人教高中物理同步講義練習必修二5.5 斜拋運動 （原卷版）

5.5斜拋運動學習目標學習目標課程標準學習目標體會將復雜運動分解為簡單運動的物理思想。能分析生產(chǎn)生活中的拋體運動。1、知道拋體運動的受力特點，會用運動合成與分解的方法對斜拋運動進行理論分析。2、理解斜拋運動的規(guī)律，知道斜拋運動的軌跡是拋物線，會計算斜拋運動的速度及位移，會解決與斜拋運動相關(guān)的實際問題。3、能夠用等效替代的思想和“化繁為簡”的思想來研究一般的拋體運動。4、通過斜拋運動的知識解決和解釋自然、生活和生產(chǎn)中的例子，認識到斜拋運動的普遍性，體會物理學的應(yīng)用價值。002預習導學課前研讀課本，梳理基礎(chǔ)知識：一、斜拋運動1．定義將物體以初速度v0沿或拋出，物體只在作用下的運動。2．研究方法斜拋運動可以分解為水平方向的運動和豎直方向的運動。(1)水平方向：v0x＝，F(xiàn)合x＝0；(2)豎直方向：v0y＝，F(xiàn)合y＝mg。3.性質(zhì)：斜拋運動是加速度為g的曲線運動，運動軌跡是。4.具體規(guī)律：在水平方向，物體的位移和速度分別為x＝v0xt＝vx＝v0x＝在豎直方向，物體的位移和速度分別為y＝v0yt－eq\f(1,2)gt2＝vy＝v0y－gt＝二、斜拋運動中的極值在最高點，vy＝0，由④式得到t＝將⑤式代入③式得物體的射高ym＝物體落回與拋出點同一高度時，有y＝0，由③式得總時間t總＝將⑦式代入①式得物體的射程xm＝當θ＝時，sin2θ最大，射程最大．所以對于給定大小的初速度v0，沿θ＝45°方向斜向上拋出時，射程最大．三、逆向思維法處理斜拋問題對斜上拋運動，從拋出點到最高點的運動可逆過程分析，看成平拋運動，分析完整的斜上拋運動，還可根據(jù)對稱性求解某些問題．（二）即時練習：【小試牛刀1】全國多地在歡迎抗疫英雄凱旋時舉行了“飛機過水門”的最高禮儀,寓意為“接風洗塵”。某次儀式中,兩條水柱分別從飛機的左、右兩輛大型消防車上相對斜向上射出,兩水柱射出與水平方向的夾角分別為45°與30°(如圖所示),兩水柱恰好在最高點相遇,不計空氣阻力和水柱間的相互影響,則兩水柱射出時速度大小之比為()。A.22 B.6C.63 D.【小試牛刀2】一位網(wǎng)球運動員以拍擊球，使網(wǎng)球沿水平方向飛出，第一只球落在自己一方場地的B點，彈跳起來后，剛好擦網(wǎng)而過，落在對方場地的A點處，如圖所示，第二只球直接擦網(wǎng)而過，也落在A點處，設(shè)球與地面的碰撞過程沒有能量損失，且運動過程不計空氣阻力，則兩只球飛過球網(wǎng)C處時水平速度之比為()A．1∶1B．1∶3C．3∶1D．1∶9【小試牛刀3】(2021年浙江選考)某一滑雪運動員從滑道滑出并在空中翻轉(zhuǎn)時經(jīng)多次曝光得到的照片如圖所示,每次曝光的時間間隔相等。若運動員的重心軌跡與同速度不計阻力的斜拋小球軌跡重合,A、B、C和D表示重心位置,且A和D處于同一水平高度。下列說法正確的是()。A.相鄰位置運動員重心的速度變化相同B.運動員在A、D位置時重心的速度相同C.運動員從A到B和從C到D的時間相同D.運動員重心位置的最高點位于B和C中間003題型精講【題型一】對比問題【典型例題1】(2021·江蘇高考)如圖所示，A、B兩籃球從相同高度同時拋出后直接落入籃筐，落入籃筐時的速度方向相同，下列判斷正確的是()A．A比B先落入籃筐B(yǎng)．A、B運動的最大高度相同C．A在最高點的速度比B在最高點的速度小D．A、B上升到某一相同高度時的速度方向相同【典型例題2】如圖所示，兩人各自用吸管吹黃豆，甲黃豆從吸管末端P點水平射出的同時乙黃豆從另一吸管末端M點斜向上射出，經(jīng)過一段時間后兩黃豆在N點相遇，曲線1和2分別為甲、乙黃豆的運動軌跡。若M點在P點正下方，M點與N點位于同一水平線上，且PM長度等于MN的長度，不計空氣阻力，可將黃豆看成質(zhì)點，則()A．兩黃豆相遇時甲的速度與水平方向的夾角的正切值為乙的2倍B．甲黃豆在P點的速度與乙黃豆在最高點的速度不相等C．兩黃豆相遇時甲的速度大小為乙的2倍D．乙黃豆相對于M點上升的最大高度為PM長度的一半【對點訓練1】有A、B兩小球，B的質(zhì)量為A的兩倍，現(xiàn)將它們以相同速率沿同一方向拋出，不計空氣阻力，如圖所示，①為A的運動軌跡，則B的運動軌跡是()A.① B.②C.③ D.④【對點訓練2】(多選)如圖所示，排球比賽中運動員將排球從M點水平擊出，排球飛到P點時，被對方運動員擊出，球又斜向上飛出后落到M點正下方的N點，N點與P點等高，軌跡的最高點Q與M等高，不計空氣阻力，下列說法正確的有()A.排球兩次飛行過程中加速度相同B.排球兩次飛行過程中重力對排球做的功相等C.排球離開M點的速率比經(jīng)過Q點的速率大D.排球到達P點時的速率比離開P點時的速率大【題型二】聯(lián)系實際問題【典型例題3】由于空氣阻力的影響，炮彈的實際飛行軌跡不是拋物線，而是“彈道曲線”，如圖中實線所示。Ox、Oy方向分別是水平和豎直方向，圖中虛線為不考慮空氣阻力情況下炮彈的理想運動軌跡，O、a、b、c、d為彈道曲線上的五點，其中O點為發(fā)射點，d點為落地點，b點為軌跡的最高點，a、c為運動過程中經(jīng)過的距地面高度相等的兩點，已知空氣阻力與炮彈速度方向相反。下列說法正確的是()A．到達b點時，炮彈的速度為零B．到達b點時，炮彈的加速度為gC．炮彈經(jīng)過a點的水平分速度可能等于經(jīng)過b點的水平分速度D．炮彈由O點運動到b點的時間小于由b點運動到d點的時間【典型例題4】如圖所示，一名運動員在參加跳遠比賽，他騰空過程中離地面的最大高度為L，成績?yōu)?L。假設(shè)跳遠運動員落入沙坑瞬間速度方向與水平面的夾角為α，運動員可視為質(zhì)點，不計空氣阻力。則有()A.tanα＝2 B.tanα＝eq\f(1,2)C.tanα＝eq\f(1,4) D.tanα＝1【對點訓練3】某同學練習定點投籃，籃球從同一位置出手，兩次均垂直撞在豎直籃板上，其運動軌跡如圖所示，不計空氣阻力，下列說法正確的是()A.第1次擊中籃板時的速度小B.兩次擊中籃板時的速度相等C.球在空中運動過程第1次速度變化快D.球在空中運動過程第2次速度變化快【對點訓練4】(2020·山東卷·16)單板滑雪U形池比賽是冬奧會比賽項目，其場地可以簡化為如圖甲所示的模型：U形滑道由兩個半徑相同的四分之一圓柱面軌道和一個中央的平面直軌道連接而成，軌道傾角為17.2°.某次練習過程中，運動員以vM＝10m/s的速度從軌道邊緣上的M點沿軌道的豎直切面ABCD滑出軌道，速度方向與軌道邊緣線AD的夾角α＝72.8°，騰空后沿軌道邊緣的N點進入軌道．圖乙為騰空過程左視圖．該運動員可視為質(zhì)點，不計空氣阻力，取重力加速度的大小g＝10m/s2，sin72.8°＝0.96，cos72.8°＝0.30.求：(1)運動員騰空過程中離開AD的距離的最大值d；(2)M、N之間的距離L.004體系構(gòu)建005記憶清單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．性質(zhì)：斜拋運動是加速度為g的勻變速曲線運動，運動軌跡是拋物線．3．研究方法：運動的合成與分解4．基本規(guī)律5．斜拋運動中的極值在最高點，vy＝0，由④式得到t＝eq\f(v0sinθ,g)⑤將⑤式代入③式得物體的射高ym＝eq\f(v02sin2θ,2g)⑥物體落回與拋出點同一高度時，有y＝0，由③式得總時間t總＝eq\f(2v0sinθ,g)⑦將⑦式代入①式得物體的射程xm＝eq\f(v02sin2θ,g)當θ＝45°時，sin2θ最大，射程最大．所以對于給定大小的初速度v0，沿θ＝45°方向斜向上拋出時，射程最大．6．逆向思維法處理斜拋問題對斜上拋運動，從拋出點到最高點的運動可逆過程分析，看成平拋運動，分析完整的斜上拋運動，還可根據(jù)對稱性求解某些問題．00601強化訓練1．如圖所示，在距地面高h的A點以與水平面成α＝60°的角度斜向上拋出一小球，不計空氣阻力．發(fā)現(xiàn)小球落在右邊板OG上，且落點D與A點等高．已知v0＝2eq\r(3)m/s，h＝0.2m，g取10m/s2.則下列說法正確的是()A．小球從A到D的水平位移為1.8mB．小球在水平方向做勻加速運動C．若撤去OG板，則經(jīng)過D點之后小球在豎直方向做自由落體運動，故再經(jīng)0.2s它將落地D．小球從A到D的時間是0.6s2.(多選)2022年北京冬奧會在北京和張家口舉行，北京成為了歷史上第一個既舉辦過夏季奧運會又舉辦過冬季奧運會的城市．圖示為某滑雪運動員訓練的場景，運動員以速度v1＝10m/s沿傾角α＝37°、高H＝15m的斜面甲飛出，并能無碰撞地落在傾角β＝60°的斜面乙上，順利完成飛越．把運動員視為質(zhì)點，忽略空氣阻力，重力加速度取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.以下說法正確的是()A．運動員落至斜面乙時的速率為16m/sB．斜面乙的高度為7.2mC．運動員在空中飛行時離地面的最大高度為20mD．兩斜面間的水平距離約為11.1m3.[多選]如圖所示，從水平地面上a、b兩點同時拋出兩個物體，初速度分別為v1和v2，與水平方向所成角度分別為30°和60°。某時刻兩物體恰好在ab連線上一點O(圖中未畫出)的正上方相遇，且此時兩物體速度均沿水平方向，不計空氣阻力。則()A．v1＞v2 B．v1＝v2C．Oa＞Ob D．Oa＜Ob4.軍事演習中，M點的正上方離地H高處的藍軍飛機以水平速度v1投擲一顆炸彈攻擊地面目標，反應(yīng)靈敏的紅軍的地面高炮系統(tǒng)同時在M點右方地面上N點以速度v2斜向左上方發(fā)射攔截炮彈，兩彈恰在M、N連線的中點正上方相遇爆炸，不計空氣阻力，則發(fā)射后至相遇過程()A．兩彈飛行的軌跡重合B．初速度大小關(guān)系為v1＝v2C．攔截彈相對攻擊彈做勻速直線運動D．兩彈相遇點一定在距離地面eq\f(3,4)H高度處5．(2022年山東卷)(多選)如圖所示,某同學將離地h=1.25m的網(wǎng)球以v0=13m/s的速度斜向上擊出,擊球點到豎直墻壁的距離x=4.8m。當網(wǎng)球豎直分速度為零時,擊中墻壁上離地高度H=8.45m的P點。網(wǎng)球與墻壁碰撞后,垂直墻面速度分量大小變?yōu)榕銮暗?4。平行墻面的速度分量不變。重力加速度g=10m/s2,網(wǎng)球碰墻后的速度大小v和著地點到墻壁的距離d分別為()A.v=5m/s B.v=32m/sC.d=3.6m D.d=3.9m6.有一款“跳一跳”小游戲曾非?；鸨?。這個游戲主要是玩家通過按壓手機屏幕時間的長短控制棋子離開平臺時的速度,從而使其跳到旁邊等高的平臺上。游戲規(guī)則:棋子跳到下一個平臺上表面中心得2分,跳到其他位置得1分,掉到地上游戲結(jié)束。棋子的跳躍過程可以看作斜拋運動,棋子起跳時的初速度方向與水平方向的夾角θ保持不變。在某次游戲中,兩正方體平臺的邊長均為L,兩平臺間距離為3L,如圖所示。圖中拋物線為棋子在某次跳躍過程中從平臺A上表面中心跳向平臺B的運動軌跡,軌跡的最高點距平臺上表面的高度為h。已知棋子的質(zhì)量為m,且可視為質(zhì)點,不計空氣阻力,重力加速度為g。若平臺上表面為零勢能面,則下列說法正確的是()。A.棋子從最高點落到平臺B上所需時間為22B.棋子上升過程和下降過程中速度的變化量大小相等,方向相反C.棋子離開平臺A時的動能為mghD.要是玩家在本次跳躍中得分最高,棋子起跳的初速度應(yīng)為2gL7．消防員在一次用高壓水槍滅火的過程中,同時啟動了多個噴水口進行滅火。如果有甲、乙兩個靠在一起的高壓水槍,它們的噴水口徑相同,所噴出的水在空中運動的軌跡如圖所示,已知兩曲線在同一豎直面內(nèi),忽略空氣阻力,則由圖可得出結(jié)論正確的是()。A.甲、乙水槍噴出水的速度相等B.乙水槍噴出的水在空中運動的時間較長C.乙水槍噴出的水在最高點的速度較大D.甲水槍噴水的功率較大8．煙花可以增添歡樂氣氛,當然煙花也蘊含著許多物理知識。假設(shè)在高空中有四個煙花