2022-2023學年高一物理同步講義（人教 ）專題2平拋運動的臨界問題、類平拋運動（學生版）

第五章拋體運動專題2平拋運動的臨界問題、類平拋運動目標導航目標導航課程標準核心素養(yǎng)1.熟練運用平拋運動規(guī)律分析解決平拋運動的臨界問題.2.掌握類平拋運動的特點，能用平拋運動的分析方法分析類平拋運動．1、物理觀念：臨界問題的條件。2、科學思維：運動的分解思想處理臨界問題和類平拋運動問題。3、科學探究：探究類平拋運動的分方向從運動性質(zhì)和合運動的運動性質(zhì)。4、科學態(tài)度與責任：用好臨界思想和類平拋思想解決問題。知識精講知識精講知識點01平拋運動的臨界問題1．與平拋運動相關的臨界情況(1)有些題目中“剛好”“恰好”“正好”等字眼，明顯表明題述的過程中存在臨界點．(2)如題目中有“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”“至少”等字眼，表明題述過程中存在著極值，這些極值也往往是臨界點．2．分析平拋運動中的臨界情況關鍵是確定臨界軌跡．當受水平位移限制時，其臨界軌跡為自拋出點到水平位移端點的一條拋物線；當受下落高度限制時，其臨界軌跡為自拋出點到下落高度端點的一條拋物線，確定軌跡后再結(jié)合平拋運動的規(guī)律即可求解．【即學即練1】如圖所示，在水平路面上一運動員駕駛摩托車跨越壕溝，壕溝兩側(cè)的高度差為0.8m，水平距離為8m，則運動員跨過壕溝的初速度至少為(取g＝10m/s2)()A．0.5m/s B．2m/sC．10m/s D．20m/s知識點02類平拋運動1．受力特點物體所受的合外力為恒力，且與初速度方向垂直．2．研究方法：運動的分解3．運動規(guī)律初速度v0方向上：vx＝v0，x＝v0t.合外力方向上：a＝eq\f(F合,m)，vy＝at，y＝eq\f(1,2)at2.【即學即練2】如圖所示，將質(zhì)量為m的小球從傾角為θ的光滑斜面上A點以速度v0水平拋出(即v0∥CD)，小球運動到B點，已知A點的高度為h，重力加速度為g，求：(1)小球加速度的大小；(2)小球到達B點的時間；(3)小球到達B點時的速度大?。芰ν卣鼓芰ν卣箍挤?1平拋運動的臨界問題【典例1】在清晨，武漢吉慶街的面香撲鼻而來，其中刀削面引人注目．如圖甲所示，拿一塊面團放在鍋旁邊較高處，用刀片飛快地削下一片片很薄的面片，使面片飛向旁邊的鍋里．假設某一面片初速度水平，飛出時離鍋內(nèi)水面的豎直距離h＝0.80m，離鍋正中心的水平距離為0.6m，鍋的半徑為0.2m，如圖乙所示．不計空氣阻力，取重力加速度g＝10m/s2，求：(1)面片落入鍋中所用的時間t.(2)面片要落入鍋中初速度大小的取值范圍．考法02類平拋運動【典例2】如圖所示，A、B兩質(zhì)點從同一點O分別以相同的水平速度v0沿x軸正方向拋出，A在豎直平面內(nèi)運動，落地點為P1，B沿光滑斜面運動，落地點為P2，P1和P2在同一水平地面上，不計阻力，則下列說法正確的是()A．A、B的運動時間相同B．A、B沿x軸方向的位移相同C．A、B運動過程中的加速度大小相同D．A、B落地時速度大小相同分層提分分層提分題組A基礎過關練1．如圖所示，乒乓球網(wǎng)上沿高出桌面H，網(wǎng)到桌邊的距離為L。某人在乒乓球訓練中，從左側(cè)處，將球沿垂直于網(wǎng)的方向水平擊出，球恰好通過網(wǎng)的上沿落到右側(cè)桌邊緣。設乒乓球的運動為平拋運動，則乒乓球（）A．在空中做變加速運動 B．在水平方向做勻加速直線運動C．在網(wǎng)的右側(cè)運動的時間是左側(cè)的2倍 D．擊球點的高度是網(wǎng)高的2倍2．滑板運動備受年輕人喜愛，中國小將曾文蕙在東京奧運會成功闖進決賽并獲得第六的優(yōu)異成績，為中國滑板創(chuàng)造了歷史。如圖所示，跳臺的斜面AB長為2L，傾角為60°，右側(cè)平臺墻壁CD與水平地面相交于C點，頂端D點離地面的高度為，水平地面上B、C間的距離為L，滑板運動員（視為質(zhì)點）從斜面頂端A點以大小v0的速度水平躍出，剛好落在斜面底端B點（不計空氣阻力），若運動員恰好落在右側(cè)平臺的D點，則離開A點時的水平初速度大小是（）A． B．2v0 C．3v0 D．4v03．如圖所示，在光滑的水平面上有小球A以初速度v0向左運動，同時刻一個小孩在A球正上方以v0的速度將B球平拋出去，最后落于C點，則（）A．小球A先到達C點 B．小球B先到達C點C．兩球同時到達C點 D．不能確定4．“扔坑”是農(nóng)村小孩在農(nóng)閑時玩的一款經(jīng)典游戲，游戲中的“坑”是在平整的農(nóng)田中挖出，坑的形狀多為圓柱形，扔擲物可以是鐵球、石塊，也可以是泥球。如圖所示，在一次“扔坑”游戲中，將小泥球從M點以速度水平拋出，泥球恰好沿著坑的上沿入坑并打在坑的底角。若要讓泥球進入坑中并直接擊中坑底的正中間，下列做法可行的是（）A．在M點將泥球以小于的速度水平拋出B．在M點將泥球以大于的速度水平拋出C．在M點正上方某位置將小球以小于的速度水平拋出D．在M點正下方某位置將小球以小于的速度水平拋出5．如圖所示是消防車利用云梯（未畫出）進行高層滅火，消防水炮離地的最大高度H=40m，出水口始終保持水平且出水方向可以水平調(diào)節(jié)，著火點在高h=20m的樓層，水水平射出的初速度在7.5m/s≤v0≤20m/s之間，可進行調(diào)節(jié)，出水口與著火點不能靠得太近，不計空氣阻力，重力加速度取，則（）A．如果要有效滅火，出水口與著火點間的水平距離x最大為15mB．如果要有效滅火，出水口與著火點間的水平距離x最小為40mC．如果出水口與著火點的水平距離x不能小于20m，則水水平射出的初速度最小為10m/sD．若該著火點高度為40m，該消防車仍能有效滅火6．如圖所示，在豎直放置的半球形容器的中心O點分別以水平初速度v1、v2沿相反方向拋出兩個小球1和2（可視為質(zhì)點），最終它們分別落在圓弧上的A點和B點，已知OA與OB互相垂直，且OA與豎直方向成α角，則兩小球的初速度之比為（）A．tanα B．cosαC． D．7．如圖所示，是半圓弧的一條水平直徑，是圓弧的圓心，是圓弧上一點，，在、兩點分別以一定的初速度、水平拋出兩個小球，結(jié)果都落在C點，則兩個球拋出的初速度、的大小之比為（）A． B．C． D．8．如圖，傾角的斜面體放在水平面上，斜面ABCD為邊長為L的正方形，在斜面左上角A點沿AB方向水平拋出一個小球，小球做平拋運動，結(jié)果恰好落在斜面體的右下角C點。不計空氣阻力，重力加速度為g，則小球水平拋出的初速度大小為（

）A． B． C． D．題組B能力提升練9．（多選）如圖所示，在傾角為的足夠大的光滑斜面上。將小球a、b同時以相同的速率沿水平面內(nèi)不同方向拋出。已知a球初速度方向垂直豎直平面PQM向外，b球初速度沿著PQ方向。則（）A．若將a球的初速度大小變?yōu)橹暗?倍，則a球落到斜面上時，其速度大小也將變?yōu)橹暗?倍B．a(chǎn)球落到斜面上時，a、b兩球的位移大小不相等C．若將b球的初速度大小變?yōu)橹暗?倍，則在相同時間內(nèi)，其速度大小也將變?yōu)橹暗?倍D．a(chǎn)球落到斜面上時，a球的速度大小是b球速度大小的2倍10．（多選）如圖所示，同一豎直平面內(nèi)有四分之一圓環(huán)和傾角為的斜面相接于點，為中點，A、兩點與圓環(huán)的圓心等高?，F(xiàn)將甲、乙小球同時從A、兩點以一定大小的初速度沿水平方向同時拋出，兩球恰好在點相碰（不計空氣阻力）。則下列說法正確的是（）A．甲、乙兩球初速度大小之比為B．若僅增大兩球質(zhì)量，則兩球不再相碰C．若乙球速度大小變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑒t落在斜面之間某點D．若乙球速度大小變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則可能垂直擊中圓環(huán)11．（多選）如圖所示，地面上固定有一半徑為R的半圓形凹槽，O為圓心、AB為水平直徑，現(xiàn)將小球（可視為質(zhì)點）從A處以初速度v1水平拋出后恰好落到D點：若將該小球從A處以初速度v2水平拋出后恰好落到C點，C、D兩點等高，OC與水平方向的夾角θ=60°，不計空氣阻力，則下列說法正確的是（）A．v1∶v2=1∶3B．小球從開始運動到落到凹槽上的過程中，其兩次的速度變化量相同C．小球落在凹槽上時，其兩次的時間不同D．小球落到C點時，速度方向可能與該處凹槽切面垂直12．（多選）如圖所示是飼養(yǎng)員在池塘堤壩邊緣投放顆粒狀魚飼料的示意圖，飼料顆粒從圓弧形滑道OA滑下，然后在滑道末端A點以水平速度v0拋出，落到傾角為θ的斜坡AB上或水面上，不計空氣阻力，則（）A．若飼料顆粒在O點時的速度加倍，則其在O點對軌道的壓力變?yōu)樵瓉淼?倍B．若飼料顆粒在A點時的速度加倍，則其在A點對軌道的壓力變?yōu)樵瓉淼?倍C．若飼料顆粒不能落入水中，則以不同的v0水平拋出，落到坡面時的速度方向不同D．若飼料顆粒能落入水中，平拋初速度v0越大，落水時速度方向與水平面的夾角越小題組C培優(yōu)拔尖練13．跳臺滑雪是一項勇敢者的運動，它需要利用山勢特點建造一個特殊跳臺。一運動員穿著專用滑雪板，不帶雪杖，在滑雪道上獲得較高速度后從A點沿水平方向飛出，在空中飛行一段距離后在山坡上B點著陸，如圖所示。已知可視為質(zhì)點的運動員從A點水平飛出的速度v0=20m/s，山坡可看成傾角為37°的斜面，不考慮空氣阻力（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：（1）運動員在空中的飛行時間t1；（2）運動員從飛出至落在斜面上的位移大小s；（3）運動員落到斜面上時的速度大小v；（4）運動員何時離斜面最遠。14．某學生在臺階上玩玻璃彈子，臺階的尺寸如圖所示，高，寬。他在臺階最高處將一顆小玻璃彈子垂直于臺階棱角邊沿水平方向彈出，不計空氣阻力，g取。（1）要使彈子落在第一級臺階上，彈出的速度應滿足什么條件？（2）若彈子被水平彈出的速度，它將落在第幾級臺階上？15．圖甲是我國傳統(tǒng)農(nóng)具——風鼓車。圖乙是其工作原理示意圖。轉(zhuǎn)動搖柄，聯(lián)動風箱內(nèi)的風時，向車斗內(nèi)送風。入料倉漏口H漏出的谷物經(jīng)過車斗，質(zhì)量大于的谷粒為飽粒，落入第一出料口A1B；質(zhì)量為的谷粒為癟粒，落入第二出料口