(·海南高考)在地面上方某點將一小球以一定初速度沿水平方向拋出,不計空氣阻力,則小球在隨即運動中世紀金榜導學號42722080()A.速度和加速度方向都在不停改變B.速度與加速度方向之間夾角一直減小C.在相等時間間隔內(nèi),速率改變量相等D.在相等時間間隔內(nèi),動能改變量相等20/78【解析】選B。因為不計空氣阻力,小球只受重力作用,故加速度為g,小球做平拋運動,速度方向不停改變,在任意一段時間內(nèi)速度改變量Δv=gΔt,如圖,選項A錯誤;設(shè)某時刻速度與豎直方向夾角為θ,則tanθ=伴隨時間t變大,tanθ變小,選項B21/78正確;由圖能夠看出,在相等時間間隔內(nèi),速度改變量Δv相等,但速率改變量v3-v2≠v2-v1≠v1-v0,故選項C錯誤;在豎直方向上位移h=gt2,可知小球在相同時間內(nèi)下落高度不一樣,依據(jù)動能定理,動能改變量等于重力做功,所以選項D錯誤。22/78【強化訓練】1.(·沈陽模擬)一列火車正在勻速行駛。某時刻,從車廂地板上O點正上方P點落下一螺絲帽,如圖所表示。則()23/78A.螺絲帽將落在圖中O點右側(cè)地板上B.螺絲帽恰好落在圖中O點上C.螺絲帽將落在圖中O點左側(cè)地板上D.若在車廂內(nèi)觀察,將看到螺絲帽做平拋運動24/78【解析】選B。螺絲帽脫落時,因為慣性,保持原有水平速度,所以之后螺絲帽做平拋運動,水平方向做速度與火車速度相等勻速運動,所以螺絲帽恰好落在圖中O點上,故A、C錯誤,B正確;若在車廂內(nèi)觀察,螺絲帽相對車廂沒有初速度,所以做自由落體運動,故D錯誤。25/782.(·成都模擬)從同一點沿水平方向拋出甲、乙兩個小球能落在同一個斜面上,運動軌跡如圖所表示,不計空氣阻力,以下說法正確是()26/78A.甲球下落時間比乙球下落時間長B.甲球下落時間和乙球下落時間相等C.甲球初速度比乙球初速度大D.甲球初速度比乙球初速度小27/78【解析】選C。從拋出到落到斜面上,甲球下落豎直高度小于乙球,小球豎直方向上做自由落體運動,由h=gt2知甲球下落時間比乙球下落時間短,故A、B錯誤;甲球水平位移大于乙球,由x=vt知,甲球初速度比乙球初速度大,故C正確,D錯誤。28/78【加固訓練】

如圖所表示,水平固定半球形容器,其球心為O點,最低點為B點,A點在左邊內(nèi)壁上,C點在右邊內(nèi)壁上,從容器邊緣向著球心以初速度v0平拋一個小球,拋出點及O、A、B、C點在同一個豎直面內(nèi),則()29/78A.v0大小適當初能夠垂直打在A點

B.v0大小適當初能夠垂直打在B點C.v0大小適當初能夠垂直打在C點D.一定不能垂直打在容器內(nèi)任何一個位置30/78【解析】選D。平拋運動可分解為水平方向勻速直線運動和豎直方向自由落體運動,故合速度方向始終斜向右下方,A、B錯;v0大小適當打到C點時,如圖所示。則tanα=x1=x-y·cotα=x-gt2·=x-,其中x=v0t,故x1=<R,即vC反向延長線不過圓心,vC與器壁不垂直,C錯,D對。31/78考點2與斜面相關(guān)平拋運動【關(guān)鍵要素精講】1.與斜面相關(guān)平拋運動有兩種模型:(1)物體從空中拋出落在斜面上。(2)從斜面上拋出落在斜面上。

32/782.兩種模型對比:

33/78【高考命題探究】【典例2】(·海淀區(qū)模擬)一個少年腳踩滑板沿傾斜街梯扶手從A點由靜止滑下,經(jīng)過一段時間后從C點沿水平方向飛出,落在傾斜街梯扶手上D點,簡圖如圖所表示。已知C點是一段傾斜街梯扶手起點,傾斜街梯扶手與水平面夾角θ=37°,CD間34/78距離s=3.0m,少年質(zhì)量m=60kg,滑板及少年均可視為質(zhì)點,不計空氣阻力,取sin37°=0.60,cos37°=0.80,重力加速度g取10m/s2,求:世紀金榜導學號4272208135/78(1)少年從C點水平飛出到落在傾斜街梯扶手上D點所用時間t。(2)少年從C點水平飛出時速度大小vC。(3)少年落到D點時動能Ek。36/78【思索探究】(1)做平拋運動少年運動時間取決于___________。下落高度37/78(2)少年運動豎直位移、水平位移各為多少?提醒:少年豎直位移y=ssin37°,水平位移x=scos37°。38/78【解析】(1)少年從C點水平飛出做平拋運動,則:豎直方向:y=gt2由幾何關(guān)系得:y=ssin37°解得:t=0.60s(2)水平方向:x=vCt又有:x=scos37°解得:vC=4.0m/s39/78(3)少年落到D點時豎直方向速度:vy=gt=6.0m/s少年落到D點時速度大小:vD=動能為:Ek=解得:Ek=1560J答案:(1)0.60s(2)4.0m/s

(3)1560J40/78【遷移訓練

】41/78遷移1:對著斜面平拋運動如圖所表示,小球以v0正對傾角為θ斜面水平拋出,若小球抵達斜面位移最小,則飛行時間t為(重力加速度為g)()42/78【解析】選D。過拋出點作斜面垂線,如圖所表示,當小球落在斜面上B點時,位移最小,設(shè)運動時間為t,則水平方向x=v0t,豎直方向y=gt2,依據(jù)幾何關(guān)系有tanθ=解得t=故D正確,A、B、C錯誤。43/78遷移2:與兩個斜面相關(guān)平拋運動如圖所表示,橫截面為直角三角形兩個相同斜面緊靠在一起,固定在水平面上,小球從左邊斜面頂點以不一樣初速度向右水平拋出,最終落在斜面上。其中有三次落點分別是a、b、c,不計空氣阻力,則以下判斷正確是()44/78A.落點b、c比較,小球落在b點飛行時間短B.小球落在a點和b點飛行時間均與初速度v0成正比C.三個落點比較,小球落在c點,飛行過程中速度改變最快D.三個落點比較,小球落在c點,飛行過程中速度改變最大45/78【解析】選B。由平拋運動規(guī)律h=gt2得t=,可知,落點為b時,小球豎直位移較大,故飛行時間較長,選項A錯誤;落點為a、b時,位移方向相同,故tanθ=可見飛行時間t與v0成正比,選項B正確;小球在飛行過程中速度改變快慢即加速度,均為g,選項C錯誤;小球在飛行過程中,水平方向上速度不變,速度改變Δv=gt,由t=可知,小球落在b點時速度改變最大,選項D錯誤。46/78遷移3:與斜面相關(guān)平拋運動圖象問題如圖所表示,水平面上固定有一個斜面,從斜面頂端向右平拋一只小球,當初速度為v0時,小球恰好落到斜面底端,平拋飛行時間為t0?，F(xiàn)用不一樣初速度v從該斜面頂端向右平拋這只小球,以下哪個圖象能正確表示平拋飛行時間t隨v改變函數(shù)關(guān)系()47/7848/78【解析】選C。當小球落在斜面上時,則有:tanθ=

解得t=故t與速度v成正比;當小球落在地面上時,依據(jù)h=gt2得t=,故運動時間不變,可知t與v關(guān)系圖線先是過原點一條傾斜直線,然后是平行于橫軸直線,故C正確,A、B、D錯誤。49/78考點3平拋運動綜合應(yīng)用

【關(guān)鍵要素精講】多體平拋問題求解技巧:(1)若兩物體同時從同一高度(或同一點)拋出,則兩物體一直在同一高度,二者間距只取決于兩物體水平分運動。50/78(2)若兩物體同時從不一樣高度拋出,則兩物體高度差一直與拋出點高度差相同,二者間距由兩物體水平分運動和豎直高度差決定。(3)若兩物體從同一點先后拋出,兩物體豎直高度差隨時間均勻增大,二者間距取決于兩物體水平分運動和豎直分運動。51/78【高考命題探究】【典例3】(·郴州模擬)如圖所表示,三個小球從不一樣高處A、B、C分別以水平初速度v1、v2、v3拋出,落在水平面上同一位置D,且OA∶AB∶BC=1∶3∶5,若不計空氣阻力,則以下說法正確是()世紀金榜導學號4272208252/78A.A、B、C三個小球水平初速度之比v1∶v2∶v3=9∶4∶1B.A、B、C三個小球水平初速度之比v1∶v2∶v3=6∶3∶2C.A、B、C三個小球經(jīng)過位移大小之比為1∶D.A、B、C三個小球落地速度與水平地面夾角正切值之比為1∶3∶553/78【解析】選B。三個小球都做平拋運動,豎直方向做自由落體運動,依據(jù)h=gt2得t=,由圖可知A、B、C三個小球下落高度之比h1∶h2∶h3=1∶4∶9,所以三個小球運動時間之比t1∶t2∶t3=1∶2∶3,水平位移x相等,由x=v0t得,三個小球水平初速度之比54/78v1∶v2∶v3=6∶3∶2,故A錯誤,B正確;小球位移大小為s=x相等,h1∶h2∶h3=1∶4∶9,則得位移大小之比s1∶s2∶s3≠1∶

故C錯誤;小球落地速度與水平地面夾角正切值tanα=則A、B、C三個小球落地速度與水平地面夾角正切值之比為

=1∶4∶9,故D錯誤。55/78【強化訓練】1.(·銅仁模擬)如圖所表示,在同一豎直面內(nèi),小球a、b從高度不一樣兩點,分別以初速度va和vb沿水平方向拋出,經(jīng)過時間ta和tb后落到與兩拋出點水平距離相等P點,若不計空氣阻力,以下關(guān)系式正確是()56/78A.ta>tb,va>vb B.ta>tb,va<vbC.ta<tb,va<vb D.ta<tb,va>vb57/78【解析】選B。由h=gt2得t=,因為ha>hb,所以ta>tb,因為水平位移相等,依據(jù)x=v0t知,va<vb,故B正確,A、C、D錯誤。58/782.在同一水平直線上兩位置分別沿同方向水平拋出兩小球A和B,其運動軌跡如圖所表示,不計空氣阻力。要使兩球在空中相遇,則必須()59/78A.先拋出A球 B.先拋出B球C.同時拋出兩球 D.使兩球質(zhì)量相等60/78【解析】選C。因為相遇時A、B做平拋運動豎直位移h相同,由h=gt2能夠判斷兩球下落時間相同,即應(yīng)同時拋出兩球,故C正確,A、B錯誤;下落時間與球質(zhì)量無關(guān),故D錯誤。61/78【加固訓練】

(多項選擇)如圖,x軸在水平面內(nèi),y軸沿豎直方向。圖中畫出了從y軸上沿x軸正向拋出三個小球a、b和c運動軌跡,其中b和c是從同一點拋出。不計空氣阻力,則()62/78A.a飛行時間比b長

B.b和c飛行時間相同

C.a水平速度比b小

D.b初速度比c大63/78【解析】選B、D。平拋運動在豎直方向上分運動為自由落體運動,由h=gt2可知,飛行時間由高度決定,hb=hc>ha,故b與c飛行時間相同,均大于a飛行時間,A錯誤,B正確;由圖可知a、b水平位移滿足xa>xb,因為飛行時間tb>ta,依據(jù)x=v0t得v0a>v0b,C錯誤;同理可得v0b>v0c,D正確。64/78【物理技法】平拋運動中臨界問題分析方法1.臨界點確實定:(1)若題目中有“剛好”“恰好”“恰好”等字眼,顯著表明題述過程中存在著臨界點。

65/78(2)若題目中有“取值范圍”“多長時間”“多大距離”等詞語,表明題述過程中存在著“起止點”,而這些“起止點”往往就是臨界點。(3)若題目中有“最大”“最小”“至多”“最少”等字眼,表明題述過程中存在著極值,這些極值點也往往是臨界點。66/782.求解平拋運動臨界問題普通思緒:(1)找出臨界狀態(tài)對應(yīng)臨界條件。(2)分解速度或位移。(3)若有必要,畫出臨界軌跡。67/78【示例】(·全國卷Ⅰ)一帶有乒乓球發(fā)射機乒乓球臺如圖所表示。水平臺面長和寬分別為L1和L2,中間球網(wǎng)高度為h。發(fā)射機安裝于臺面左側(cè)邊緣中點,能以不一樣速率向右側(cè)不一樣方向水平發(fā)射乒乓球,發(fā)射點距臺面高度為3