高考物理沖刺專題復(fù)習(xí)課件第五章 第三講 拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用

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歡迎進(jìn)入物理課堂 一 平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和性質(zhì)1 特點(diǎn) 1 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 初速度方向水平 2 受力特點(diǎn) 只受重力作用 2 性質(zhì) 平拋運(yùn)動(dòng)是加速度恒為重力加速度的勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 軌跡為拋物線 二 平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法和基本規(guī)律1 研究方法 用運(yùn)動(dòng)的合成與分解方法研究平拋運(yùn)動(dòng) 水平方向 勻速直線運(yùn)動(dòng)豎直方向 自由落體運(yùn)動(dòng) 2 運(yùn)動(dòng)規(guī)律 如下表所示 v0t gt 特別提醒 在平拋運(yùn)動(dòng)中 速度與水平方向的夾角與位移與水平方向的夾角永遠(yuǎn)不相等 三 斜拋運(yùn)動(dòng)1 概念 以一定的初速度將物體沿與水平方向斜向拋出 物體僅在所做的曲線運(yùn)動(dòng) 2 性質(zhì) 斜拋運(yùn)動(dòng)是加速度恒為的勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 軌跡是 成一定角度 重力作用下 重力加速度g 拋物線 3 基本規(guī)律 以斜向上拋為例說(shuō)明 如圖4 2 1所示 1 水平方向 v0 x F合x(chóng) 0 2 豎直方向 v0y F合y mg 因此斜拋運(yùn)動(dòng)可以看做是水平方向的和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng) v0cos v0sin 勻速直線運(yùn)動(dòng) 1 關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng) 下列說(shuō)法中不正確的是 A 平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)B 平拋運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)C 任意兩段時(shí)間內(nèi)加速度相同D 任意兩段相等時(shí)間內(nèi)速度變化相同 解析 由于做平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用 所以 平拋運(yùn)動(dòng)為勻變速運(yùn)動(dòng) A C正確 B錯(cuò)誤 因?yàn)?v g t 平拋運(yùn)動(dòng)在任意相等時(shí)間內(nèi)速度變化量大小相等 方向相同 D正確 故本題應(yīng)選B 答案 B 2 如圖4 2 2所示 火車車廂在水平軌道上以速度v向西做勻速直線運(yùn)動(dòng) 車上有人以相對(duì)車廂為u的速度向東水平拋出一小球 已知v u 站在地面上的人看到小球的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)是 圖中箭頭表示列車運(yùn)動(dòng)的方向 圖4 2 2 解析 本題應(yīng)以地面為參考系 火車車廂速度水平向西為正 以人相對(duì)車廂向東拋出的方向?yàn)樨?fù) 由于v u 故拋出后小球?qū)Φ氐乃俣葹関 u 方向是向西的 站在地面上看到的小球運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)是D圖所表示的 答案 D 3 滑雪運(yùn)動(dòng)員以20m s的速度從一平臺(tái)水平飛出 落地點(diǎn)與飛出點(diǎn)的高度差3 2m 不計(jì)空氣阻力 g取10m s2 運(yùn)動(dòng)員飛過(guò)的水平距離為x 所用時(shí)間為t 則下列結(jié)果正確的是 A x 16m t 0 50sB x 16m t 0 80sC x 20m t 0 50sD x 20m t 0 80s 答案 B 4 一個(gè)人水平拋出一小球 球離手時(shí)的初速度為v0 落地時(shí)的速度為vt 空氣阻力忽略不計(jì) 下圖4 2 3中正確表示了速度矢量變化過(guò)程的圖象是 圖4 2 3 解析 由于做平拋運(yùn)動(dòng)的小球只受重力作用 其加速度恒為g 則由 v g t 在任意相等時(shí)間內(nèi) v均大小相等 方向均豎直向下 故選項(xiàng)B正確 答案 B 5 質(zhì)點(diǎn)從同一高度水平拋出 不計(jì)空氣阻力 下列說(shuō)法正確的是 A 質(zhì)量越大 水平位移越大B 初速度越大 落地時(shí)豎直方向速度越大C 初速度越大 空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)D 初速度越大 落地速度越大 答案 D 典例啟迪 例1 如圖4 2 4所示 一小球自平臺(tái)上水平拋出 恰好落在臨近平臺(tái)的一傾角為 53 的光滑斜面頂端 并剛好沿光滑斜面下滑 已知斜面頂端與平臺(tái)的高度差h 0 8圖4 2 4m 重力加速度g 10m s2 sin53 0 8 cos53 0 6 求 1 小球水平拋出的初速度v0是多少 2 斜面頂端與平臺(tái)邊緣的水平距離x是多少 3 若斜面頂端高H 20 8m 則小球離開(kāi)平臺(tái)后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間t到達(dá)斜面底端 思路點(diǎn)撥 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三個(gè)方面 1 小球到達(dá)斜面前做平拋運(yùn)動(dòng) 2 小球到斜面頂端的合速度沿斜面向下 3 小球沿斜面做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 解析 1 由題意可知 小球落到斜面上并沿斜面下滑 說(shuō)明此時(shí)小球速度方向與斜面平行 否則小球會(huì)彈起 如圖所示 vy v0tan53 vy2 2gh代入數(shù)據(jù) 得vy 4m s v0 3m s 答案 1 3m s 2 1 2m 3 2 4s 歸納領(lǐng)悟 1 解答平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí) 一般的方法是將平拋運(yùn)動(dòng)沿水平和豎直兩個(gè)方向分解 這樣分解的優(yōu)點(diǎn)是不用分解初速度 也不用分解加速度 有些情況下 如果沿另外兩個(gè)互相垂直的方向分解平拋運(yùn)動(dòng)會(huì)使問(wèn)題更易于分析 2 分析平拋運(yùn)動(dòng)時(shí) 要充分利用平拋運(yùn)動(dòng)中的兩個(gè)矢量三角形找各量的關(guān)系 題組突破 1 如圖4 2 5所示 甲 乙 丙三小球分別位于如圖所示的豎直平面內(nèi) 甲 乙在同一條豎直線上 甲 丙在同一條水平線上 P點(diǎn)在圖4 2 5丙球正下方 某時(shí)刻 甲 乙 丙同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 甲以水平速度v0平拋 乙以水平速度v0沿水平面向右做勻速直線運(yùn)動(dòng) 丙做自由落體運(yùn)動(dòng) 則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A 無(wú)論初速度v0大小如何 甲 乙 丙三球一定會(huì)同時(shí)在P點(diǎn)相遇B 若甲 乙 丙三球同時(shí)相遇 則一定發(fā)生在P點(diǎn)C 若甲 丙兩球在空中相遇 此時(shí)乙球一定在P點(diǎn)D 若甲 乙兩球在水平面上相遇 此時(shí)丙球一定在P點(diǎn) 解析 甲在水平方向上做速度為v0的勻速運(yùn)動(dòng) 在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng) 因此 甲與乙總是在同一豎直線上 甲與丙總是在同一水平線上 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 答案 A 答案 D 3 如圖4 2 6所示 以10m s的水平初速度v0拋出的物體 飛行一段時(shí)間后 垂直撞在傾角為 30 的斜面上 可知物體完成這段飛行的時(shí)間是 圖4 2 6 答案 C 典例啟迪 例2 拋體運(yùn)動(dòng)在各類體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中很常見(jiàn) 如乒乓球運(yùn)動(dòng) 現(xiàn)討論乒乓球發(fā)球問(wèn)題 設(shè)球臺(tái)長(zhǎng)2L 網(wǎng)高h(yuǎn) 乒乓球反彈前后水平分速度不變 豎直分速度大小不變 方向相反 且不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力 設(shè)重力加速度為g 1 若球在球臺(tái)邊緣O點(diǎn)正上方高度為h1處以速度v1水平發(fā)出 落在球臺(tái)的P1點(diǎn) 如圖4 2 7實(shí)線所示 求P1點(diǎn)距O點(diǎn)的距離x1 圖4 2 7 2 若球在O點(diǎn)正上方以速度v2水平發(fā)出 恰好在最高點(diǎn)時(shí)越過(guò)球網(wǎng)落在球臺(tái)的P2點(diǎn) 如圖4 2 8虛線所示 求v2的大小 圖4 2 8 3 若球在O點(diǎn)正上方水平發(fā)出后 球經(jīng)反彈恰好越過(guò)球網(wǎng)且剛好落在對(duì)方球臺(tái)邊緣P3處 求發(fā)球點(diǎn)距O點(diǎn)的高度h3 思路點(diǎn)撥 小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡 與反彈后飛行到最高點(diǎn)的軌跡是對(duì)稱的 畫(huà)出軌跡圖 找出水平位移與L的關(guān)系 3 如圖所示 發(fā)球高度為h3 飛行時(shí)間為t3 同理根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)得 歸納領(lǐng)悟 求解平拋運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題的關(guān)鍵有三點(diǎn) 其一是確定運(yùn)動(dòng)性質(zhì) 平拋運(yùn)動(dòng) 其二是確定臨界狀態(tài) 恰不觸網(wǎng)或恰不出界 其三是確定臨界軌跡 并畫(huà)出軌跡示意圖 題組突破 4 如圖4 2 9所示 在一次空地演習(xí)中 離地H高處的飛機(jī)以水平速度v1發(fā)射一顆炮彈欲轟炸地面目標(biāo)P 設(shè)地面同時(shí)以速度v2豎直向上發(fā)射炮彈攔圖4 2 9截 攔截系統(tǒng)與飛機(jī)的水平距離為s 若攔截成功 不計(jì)空氣阻力 則v1 v2的關(guān)系應(yīng)滿足 答案 D 5 如圖4 2 10所示 小朋友在玩一種運(yùn)動(dòng)中投擲的游戲 目的是在運(yùn)動(dòng)中將手中的球投進(jìn)離地面高H 3m的吊環(huán) 他在車上和車一起以v車 2m s的速度向吊環(huán)運(yùn)圖4 2 10動(dòng) 小朋友拋球時(shí)手離地面h 1 2m 當(dāng)他在離吊環(huán)的水平距離為x 2m時(shí)將球相對(duì)于自己豎直上拋 球剛好進(jìn)入吊環(huán) 他將球豎直向上拋出的速度v0是 g取10m s2 A 1 8m sB 3 2m sC 6 8m sD 3 6m s 答案 C 6 排球場(chǎng)總長(zhǎng)18m 網(wǎng)高2 25m 如圖4 2 11所示 設(shè)對(duì)方飛來(lái)一球 剛好在3m線正上方圖4 2 11被我方運(yùn)動(dòng)員后排強(qiáng)攻擊回 假設(shè)排球被擊回的初速度方向是水平的 那么可以認(rèn)為排球被擊回時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng) g取10m s2 擊球的高度h 2 5m 球擊回的水平速度與底線垂直 球既不能觸網(wǎng)又不能出底線 則球被擊回的水平速度在什么范圍內(nèi) 典例啟迪 例3 2011 合肥模擬 如圖4 2 12所示 一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體靜止在粗糙的水平面上 物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 4 圖4 2 12現(xiàn)對(duì)物體施加一水平向右的恒力F 12N 經(jīng)過(guò)t1 1s后 迅速將該力的方向改為豎直向上 大小不變 則再經(jīng)t2 2s 物體相對(duì)于地面的高度及物體的速度的大小和方向各為多少 思路點(diǎn)撥 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩個(gè)方面 1 物體在前1s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 2 物體在1s后離開(kāi)地面做類平拋運(yùn)動(dòng) 解析 在改變恒力F方向之前 物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 設(shè)加速度為a1 經(jīng)t1 1s后的速度為v1 分析物體受力如圖甲所示 由牛頓第二定律得F Ff ma1 且Ff mg 解得a1 8m s2 歸納領(lǐng)悟 類平拋運(yùn)動(dòng)的求解方法 1 常規(guī)分解法 將類平拋運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于初速度方向 即沿合力的方向 的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 兩分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立 互不影響 且與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性 2 特殊分解法 對(duì)于有些問(wèn)題 可以過(guò)拋出點(diǎn)建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系 將加速度分解為ax ay 初速度v0分解為vx vy 然后分別在x y方向列方程求解 題組突破 7 如圖4 2 13所示 兩個(gè)傾角分別為30 45 的光滑斜面放在同一水平面上 兩斜面間距大于小球直徑 斜面高度相圖4 2 13等 有三個(gè)完全相同的小球a b c 開(kāi)始均靜止于同一高度處 其中b小球在兩斜面之間 a c兩小球在斜面頂端 若同時(shí)釋放 小球a b c到達(dá)該水平面的時(shí)間分別為t1 t2 t3 若同時(shí)沿水平方向拋出 初速度方向如圖7所示 小球a b c到達(dá)該水平面的時(shí)間分別為t1 t2 t3 下列關(guān)于時(shí)間的關(guān)系錯(cuò)誤的是 A t1 t3 t2B t1 t1 t2 t2 t3 t3 C t1 t3 t2 D t1 t1 t2 t2 t3 t3 當(dāng)平拋三小球時(shí) 小球b做平拋運(yùn)動(dòng) 豎直方向運(yùn)動(dòng)情況同第一種情況 小球a c在斜面內(nèi)做類平拋運(yùn)動(dòng) 沿斜面向下方向的運(yùn)動(dòng)同第一種情況 所以t1 t1 t2 t2 t3 t3 答案 D 8 如圖4 2 14所示 有一傾角為30 的光滑斜面 斜面長(zhǎng)L為10m 一小球從斜面頂端以10m s的速度在斜面上沿水平方向拋出 求 g取10m s2 圖4 2 14 1 小球沿斜面滑到底端時(shí)的水平位移x 2 小球到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大小 答案 1 20m 2 14 1m s 圖4 2 15中AB為斜面 BC為水平面 從A點(diǎn)以水平速度v0拋出一小球 其落點(diǎn)到A的水平距離為x1 從A點(diǎn)以水平速度3v0拋出小球 其落點(diǎn)到A的水平距離為x2 不計(jì)空氣阻力 則x1 x2不可能等于 圖4 2 15 A 1 3B 1 6C 1 9D 1 12 自主嘗試 試一試 能否做到正確解答 答案 D 點(diǎn)擊下圖進(jìn)入 創(chuàng)新演練 大沖關(guān) 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全