2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第四章 曲線運動 萬有引力與航天 基礎(chǔ)課2 平拋運動課件.ppt

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基礎(chǔ)課2平拋運動 平拋運動 1 定義 以一定的初速度沿水平方向拋出的物體只在作用下的運動 2 性質(zhì) 平拋運動是加速度為g的曲線運動 其運動軌跡是 3 平拋運動的條件 1 v0 0 沿 2 只受作用 知識排查 重力 勻加速 拋物線 水平方向 重力 平拋運動的規(guī)律 如圖1所示 1 速度關(guān)系 圖1 gt 2 位移關(guān)系 3 兩個重要推論 1 做平拋 或類平拋 運動的物體在任一時刻 設(shè)其速度方向與水平方向的夾角為 位移與水平方向的夾角為 則tan 2 做平拋 或類平拋 運動的物體任一時刻的的反向延長線一定通過此時水平位移的 則x 2OB v0t 2tan 瞬時速度 中點 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 性質(zhì) 加速度為的勻變速曲線運動 軌跡是 斜拋運動 斜向上方 斜向下方 重力 重力加速度g 拋物線 1 思考判斷 1 平拋運動的加速度方向時刻在變化 2 平拋運動的物體任意時刻速度方向與水平方向的夾角保持不變 3 平拋運動的物體在任意相等的兩段時間內(nèi)的速度的變化相同 答案 1 2 3 小題速練 2 人教版必修2 P10 做一做 改編 多選 為了驗證平拋運動的小球在豎直方向上做自由落體運動 用如圖2所示的裝置進行實驗 小錘打擊彈性金屬片 A球水平拋出 同時B球被松開 自由下落 關(guān)于該實驗 下列說法正確的有 A 兩球的質(zhì)量應(yīng)相等B 兩球應(yīng)同時落地C 應(yīng)改變裝置的高度 多次實驗D 實驗也能說明A球在水平方向上做勻速直線運動 圖2 解析小錘打擊彈性金屬片后 A球做平拋運動 B球做自由落體運動 A球在豎直方向上的運動情況與B球相同 做自由落體運動 因此兩球同時落地 實驗時 需A B兩球從同一高度開始運動 對質(zhì)量沒有要求 但兩球的初始高度及擊打力度應(yīng)該有變化 實驗時要進行3 5次得出結(jié)論 本實驗不能說明A球在水平方向上的運動性質(zhì) 故選項B C正確 A D錯誤 答案BC 3 教科版必修2 P18 T2 一架投放救援物資的飛機在某個受援區(qū)域的上空水平地勻速飛行 從飛機上每隔1s投下1包救援物資 先后共投下4包 若不計空氣阻力 則4包物資落地前 A 在空中任何時刻總是排成拋物線 它們的落地點是等間距的B 在空中任何時刻總是排成拋物線 它們的落地點不是等間距的C 在空中任何時刻總在飛機正下方排成豎直的直線 它們的落地點是等間距的D 在空中任何時刻總在飛機正下方排成豎直的直線 它們的落地點不是等間距的答案C 平拋運動的規(guī)律及應(yīng)用 4 速度改變量 物體在任意相等時間內(nèi)的速度改變量 v g t相同 方向恒為豎直向下 如圖3所示 圖3 1 2016 海南單科 1 在地面上方某一點將一小球以一定的初速度沿水平方向拋出 不計空氣阻力 則小球在隨后的運動中 A 速度和加速度的方向都在不斷變化B 速度與加速度方向之間的夾角一直減小C 在相等的時間間隔內(nèi) 速率的改變量相等D 在相等的時間間隔內(nèi) 動能的改變量相等 答案B 2 2017 全國卷 15 發(fā)球機從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球 忽略空氣的影響 速度較大的球越過球網(wǎng) 速度較小的球沒有越過球網(wǎng) 其原因是 A 速度較小的球下降相同距離所用的時間較多B 速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大C 速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少D 速度較大的球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離較大 答案C 3 2018 河南部分重點中學(xué)聯(lián)考 某同學(xué)玩飛鏢游戲 先后將兩只飛鏢a b由同一位置水平投出 已知飛鏢投出時的初速度va vb 不計空氣阻力 則兩支飛鏢插在豎直靶上的狀態(tài) 俯視圖 可能是 答案A 4 2017 江蘇卷 2 如圖4所示 A B兩小球從相同高度同時水平拋出 經(jīng)過時間t在空中相遇 若兩球的拋出速度都變?yōu)樵瓉淼?倍 則兩球從拋出到相遇經(jīng)過的時間為 圖4 答案C 與斜面相關(guān)聯(lián)的平拋運動 斜面上的平拋運動問題是一種常見的題型 在解答這類問題時除要運用平拋運動的位移和速度規(guī)律 還要充分運用斜面傾角 找出斜面傾角同位移和速度與水平方向夾角的關(guān)系 從而使問題得到順利解決 常見的模型如下 1 2017 江西南昌模擬 如圖5 戰(zhàn)機在斜坡上方進行投彈演練 戰(zhàn)機水平勻速飛行 每隔相等時間釋放一顆炸彈 第一顆落在a點 第二顆落在b點 斜坡上c d兩點與a b共線 且ab bc cd 不計空氣阻力 第三顆炸彈將落在 A b c之間B c點C c d之間D d點解析炸彈在豎直方向做自由落體運動 由自由落體運動規(guī)律可知 相鄰兩炸彈落地時間差不斷減小 故第三顆炸彈應(yīng)落在b c之間 選項A正確 答案A 圖5 2 如圖6 以9 8m s的速度水平拋出的物體飛行一段時間后 垂直撞在傾角 30 的斜面上 可知物體完成這段飛行的時間為 g 9 8m s2 圖6 答案A 3 多選 如圖7所示 B點為傾角為45 的斜面上的一點 從B點正上方 距B點的高度為h的A點處 靜止釋放一個質(zhì)量為m的彈性小球 落在B點和斜面碰撞 碰撞后速度大小不變 方向變?yōu)樗?經(jīng)過一段時間小球落在斜面上C點 C點未畫出 則 圖7 答案AC 求解平拋運動臨界問題的一般思路 1 確定臨界狀態(tài) 2 找出臨界狀態(tài)對應(yīng)的臨界條件 3 分解速度或位移 4 若有必要 畫出臨界軌跡 平拋運動中臨界問題的分析方法 典例 2016 浙江理綜 23 在真空環(huán)境內(nèi)探測微粒在重力場中能量的簡化裝置如圖8所示 P是一個微粒源 能持續(xù)水平向右發(fā)射質(zhì)量相同 初速度不同的微粒 高度為h的探測屏AB豎直放置 離P點的水平距離為L 上端A與P點的高度差也為h 1 若微粒打在探測屏AB的中點 求微粒在空中飛行的時間 2 求能被屏探測到的微粒的初速度范圍 3 若打在探測屏A B兩點的微粒的動能相等 求L與h的關(guān)系 圖8 處理平拋運動中的臨界問題要抓住兩點 1 找出臨界狀態(tài)對應(yīng)的臨界條件 2 要用分解速度或者分解位移的思想分析平拋運動的臨界問題 1 如圖9 窗子上 下沿間的高度H 1 6m 墻的厚度d 0 4m 某人在離墻壁距離L 1 4m 距窗子上沿h 0 2m處的P點 將可視為質(zhì)點的小物件以速度v水平拋出 小物件直接穿過窗口并落在水平地面上 取g 10m s2 則v的取值范圍是 A v 7m sB v 2 3m sC 3m s v 7m sD 2 3m s v 3m s 圖9 答案C 2 2015 全國卷 18 一帶有乒乓球發(fā)射機的乒乓球臺如圖10所示 水平臺面的長和寬分別為L1和L2 中間球網(wǎng)高度為h 發(fā)射機安裝于臺面左側(cè)邊緣的中點 能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球 發(fā)射點距臺面高度為3h 不計空氣的作用 重力加速度大小為g 若乒乓球的發(fā)射速率v在某范圍內(nèi) 通過選擇合適的方向 就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺面上 則v的最大取值范圍是 圖10 解析發(fā)射機無論向哪個方向水平發(fā)射 乒乓球都做平拋運動 當速度v最小時 球沿中線恰好過網(wǎng) 有 當速度最大時 球斜向右側(cè)臺面兩個角發(fā)射 有 答案D 體育運動中的平拋運動問題 解決生活中STSE問題能力的培養(yǎng) 平拋運動與日常生活緊密聯(lián)系 如乒乓球 足球 排球等運動模型 飛鏢 射擊 飛機投彈模型等 這些模型經(jīng)常受到邊界條件的制約 如網(wǎng)球是否觸網(wǎng)或越界 飛鏢是否能擊中靶心 飛機投彈是否能命中目標等 解題的關(guān)鍵是能準確地運用平拋運動規(guī)律分析對應(yīng)的運動特征 在分析此類問題時一定要注意從實際出發(fā)尋找臨界點 畫出物體運動的草圖 找出臨界條件 盡可能畫出示意圖 應(yīng)用平拋運動規(guī)律求解 例1 乒乓球的平拋運動 2017 大連重點中學(xué)聯(lián)考 多選 在某次乒乓球比賽中 乒乓球先后兩次落臺后恰好在等高處水平越過球網(wǎng) 過網(wǎng)時的速度方向均垂直于球網(wǎng) 把兩次落臺的乒乓球看成完全相同的兩個球 球1和球2 如圖11所示 不計乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力 乒乓球自起跳到最高點的過程中 下列說法正確的是 圖11 A 起跳時 球1的重力功率等于球2的重力功率B 球1的速度變化率小于球2的速度變化率C 球1的飛行時間大于球2的飛行時間D 過網(wǎng)時球1的速度大于球2的速度 答案AD 圖12 答案C 例3 足球的平拋運動 多選 在一場足球比賽中 小明將界外球擲給小華 他將足球水平擲出時的照片如圖13所示 擲出后的足球可視為做平拋運動 擲出點的實際高度為1 8m 小華的高度為1 6m 根據(jù)照片進行估算 下列說法正確的是 不計空氣阻力 重力加速度g 10m s2 圖13 A 為使球恰好落在小華頭頂 則小明擲足球的初速度應(yīng)約為30m sB 若小明減小擲出點的實際高度 則球落點一定在小華前面C 若小明增大擲出足球的初速度 則球落點一定在小華后面D 為使球恰好落在小華腳下 則小明擲足球的初速度應(yīng)約為10m s 答案AD 例4 飛鏢的平拋運動 某人投擲飛鏢 他站在投鏢線上從同一點C水平拋出多個飛鏢 結(jié)果以初速度vA投出的飛鏢打在A點 以初速度vB投出的飛鏢打在B點 始終沒有打在豎直標靶中心O點 如圖14所示 為了能把飛鏢打在標靶中心O點 則他可能做出的調(diào)整為 圖14 A 投出飛鏢的初速度比vA大些B 投出飛鏢的初速度比vB小些C 保持初速度vA不變 升高拋出點C的高度D 保持初速度vB不變 升高拋出點C的高度 答案D 在解決體育運動中的平拋運動問題時 既要考慮研究平拋運動的思路和方法 又要考慮所涉及的體育運動設(shè)施的特點 如乒乓球 排球 網(wǎng)球等都有中間網(wǎng)及邊界問題 要求球既能過網(wǎng) 又不出邊界 足球的球門有固定的高度和寬度