高考物理一轮总复习 专题四 第2讲 抛体运动课件 新人教版.ppt

第2讲 抛体运动 1 概念 将物体以一定的初速度沿水平方向抛出 物体只 在 作用下所做的运动 叫平抛运动 重力 2 性质 平抛运动是加速度为 的匀变速 曲线运动 轨迹是抛物线 重力加速度 3 处理方法 平抛运动可以分解为水平方向的 运动和竖直方向的 运动 匀速直线 自由落体 一 平抛运动 4 平抛运动的规律 1 水平方向 做 运动 速度vx v0 位移 x 匀速直线 v0t 2 竖直方向 做 运动 速度vy gt 位移 y 自由落体 5 有用结论 2 速度改变量 物体在任意相等时间内的速度改变量 v g t相同 方向恒为竖直向下 如图4 2 1所示 图4 2 1 3 水平位移中点 因tan 2tan 所以OC 2BC 即速度的反向延长线通过此时水平位移的中点 如图4 2 2所示 图4 2 2 基础检测 多选 2015年山东潍坊模拟 从竖直墙的前方A处 沿AO方向水平发射三颗弹丸a b c 在墙上留下的弹痕如图4 2 3 所示 已知Oa ab bc 则a b c三颗弹丸 图4 2 3 答案 AC 只在 作用下的运动 重力 2 处理方法 斜抛运动可以看作水平方向的 运动和 运动的合运动 匀速直线 竖直上抛 二 斜抛运动及其研究方法 说明 斜抛运动只作定性要求 1 概念 将物体以速度v斜向上方或斜向下方抛出 物体 考点1对平抛运动规律的理解 典例剖析 例1 如图4 2 4所示 一小球自平台上水平抛出 恰好落在邻近平台的一倾角为 53 的光滑斜面顶端 并刚好沿光滑斜面下滑 已知斜面顶端与平台的高度差h 0 8m 取重力加速度g 10m s2 sin53 0 8 cos53 0 6 求 1 小球水平抛出的初速度v0是多少 2 斜面顶端与平台边缘的水平距离x是 多少 3 若斜面顶端高H 20 8m 则小球离开 平台后经多长时间t到达斜面底端 图4 2 4 思维点拨 由平台到斜面顶端的高度差h可以求出小球平抛的时间及小球在斜面顶端的竖直分速度 再根据小球速度沿 斜面向下 求出初速度v0 而小球沿斜面下滑的初速度是小球平 抛到斜面顶端的合速度 解 1 由题意可知 小球落到斜面上并沿斜面下滑 说明此时小球速度方向与斜面平行 否则小球会弹起 如图4 2 5所示 图4 2 5 2 由vy gt1得t1 0 4sx v0t1 3 0 4m 1 2m 3 小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度 a mgsin53 m 8m s2 备考策略 1 解答平抛运动问题时 一般的方法是将平抛运动沿水平和竖直两个方向分解 这样分解的优点是不用分解初速度 也不用分解加速度 有些情况下 如果沿另外两个互相垂直的方向分解平抛运动会使问题更易于分析 2 分析平抛运动时 要充分利用平抛运动中的两个矢量三 角形找各量的关系 考点练透 1 2014年新课标卷 取水平地面为重力势能零点 一物块从某一高度水平抛出 在抛出点其动能与重力势能恰好相等 不计空气阻力 该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为 答案 B 2 多选 2015年江苏苏北联考 套圈圈 是小孩和大人都喜爱的一种游戏 游戏规则是 游戏者站在界外从手中水平抛出一个圆形圈圈 落下后套中前方的物体 所套即所得 如图4 2 6所示 小孩站在界外抛出圈圈并套取前方一物体 若 大人也抛出圈圈并套取前方同一物体 则 图4 2 6 A 大人站在小孩同样的位置 以小点的速度抛出圈圈B 大人站在小孩同样的位置 以大点的速度抛出圈圈C 大人退后并下蹲至与小孩等高 以大点的速度抛出圈圈D 大人退后并下蹲至与小孩等高 以小点的速度抛出圈圈解析 套圈圈 可视为平抛运动 由于大人较高 抛出圈圈时离地面较高 根据平抛运动规律 大人站在小孩同样的位置 以小点的速度抛出圈圈 选项A正确 B错误 大人退后并下蹲至与小孩等高 以大点的速度抛出圈圈 选项C正确 D错误 答案 AC 考点2平抛运动解题荟萃 重点归纳 1 多体平抛运动问题是指多个物体在同一竖直平面内平抛 时所涉及的问题 2 三类常见的多体平抛运动 1 若两物体同时从同一高度 或同一点 抛出 则两物体始终在同一高度 二者间距只取决于两物体的水平分运动 2 若两物体同时从不同高度抛出 则两物体高度差始终与抛出点高度差相同 二者间距由两物体的水平分运动和竖直高度差决定 3 若两物体从同一点先后抛出 两物体竖直高度差随时间均匀增大 二者间距取决于两物体的水平分运动和竖直分运动 典例剖析例2 2015年广东深圳模拟 如图4 2 7所示 在距水平地面H和4H高度处 同时将质量相同的a b两小球以相同的初 速度v0水平抛出 则以下判断正确的是 图4 2 7A a b两小球同时落地B 两小球落地速度方向相同C a b两小球水平位移之比为1 2D a b两小球水平位移之比为1 4 思维点拨 小球做平抛运动 在空中的运动时间取决于下落的高度 水平位移和落地的速度方向取决于下落的高度和初速度 答案 C 考点练透 3 2015年江西重点中学协作体联考 如图4 2 8所示 将 a b两小球以大小为20 m s的初速度分别从A B两点相 差1s先后水平相向抛出 a小球从A点抛出后 经过时间t a b两小球恰好在空中相遇 且速度方向相互垂直 不计空气阻 力 g取10m s2 则抛出点A B间的水平距离是 图4 2 8 解析 a b两球在空中相遇时 a球运动t秒 b球运动了 t 1 秒 此时两球速度相互垂直 如图D26所示 由图可得图D26 答案 D 4 多选 如图4 2 9所示 x轴在水平地面内 y轴沿竖直方向 图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a b和c的运动轨迹 其中b和c是从同一点抛出的 不计空气阻力 则 图4 2 9 B b和c的飞行时间相同D b的初速度比c的大 A a的飞行时间比b的长C a的水平速度比b的小答案 BD 考点3有关斜面的平抛运动问题 题目类型 1 物体从空中抛出落在斜面上 2 从斜面上抛 出落在斜面上 解题方法 除要运用平抛运动的位移和速度规律外 还要充分利用斜面倾角 找出斜面倾角与位移和速度的关系 从而使问题得到顺利解决 重点归纳 例3 如图4 2 10所示 在倾角为 的斜面上以速度v0水平 抛出一小球 该斜面足够长 则从抛出开始计时 经过多长时间小球离开斜面的距离达到最大值 最大距离为多少 图4 2 10 思维点拨 将平抛运动分解为沿斜面向下和垂直斜面向上的分运动 虽然分运动比较复杂一些 但易将物体离斜面距离达到最大值的物理本质凸显出来 解 取沿斜面向下为x轴的正方向 垂直斜面向上为y轴的正方向 如图4 2 10所示 在y轴上 小球做初速度为v0sin 加速度为 gcos 的匀变速直线运动 所以有 当vy 0时 小球在y轴上运动到最高点 即小球离开斜面的距离达到最大 当vy 0时 小球在y轴上运动到最高点 它所用的时间就是小球从抛出运动到离开斜面最大距离的时间 由 式可得 考点练透 5 如图4 2 11所示 从足够长的倾角为 的斜面顶点A 先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出 第一次初速度 为v1 球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面的夹角为 1 第二次初速度v2 球落在斜面上前一瞬间的速度方向与斜面间的夹角为 2 若v2 v1 试比较 1和 2的大小 图4 2 11 解 根据平抛运动的关系式结合图中的几何关系可得tan 2tan 所以 arctan 2tan 此式表明 仅与 有关 而与初速度无关 因此 1 2 即以不同初速度平抛的物体落在斜面上各点的速度方向是互相平行的 6 2015年河北唐山模拟 如图4 2 12所示 位于同一高度的小球A B分别以v1和v2的速度水平抛出 都落在了倾角为30 的斜面上的C点 小球B恰好垂直打到斜面上 则v1 v2 之比为 图4 2 12 A 1 1 B 2 1 C 3 2 D 2 3 答案 C 模型 类平抛运动 1 类平抛运动的受力特点物体所受合力为恒力 且与初速度的方向垂直 2 类平抛运动的运动特点在初速度v0方向做匀速直线运动 在合外力方向做初速度 为零的匀加速直线运动 加速度a F合 m 3 类平抛运动的求解方法 1 常规分解法 将类平抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向 即沿合力的方向 的匀加速直线运动 两分运动彼此独立 互不影响 且与合运动具有等时性 2 特殊分解法 对于有些问题 可以过抛出点建立适当的直角坐标系 将加速度分解为ax ay 初速度v0分解为vx vy 然后分别在x y方向列方程求解 4 类平抛运动问题的求解思路 1 根据物体受力特点和运动特点判断该问题属于类平抛 运动问题 2 求出物体运动的加速度 3 根据具体问题选择用常规分解法还是特殊分解法求解 例4 在光滑的水平面内 一质量m 1kg的质点以速度v0 10m s沿x轴正方向运动 经过原点后受一沿y轴正方向上的水平恒力F 15N作用 直线OA与x轴成 37 如图4 2 13所示曲线为质点的轨迹图 取g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 图4 2 13 1 如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点 质点从O 点到P点所经历的时间以及P点的坐标 2 质点经过P点的速度大小 审题突破 质点在x轴方向上无外力作用 做匀速直线运动 在y轴方向受恒力F作用 做匀加速直线运动 解 1 由牛顿第二定律得 故质点从0点到P点所经历的时间为1s P点坐标为 10 7 5 2 质点经过P点时沿y方向的速度vy at 15m s 同类延伸 1 类平抛运动规律与平抛运动规律相同 处理方法也相同 平抛运动的两个重要推论也适用于类平抛运动 1 解答类平抛运动问题时 不一定按水平方向和竖直方向进行分解 可以按初速度方向和合外力方向来分解 触类旁通 1 如图4 2 14所示 有一倾角为30 的光滑斜面 斜面长L为10m 一小球从斜面顶端以10m s的速度在斜面上沿水平方向抛出 取g 10m s2 求 1 小球沿斜面滑到底端时的水平位移x 2 小球到达斜面底端时的速度大小 图4 2 14 易错点将直线运动规律误用到曲线运动中例5 多选 有一个物体在h高处 以水平初速度v0抛出 落地时的速度为vt 竖直分速度为vy 下列公式能用来计算该 物体在空中运动时间的是 正解分析 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 根据 式知A D正确 答案 AD 指点迷津 选择运动公式首先要判断物体的运动性质 运动性质确定了 模型确定了 运动规律就确定了 判断运动性 质要根据合外力和初速度v0的关系 当合外力与v0共线时 物体做直线运动 当合外力与v0不共线时 物体做曲线运动 当合外力与v0垂直且恒定时 物体做平抛运动 当物体合外力总与v0垂直时 物体做圆周运动 触类旁通 2 多选 以速度v0水平抛出一小球 如果从抛出到某时刻 小球的竖直分位移与水平分位移大小相等 以下判断正确的是 A 此时小球竖直分速度的大小等于水平分速度的大小B 此时小球速度的大小为v0 C 小球运动的时间为 2v0g D 此时小球速度的方向与位移的方向相同 答案 BC