2020高中物理 第一章 抛体运动 微型专题1 平抛运动规律的应用学案 教科版必修2

微型专题1 平抛运动规律的应用

[学习目标] 1.能熟练运用平抛运动规律解决问题.2.会分析平抛运动与其他运动相结合的问题.3.会分析类平抛运动．

一、平抛运动的两个重要的推论及应用

平抛运动的两个推论

(1)某时刻速度、位移与初速度方向的夹角θ、α的关系为tanθ＝2tanα.

(2)做平抛运动的物体在任意时刻瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点．

例1如图1所示，一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上，物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足(空气阻力不计)( )

图1

A．tanφ＝sinθB．tanφ＝cosθ

C．tanφ＝tanθD．tanφ＝2tanθ

答案 D

解析物体从抛出至落到斜面的过程中，位移方向与水平方向夹角为θ，落到斜面上时速度方向与水平方向夹角为φ，由平抛运动的推论知tanφ＝2tanθ，选项D正确．

【考点】平抛运动推论的应用

【题点】平抛运动推论的应用

二、与斜面有关的平抛运动

与斜面有关的平抛运动，包括两种情况：

(1)物体从空中抛出落在斜面上；

(2)物体从斜面上抛出落在斜面上．

在解答该类问题时，除要运用平抛运动的位移和速度规律外，还要充分利用斜面倾角，找出斜面倾角同位移和速度的关系，从而使问题得到顺利解决．

两种情况的特点及分析方法对比如下：

方法内容斜面飞行时间总结

分解

速度

水平方向：v x＝v0竖直方向：

v y＝gt特点：tanθ＝

v x

v y

＝

v0

gt

t＝

v0

g tanθ

分解速度，构

建速度三角形

分解

位移

水平方向：x＝v0t竖直方向：

y

＝

1

2

gt2特点：tanθ＝

y

x

＝

gt

2v0

t＝

2v0tanθ

g

分解位移，构

建位移三角形

例2如图2所示，以9.8m/s的水平初速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为30°的固定斜面上，这段飞行所用的时间为(不计空气阻力，g取9.8 m/s2)( )

图2

A.

2

3

sB.

22

3

sC.3sD．2s

答案 C

解析如图所示，把末速度分解成水平方向的分速度v0和竖直方向的分速度v y，则有tan30°＝

v0

v y

，v y＝gt，联立得t＝

v0

g tan30°

＝

3v0

g

＝3s，故C正确．

【考点】平抛运动与斜面的结合问题

【题点】对着斜面水平抛物问题

本题中物体垂直落到斜面上，属于知道末速度方向的题目．此类题目的分析方法一般是将物体的末速度进行分解，由速度方向确定两分速度之间的关系．

例3如图3所示，AB为固定斜面，倾角为30°，小球从A点以初速度v0水平抛出，恰好落到B点．求：(空气阻力不计，重力加速度为g)

图3

(1)A、B间的距离及小球在空中飞行的时间；

(2)从抛出开始，经过多长时间小球与斜面间的距离最大？最大距离为多大？

答案(1)

4v02

3g

23v0

3g

(2)

3v0

3g

3v02

12g

解析(1)设飞行时间为t，则水平方向位移l AB cos30°＝v0t，

竖直方向位移l AB sin30°＝12gt 2

，

解得t ＝2v 0g tan30°＝23v 03g ，l AB ＝4v 0

2

3g .

(2)方法一(常规分解)

如图所示，小球的速度方向平行于斜面时，小球离斜面的距离最大，设经过的时间为t ′，则此时有tan30°＝v y v 0＝

gt ′v 0

故运动时间为t ′＝

v 0tan30°g ＝3v 0

3g

此时小球的水平位移为x ′＝v 0t ′＝3v 0

2

3g

又此时小球速度方向的反向延长线交横轴于x ′

2处，故小球离斜面的最大距离为H ＝12x ′sin30°＝3v 0

2

12g .

方法二(结合斜抛运动分解)

如图所示，把初速度v 0、重力加速度g 都分解成沿斜面和垂直斜面的两个分量．在垂直斜面方向上，小球做的是以v 0y 为初速度、g y 为加速度的“竖直上抛”运动．

小球到达离斜面最远处时，速度v y ＝0， 由v y ＝v 0y －g y t ′可得

t ′＝v 0y g y ＝v 0sin30°g cos30°＝v 0g tan30°＝3v 0

3g

小球离斜面的最大距离y ＝v 0y 22g y ＝v 02sin 230°2g cos30°＝3v 0

2

12g

.

【考点】平抛运动与斜面的结合问题 【题点】从斜面顶端水平抛物问题

1．物体从斜面抛出后又落到斜面上，属已知位移方向的题目，此类题的解题方法一般是把位移分解，由位移方向确定两分位移的关系．

2．从斜面上开始又落于斜面上的过程中，速度方向与斜面平行时，物体到斜面的距离最大，此时已知速度方