人教版高中物理复习课件-抛体运动

題後反思：初速度不為零，加速度恒定且垂直於初 速度方向的運動，我們稱之為類平拋運動．在解決 類平拋運動時，方法完全等同於平拋運動的解法， 即將類平拋運動分解為兩個相互垂直，且相互獨立 的分運動，然後按運動的合成與分解的方法求解．
圖8
如圖8所示，A、B兩質點以相同的水準速度v拋 出，A在豎直平面內運動，落地點在P1；B在光 滑的斜面上運動，落地點在P2，不計空氣阻力，
課時12 拋體運動
►基礎梳理◄ 概念：平拋運動指水準拋出的物體只在重力作用下 的運動．
圖1
從運動性質上看，平拋運動是加速度為重力加速度 (g)的勻變速曲線運動，軌跡是拋物線．
規律：以拋出點為座標原點，水準初速度v0方向為 x軸正方向，豎直向下的方向為y軸正方向，建立如 圖1所示的坐標系，在該坐標系下，對任一時刻， 有
水平方向：v0x＝v0cosα 竖直方向：v0y＝v0sinα ②任意时刻 t 的速度： 水平方向：x＝v0tcosα 竖直方向：y＝v0sinα－12gt2 合速度：v＝ v2x＋v2y，其中 v 的方向为 tanγ＝vvyx
(2)任意时刻 t 位移： 水平方向：x＝v0tcosα 竖直方向：y＝v0tsinα－12gt2 合位移：s＝ x2＋y2，其中 s 的方向为 tanβ＝xy.
(1)若球在球臺邊緣O點正上方高度為h1處以速度v1 水準發出，落在球臺的P1點(如圖11實線所示)，求 P1點距O點的距離x1. (2)若球在O點正上方以速度v2水準發出，恰好在最 高點時越過球網落在球臺的P2點(如圖11虛線所示)， 求v2的大小．
(3)若球在O點正上方水準發出後，球經反彈恰好越 過球網且剛好落在對方球臺邊緣P3處，求發球點距 O點的高度h3.
圖9
1．(2009·廣東高考)滑雪運動員以20 m/s的速度從 一平臺水準飛出，落地點與飛出點的高度差為3.2 m．不計空氣阻力，g取10 m/s2.運動員飛過的水準 距離為s，所用時間為t，則下列結果正確的是
()
A．s＝16 m，t＝0.50 s
B．s＝16 m，t＝0.80
s
C．s＝20 m，t＝0.50 s D．s＝20 m，t＝0.80 s
A．A、B同時落地 B．A在x軸方向的位移大於B在x軸方向的位移 C．A落地的速度大於B落地時的速度 D．A、B落地時的動能相同
答案：D
題型三 平拋運動中的臨界問題
[例3] 標準排球場總長度18 m，女排比賽網高2.24 m，在一場校際比賽中，女排隊員李芳在後排起跳 強攻的位置剛好在距網3 m的正上方，然而她擊球 速度(水準方向)無論多大，不是下網，就是出界， 試分析其原因．(設球被擊出後做平拋運動，取g＝ 10 m/s2)
答案：A
3．從水準勻速飛行的直升機上向外自由釋放一個 物體，不計空氣阻力，在物體下落過程中，下列說 法正確的是 () A．從飛機上看，物體靜止 B．從飛機上看，物體始終在飛機的後方 C．從地面上看，物體做平拋運動 D．從地面上看，物體做自由落體運動
解析：飛機上釋放的物體具有水準初速度，做平拋 運動，從飛機上看，物體在落地前始終在飛機的正 下方，C正確，A、B、D均錯誤．
(2)物體由一定高度做平拋運動，其運動時間由下 落高度決定，與初速度無關．由公式y＝ gt2.可得t ＝ ，落地點距拋出點的水準距離x＝v0t由水準 速度和下落時間共同決定．
(3)水準方向和豎直方向的兩個分運動同時存在， 互不影響，具有獨立性．
2．平拋運動中特殊的結論
假設平拋運動中以拋出點為座標原點的坐標系中任 一點P(x，y)的速度方向與水準方向的夾角為α，位 移方向與水準方向的夾角為β，則tanα＝2tanβ；其 速度的反向延長線交於x軸的 處．這兩個結論可以 用於分析其他的平拋、類平拋問題．
(1)A球拋出後多長時間，A、B兩球間的連線可拉 直．
(2)這段時間內A球離拋出點的水準位移多大？(g取
2
圖6
答案：(1)1 s (2)4.5 m
題型二 類平拋運動問題的分析 [例2] 如圖7所示，將品質為m的小球從傾角為θ的 光滑斜面上A點以
圖7 速度v0水準拋出(即v0平行CD)，小球沿斜面運動到 B點．已知A點的高度為h，則小球在斜面上運動的 時間為多少？小球到達B點時的速度大小為多少？
►疑難詳析◄
斜拋運動的射程與射高(以斜上拋運動為例)
在斜拋運動中，從物體被拋出的地點到落地點的水 準距離叫做射程，用符號X表示．從拋出點的水平 面到物體運動軌跡最高點的高度叫做射高，用符號 Y表示．從物體被拋出到落地所用的時間叫做飛行 時間，用符號T表示．
設斜拋運動的初速度為v0，拋射角為α，若不考慮 空氣的阻力，根據上述分析的思路，運用已學過的 知識，可以導出斜拋運動的飛行時間、射高和射程 的運算式：
[解析] 當擊球位置到球網水準距離恒定時，依平 拋運動規律可知，排球被水準擊出的初速度越大， 越不容易觸網；但若速度過大，又會擊球出界．顯 然為使球不觸網，球速必應大於某值A；而為使之 不出界，球速又應小於某值B.為使之既不觸網又不 出界，則必須滿足：B≥v0≥A.但若按平拋規律求得 結果A比B還大，物理現象怎樣呢？那就是說：初 速度v0如果小於A必觸網；初速度v0如果大於A，則 必大於B，故必出界．這就是題目中所出現的情況， 而究其原因就在於擊球點的高度不夠．
題型一 平拋運動的分解
[例1] 物體做平拋運動，在它落地前的1 s內它 的速度與水準方向夾角由30°變成60°，g＝10 m/s2.求：
(1)平拋運動的初速度v0； (2)平拋運動的時間；
(3)平拋時的高度．
[分析] 根據已知條件，需正確利用水準方向的速 度不變，豎
圖4 直方向速度隨時間均勻增大，應畫出速度的向量關 係圖，然後利用平拋運動的規律求解．
[答案] 設李芳擊球點高度為h，為保證其擊球不 下網，初速度應滿足
題後反思：(1)本題應從哪里切入求解是難點，在 此科學而嚴密的邏輯推理得到充分體現．題目中問 題有兩個層面：下網和出界．由平拋運動規律可推 知：為保證排球既不會下網，又不會出界，應滿足： A≤v0≤B.而題目中明確指出：“擊球速度無論多大， 不是下網就是出界．”這就是說按平拋規律求解出 的A和B之間，不存在A<B，而是B<A.這就是本題的 切入點．
(2)本題是排球場上的實際問題，能用自己的所學， 去分析、研究乃至解決實際問題，是我們在學習中 要培養的重要能力之一，在學習中應給予足夠關 注．
在排球運動中，為了使從某一位置和某一高度水準 扣出的球既不觸網，又不出界，扣球速度v的取值 範 圍應是多少？已知網高H，半場長l，扣球點高h， 扣球點離網水準距離s.
考點三 類平拋運動
►基礎梳理◄
平拋運動是典型的勻變速曲線運動，應掌握這類問 題的處理思路、方法並遷移到討論類平拋運動(如 帶電粒子在勻強電場中的偏轉等)問題上來．
(1)類平拋運動的特點是物體所受的合力為恒力， 且與初速度方向垂直(初速度v0的方向不一定是水 準方向，即合力的方向也不一定是豎直方向，且加 速度大小不一定等於重力加速度g)．
►深化拓展◄
物體做平拋運動的條件：只受重力作用，初速度不 為零且沿水準方向．若物體受恒力作用，且初速度 與恒力垂直，物體做類平拋運動．
考點二 斜拋運動
►基礎梳理◄
概念：將物體以一定的初速度沿斜上方(或斜下方) 拋出，僅在重力的作用下物體所做的運動叫做斜拋 運動．
性質：斜拋運動是加速度恒為重力加速度g的勻變 速曲線運動，軌跡是拋物線．
注意：合位移方向與合速度方向不一致．
把平拋運動看作兩個分運動的合運動：一個是水準 方向(垂直於重力方向)的勻速直線運動，一個是豎 直方向(沿著重力方向)的自由落體運動．這給我們 研究平拋運動提供了有力的工具．
►疑難詳析◄ 1．平拋運動的特點
圖2 (1)平拋運動是勻變速曲線運動，故相等的時間間 隔內速度的變化量相等．由Δv＝gΔT知，速度的變 化必沿豎直方向，如圖2所示． 任意兩時刻的速度，畫到一點上時，其末端連線必 沿豎直方向，且都與v0垂直．
圖12
圖13
答案：B
2．某同學對著牆壁練習打網球，假定球在牆面上 以25 m/s的速度沿水準方向反彈．落地點到牆面的 距離在10 m至15 m之間．忽略空氣阻力，取g＝10 m/s2.球在牆面上反彈點的高度範圍是
()
A．0.8 m至1.8 m
B．0.8 m至1.6 m
C．1.0 m至1.6 m
D．1.0 m至1.8 m
題後反思：分析和研究平拋運動，重在對水準方向 做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動規律的 理解和靈活交替運用．還要充分利用平拋運動所示，A、B兩球之間有長6 m的柔軟細線相 連，將兩球相隔0.8 s先後從同一高度從同一點均以 4.5 m/s的初速水準拋出，求：
答案：C
圖10
4．如圖10所示，一物體自傾角為θ的固定斜面頂端 沿水準方向拋出後落在斜面上．物體與斜面接觸時 速度與水準方向的夾角φ滿足 ()
A．tanφ＝sinθ B．tanφ＝cosθ
C．tanφ＝tanθ D．tanφ＝2tanθ
答案：D
圖11
5．拋體運動在各類體育運動專案中很常見，如乒 乓球運動．現討論乒乓球發球問題，設球臺長2L、 網高h，乒乓球反彈前後水準分速度不變，豎直分 速度大小不變、方向相反，且不考慮乒乓球的旋轉 和空氣阻力．(設重力加速度為g)
(2)類平拋運動可看成是某一方向(不一定是水準方 向)的勻速直線運動和垂直此方向(不一定是豎直方 向)的勻加速直線運動的合運動．處理類平拋運動 的方法與處理平拋運動類似，但要分析清楚其加速
度的大小和方向如何，這類運動在後面復習電場時 較多涉及到．
►疑難詳析◄
類平拋運動與平拋運動的運動規律相似，常規解法 是運動的分解法：相互垂直的兩個方向的分運動是 相互獨立的，其中每個分運動都不會因另外一個運 動的存在而受到影響；兩個分運動及其合運動具有 等時性．
圖3
規律：斜拋運動(以斜上拋運動為例)可以看成是水 準方向上的勻速直線運動和豎直方向上的豎直上拋 運動來處理．以拋出點為座標原點，初速度v0在水 準方向的投影方向為x軸正方向，豎直向上的方向 為y軸正方向，建立如圖3所示的坐標系，在該坐標 系下(以豎直分運動為豎直上拋為例)
(1) 速度： ①初速度