2019版高考物理一轮复习 专题四 曲线运动 万有引力定律 第2讲 抛体运动.ppt

第2讲 抛体运动,考点 1,平抛运动及其规律,1.平抛运动 (1)定义：水平方向抛出的物体只在________作用下运动. (2)性质：平抛运动是加速度为 g 的__________曲线运动，,其运动轨迹是________.,重力,匀加速,抛物线,(3)平抛运动的条件：①v0≠0，沿____________；②只受,________作用.,水平方向,重力,2.平抛运动的研究方法和基本规律 (1)研究方法：用运动的合成和分解的方法研究平抛运动.,匀速直线,自由落体,水平方向：____________运动. 竖直方向：____________运动. (2)基本规律(如图 4-2-1 所示). 图 4-2-1,①位移关系 a.水平方向：x＝________.,b.竖直方向：y＝________.,v0t,②速度关系 a.水平方向：vx＝v0.,b.竖直方向：vy＝________.,gt,考点 2,斜抛运动,1.定义：将物体以速度 v0 斜向上方或斜向下方抛出，物体,只在________作用下的运动.,重力,匀速直线,2.研究方法：斜抛运动可以看作是水平方向的___________ 运动和竖直方向的竖直上抛运动的合运动.,v0cos θ,v0 cos θ·t,v0sin θ,3.基本规律(以斜向上抛为例说明，如图 4-2-2 所示). 图 4-2-2 (1)水平方向：v0x ＝__________，x＝__________. (2)竖直方向：v0y＝__________，y＝______________.,【基础自测】 1.(2017 年新课标Ⅰ卷)发球机从同一高度向正前方依次水 平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响).速度较大的球,越过球网，速度较小的球没有越过球网；其原因是(,),A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多 B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大 C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少 D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大 答案：C,2.物体做平抛运动时，它的合位移方向和水平方向间的夹,角α的正切 tan α随时间 t 变化的图象是下图中的(,),A,B,C,D,而 g、v0 都不变，故 tan α是时间 t,解析：根据平抛运动的特点，作位移的平行四边形，解三,角形可得 tan α＝,的一次函数，图象应该是一条过原点的直线，则 B 项正确. 答案：B,3.如图 4-2-3 所示，斜面上 a、b、c 三点等距，小球从 a 点 正上方 O 点抛出，做初速为 v0 的平抛运动，恰落在 b 点.若小,),球初速变为 v，其落点位于 c，则( 图 4-2-3,A.v0v2v0 C.2v0v3v0,B.v＝2v0 D.v3v0,解析：小球从 a 点正上方 O 点抛出，做初速为 v0 的平抛运 动，恰落在 b 点，改变初速度，落在 c 点，知水平位移变为原 来的 2 倍，若时间不变，则初速度变为原来的 2 倍，由于运动 时间变长，则初速度小于 2v0.故 A 正确.,答案：A,4.(2017 年陕西三模)如图 4-2-4 所示，在 M 点分别以不同 的速度将两小球水平抛出.两小球分别落在水平地面上的 P 点和 Q 点.已知 O 点是 M 点在地面上的竖直投影，OP∶PQ＝1∶3，,且不考虑空气阻力的影响.下列说法正确的是( A.两小球的下落时间之比为 1∶3 B.两小球的下落时间之比为 1∶4 C.两小球的初速度大小之比为 1∶3 D.两小球的初速度大小之比为 1∶4,) 图 4-2-4,解析：两球做平抛运动，下落高度相同，则下落的时间相 同，故 A、B 错误；由于两球的水平位移之比为 1∶4，根据,答案：D,热点 1,平抛运动的规律,[热点归纳] 1.速度关系： 2.位移关系：,3.与斜面相关的平抛运动问题：,考向 1,两个分位移已知,【典题 1】(多选)如图 4-2-5 所示，x 轴在水平地面上，y 轴 沿竖直方向.图中画出了从 y 轴上沿 x 轴正方向抛出的三个小球 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(,),A.a 的飞行时间比 b 的长 B.b 和 c 的飞行时间相同 C.a 的水平初速度比 b 的小,D.b 的水平初速度比 c 的大,图 4-2-5,答案：BD 方法技巧：本题是已知两个分运动的位移情况，根据两个 分运动的规律求解.,抛运动的时间只由高度决定，因为hb＝hc＞ha，所以b与c的飞行时间相同，大于a的飞行时间，因此选项A错误，选项B正确；又因为xa＞xb，而ta＜tb，所以a的水平初速度比b的大，选项C错误；做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动，b的水平位移大于c，而tb＝tc，所以vb＞vc，即b的水平初速度比c的大，选项D正确.,考向 2,合速度的方向已知,【典题 2】(多选)如图 4-2-6 所示，轰炸机沿水平方向匀速 飞行，到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹，并垂直击中山坡,),上的目标 A.已知 A 点高度为 h，山坡倾角为θ，由此可算出( 图 4-2-6,A.轰炸机的飞行高度 C.炸弹的飞行时间,B.轰炸机的飞行速度 D.炸弹投出时的动能,答案：ABC,考向 3,合速度的大小已知,【典题 3】(多选，2017 年河南洛阳期中)一个物体以初速 度大小为 v0 被水平抛出，落地时速度大小为 v，不计空气阻力，,重力加速度大小为 g，则(,),答案：AB,考向 4,合位移的方向已知,【典题 4】(2017 年吉林一中高一期末)如图 4-2-7 所示，在 坡度一定的斜面顶点以大小相同的初速 v 同时水平向左与水平 向右抛出两个小球 A 和 B，两侧斜坡的倾角分别为 37°和 53°， 小球均落在坡面上，若不计空气阻力，则 A 和 B 两小球的运动,时间之比为(,),图 4-2-7,A.3∶4,B.4∶3,C.9∶16,D.16∶9,答案：C 方法技巧：本题的隐含条件是物体合位移的方向已知，解 合位移与分位移的平行四边形求解.,考向 5,合位移的大小已知,【典题 5】(2017 年河南郑州三模)如图 4-2-8 所示为某节目 中某个环节的示意图. 参与游戏的选手会遇到一个人造山谷 OAB，OA 是高 h＝3 m 的竖直峭壁，AB 是以 O 点为圆心的弧 形坡，∠AOB＝60°，B 点右侧是一段水平跑道.选手可以自 O 点借助绳索降到 A 点后再爬上跑道，但身体素质好的选手会选 择自 O 点直接跃上跑道.选手可视为质点，忽略空气阻力，重力 加速度 g 取 10 m/s2.,(1)若选手以速度 v0 水平跳出后，能跳在水平跑道上，求 v0,的最小值.,(2)若选手以速度 v1＝4 m/s 水平跳出，求该选手在空中的,运动时间.,图 4-2-8,热点 2,平抛运动中的临界问题,[热点归纳] 处理平抛运动中的临界问题要抓住的两点： (1)找出临界状态对应的临界条件. (2)要用分解速度或者分解位移的思想分析平抛运动的临 界问题.,【典题 6】(2015 年新课标Ⅰ卷) 一带有乒乓球发射机的乒 乓球台如图 4-2-9 所示.水平台面的长和宽分别为 L1 和 L2，中间 球网高度为 h.发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速 率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为 3h. 不计空气的作用，重力加速度大小为 g.若乒乓球的发射速率 v 在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右,),侧台面上，则 v 的最大取值范围是( 图 4-2-9,答案：D,热点 3,平抛运动的两个重要推论,[热点归纳] 推论 1：做平抛(或类平抛)运动的物体任一时刻的瞬时速度 的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，如图 4-2-10 所示. 图 4-2-10 推论 2：做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻，设其速 度方向与水平方向的夹角为θ，位移方向与水平方向的夹角为α， 则 tan θ＝2tan α，如图 4-2-10 所示.,【典题 7】如图 4-2-11 所示，水平固定半球形的碗的球心 为 O 点，最低点为 B 点.在碗的边缘向着球心以速度 v0 水平抛 出一个小球，抛出点及 O、B 点在同一个竖直面内，下列说法,正确的是(,),A.v0 大小适当时小球可以垂直打在 B 点左侧内壁上,B.v0 大小适当时小球可以垂直打在 B 点,图 4-2-11,C.v0 大小适当时小球可以垂直打在 B 点右侧内壁上 D.小球不能垂直打在碗内任何一个位置,解析：小球为平抛运动，速度是水平速度和竖直速度的矢 量和，水平速度不为 0，因此合速度不可能竖直向下，也就不 可能垂直打在 B 点，B 项错误；水平速度水平向右，合速度不 可能斜向左下方，因此不可能垂直打在 B 点左侧内壁上，A 项 错误；平抛运动末速度的反向延长线交于水平位移的中点，若 垂直打在 B 点右侧的内壁上，则速度反向延长线与水平位移交 于圆心，而圆心不可能是水平位移的中点，C 项错误；因此小 球不可能垂直打在碗内任何一个位置，D 项正确.,答案：D,【迁移拓展】如图 4-2-12 所示，从倾角为θ斜面足够长的顶 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α1，第二次初速度为 v2，球落在斜面上前一瞬间的速度方向,),与斜面间的夹角为α2，若 v2v1，试比较α1 和α2 的大小( 图 4-2-12,A.α1α2,B.α1α2,C.α1＝α2,D.无法确定,解析：根据平抛运动的推论，做平抛(或类平抛)运动的物 体在任一时刻或任一位置时，设其速度方向与水平方向的夹角 为θ，位移方向与水平方向的夹角为φ，则 tan θ＝2tan φ.由上述 关系式结合图中的几何关系可得：tan (α＋θ)＝2tan θ，此式表明 速度方向与斜面间的夹角α仅与θ有关，而与初速度无关，因此 α1＝α2，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.,答案：C,热点 4,斜抛运动问题,[热点归纳] 关于斜抛物体的运动问题，可利用运动的对称性和可逆性 通过平抛运动的知识求解，例如斜抛运动可以用从最高点开始 的两个对称的平抛运动进行处理，应注意对整个物理过程进行 分析，形成清晰的物理情景.,【典题 8】(2017 年辽宁抚顺高三模拟)如图 4-2-13 所示， 将一篮球从地面上方 B 点斜向上抛出，刚好垂直击中篮板上的 A 点，不计空气阻力.若抛射点 B 向篮板方向水平移动一小段距,),离，仍使抛出的篮球垂直击中 A 点，则可行的是( A.增大抛射速度 v0，同时减小抛射角θ B.减小抛射速度 v0，同时减小抛射角θ C.增大抛射角θ，同时减小抛出速度 v0,图 4-2-13,D.增大抛射角θ，同时增大抛出速度 v0 答案：C,,类平抛运动模型 1.受力特点： 物体所受的合外力为恒力，且与初速度的方向垂直. 2.运动特点： 在初速度 v0 方向上做匀速直线运动，在合外力方向上做初,速度为零的匀加速直线运动，加速度 a＝,F 合 . m,3.解题步骤：,【典题 9】如图 4-2-14 所示的光滑斜面长为 l，宽为 b，倾 角为θ，一物块(可看成质点)沿斜面左上方顶点 P 水平射入，恰 好从底端 Q 点离开斜面，试求： (1)物块由 P 运动到 Q 所用的时间 t. (2)物块由 P 点水平射入时的初速度 v0. (3)物块离开 Q 点时速度的大小 v.,图 4-2-14,方法技巧：类平抛运动的处理方法与平抛运动完全相同， 只是加速度的大小和方向发生了变化.,【触类旁通】(2017 年四川广安模拟)据悉，我国已在某机 场建立了一座航空母舰所使用的滑跳式甲板跑道，用来让飞行 员练习在航空母舰上的滑跳式甲板起飞. 如图 4-2-15 所示的 AOB 为此跑道纵截面示意图，其中 AO 段水平，OB 为抛物线， O 点为抛物线的顶点，抛物线过 O 点的切线水平，OB 的水平 距离为 x，竖直高度为 y。