2022届高考物理二轮复习重难点08 平抛运动(解析版)

2022届高考物理二轮复习重难点

专题08 平抛运动

重点知识讲解

一、平抛运动

1、定义：水平抛出的物体只在重力作用下的运动叫做平抛运动。

2、性质：加速度为重力加速度g 的匀变速曲线运动，轨迹是抛物线。

3、研究方法：

（1）平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。分别研究两个分运动的规律，必要时再用运动合成的方法进行合成。

（2）可独立研究竖直方向上的运动：竖直方向上为初速度为零的匀变速直线运动a g =。 连续相等时间内竖直位移之比为1:3:5:(21)n ⋅⋅⋅⋅⋅⋅- (0,1,2,)n =⋅⋅⋅ 。

连续相等时间内竖直位移之差为一恒量。2

y gT ∆=

要点诠释：2

y gT ∆= 在处理实验题时极其重要。竖直方向上是自由落体运动，加速度就是g ，T 是相

等的时间间隔，与0x v T ∆= 结合求解。 4、平抛运动的规律

设平抛运动的初速度为0v ，建立坐标系如图所示。

（1）速度公式：0x v v = y v gt = 22

t x y v v v =+

速度与水平方向的夹角为φ 0

tan gt v φ=

（2）位移公式： 0x v t = 2

12

y gt =

2222201()()2S x y v t gt =+=+

速度与位移方向的夹角为θ 200

tan 22y gt gt

x v t v θ===

（3）轨迹： 222200

11()222x g

y gt g x v v =

== （抛物线的一个单支） （4）运动时间和射程

要点诠释：平抛运动的物体从高度为h 的地方抛出，飞行时间：2h

t g

=

，只与竖直下落的高度有关。射程00

2h

x v t v g

== 取决于竖直下落的高度和初速度。 （5）两个重要推论

推论1：瞬时速度t v 的反向延长线一定通过水平位移x 的中点。

推论2：tan 2tan φθ= 速度偏向角的正切等于位移偏向角的两倍。

由0

tan y

x v gt v v φ==

2

tan 2y gt x x θ=='' 所以 tan 2tan φθ= 可证得：20011222

gt v x v t x gt '=

== 5、平抛运动中速度变化量的方向

平抛运动是匀变速曲线运动，故相等时间内速度变 化量相等，且必沿竖直方（v

g t

∆=∆）如图所示。任意两时刻的速度与速度变化量v ∆构成直角三角形，

v ∆沿竖直方向。平抛运动的速率并不随时间均匀变化，但速度随时间是均匀变化的。

考点二、类平抛运动 类平抛运动：

有时物体的运动与平抛运动很相似，也是在某方向物体做匀速直线运动，另一垂直方向做初速度为零的匀加速直线运动。对这种运动，像平抛又不是平抛，通常称作类平抛运动。

要点诠释：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0v 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F a m

=

合

。 类平抛运动的处理方法与平抛运动一样，只是加速度a 不同而已。例如某质点具有竖直向下的初速度同时受到恒定的水平向右的合外力，如图所示。则质点做沿x 轴的匀速运动和沿y 轴的初速度为零的匀加速直线运动，运动规律与平抛运动相同。 三、探究平抛运动的规律

如图所示，以O 点为原点画出竖直向下的y 轴和水平向右的x 轴，并在曲线上选取A 、B 、C 、D 、E 、F 六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标x 和y ，用公式0x v t

=

2

12

y gt =

计算出小球的初速度0v ，最后计算出0v 的平均值。

位置 x 值/cm

y 值/cm

0v

0v 的平均值

A

B C

D E F

典型例题精析

1．（2021·西藏高三一模）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（忽略空气阻力的影响）。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少

B ．速度较大的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大

C ．速度较小的球通过同一水平距离所用的时间较多

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 【详解】 A ．根据

2h t g

=

可知球下降相同距离所用时间相同，与水平速度无关，选项A 错误； B ．根据

2y v gh =

可知球在下降相同距离时在竖直方向上的速度相同，与水平速度无关，选项B 错误； C ．根据

x t v =

可知，速度较小的球通过同一水平距离所用的时间较多，选项C 正确； D ．根据

212

h gt =

可知，球在相同时间间隔内下降的距离相同，，与水平速度无关，选项D 错误。 故选C 。

2．（2021·全国高三专题练习）如图所示的实验中，用小锤击打弹性金属片后，A 球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B 球被释放，做自由落体运动。观察两球的运动轨迹、比较两球的落地时间，并在不同的高度重复实验。我们发现每次实验两球都同时落地。这个实验能直接得到的结论是（ ）

A ．平抛运动可分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动

B ．平抛运动的位移和自由落体的位移相等

C ．自由落体运动和平抛运动在相等的时间内下落的高度相同

D ．自由落体的速度和平抛运动的速度相等